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摘 要:在我国如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围分布的膨胀土且范围很广,膨胀土是一种高塑性粘土,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性且性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形造成位移、开裂、倾斜甚至破坏且往往成群出现,使基坑出现不等程度的安全隐患和事故,本文讨论了承压型囊式扩体预应力锚索法在膨胀土地区基坑护壁桩中的施工与管理,从技术与管理层上避免基坑垮塌等安全事故。
关键词:基坑支护;膨胀土;锚索
1.引言
膨胀土是影响道路及基坑等其它构造物建设的一种特殊土质,在实际工程中其破坏力是巨大的。解决膨胀土的问题应着重从影响其物理、力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑从而通过改变土的力学性质达到处理的目的。一个工程应根据自身的特点及建设条件对膨胀土采取措施进行处理,本文对基坑护壁桩承压型囊式扩体预应力锚索技术在膨胀土中的施工与管理进行了探讨。
2.工程概况
成都永垹置业有限公司拟建奥森特项目。拟建工程场地位于成都市龙泉驿区驿都大道北侧、北泉路南侧、北京路西侧、翠龙路东侧。该项目规划建设净用地面积约为24804.47m2, 本工程由3栋35-38F/-3F的住宅楼及2F/-3F的商业楼、1栋32F/-3F的办公酒店楼及4F/-3F的商业楼构成。建筑物结构形式拟采用框剪结构、基础拟采用桩筏基础。
本工程的地下室±0.00标高为511.1m,设三层地下室,基坑梁顶标高与周边道路最大高差为-0.5m,基坑开挖后最深为12.6m。
(1)基坑南侧的AB、BC段紧邻接龙小区,小区为6层砖混结构住宅楼,AB段最近开挖线距住宅楼最近为9.9m,BC段最近开挖线距住宅楼最近为7.4m,住宅楼为条形天然基础,基础埋深约2.5m。
(2)基坑西侧(CD段)外为翠龙街,路宽18m,基坑开挖线距离该道路边线约3.2m,该市政道路下有市政雨水管、污水管、电力管线、天然气管道等地下管线,地下管线最大埋深约4.0m。
(3)基坑北侧(DE段)外为龙泉国寓项目,为二层地下室,现正在施工,与本基坑相邻段采用放坡网喷支护方案,基坑深约7.0m。
(4)基坑东侧(EA段)为北京路。路宽16m,基坑开挖线距离该道路边线约17.2m,该市政道路下有市政雨水管、污水管、电力管线等地下管线,地下管线最大埋深约4.0m;
3承压型囊式扩体预应力锚索(杆)法介绍
承压型囊式扩体预应力锚索与混凝土桩(可采用单排桩)组成空间受力体系支护基坑,因锚索抗拔力大,故基坑变形小。承压型囊式扩体锚索(杆)其承载机理是端压型,受力明显区别于拉力型锚索(杆),如下图所示。
图1. 承压型杆体結构承载机理示意图
4承压型囊式扩体锚索施工
本工程场地地貌单元属成都平原岷江水系三级阶地,基坑土质主要为粘土,粘土具膨胀性,由于膨胀土的特点,普通锚索无法满足基坑设计的要求。
本工程采用预应力承压型囊式扩体锚索,是在支护桩施工完成后进行,钻机工作面宜低于锚索标高面0.5m,工作面宽度不得少于15m,工作面应能保证机器正常作业,如有软土时应及时用建渣回填。
承压型囊式扩体锚索施工工艺如下:
4.1施工现场准备
4.1.项目组织机构设置
项目经理部设“四部一室”,即:工程部、技术部、物资部、经营财务部和综合办公室,这五个职能部门的职责是:指挥职能、组织职能、监督职能、计划职能、控制职能、协调职能。
项目经理将对工程质量、工期、安全、成本及文明施工全面负责。各施工管理职能部门在项目经理部的直接指导下做到有计划的组织施工,确保工程质量、工期、安全等方面达到目标要求。
1、施工组织机构的启动与高效运作
(1)项目经理根据项目经理部的工作实际,具体明确每个项目管理人员的责、权、利,使全体管理人员有条不紊、紧张而有序地开展工作,从而较大幅度提高项目经理部的工作效率,有效促进管理整体实力的强化,具体做法是把项目施工职业道德的具体含义,标准分解落实到项目每个管理人员和操作人头上并与他们的收入挂钩,施工质量做到业主与监理是否在场都一个样,让业主和用户放心享受精品工程的高品质使用价值。
(2)项目经理部每周召开有业主、监理公司、施工单位及分包单位主管参加的生产例会,例会重点解决质量、进度、施工技术等难点。明确各项问题的解决办法及时间,并形成会议纪要。
(3)项目经理部每天下午召开由项目经理主持的施工生产碰头会,对次日的工作进行协调安排。
(4)组织能力强,技术水平高,能打硬仗的作业队伍,树立连续作战的精 神,确保工期的按时或提前完成。
2、职责分工说明
⑴项目经理
全面负责本工程的全面工作,对工程资材配备,协调理顺各部门关系及制定项目质量方针、目标,采取必要的组织、管理措施,保证质量方针的贯彻和执行,并合理管理项目资金的运转;直接参与对其他相关单位的协调工作。
⑵项目技术负责人
全面负责工程技术质量工作,制定重要施工技术方案;参与制定、贯彻工程质量目标,并组织实施质量体系,并解决工程施工过程中出现的技术问题及施工过程中的质量监控,加强施工管理。
⑶施工员
具体负责工程的施工管理、现场验收、检查工作,参与施工方案的编写和工程有关的计量、实验工作,配合相关单位解决各项技术问题。
⑷测量员
具体负责工程的测量工作,参与施工方案的编写,配合相关单位解决各项技术问题。
⑸质检员(专职) 全面负责工程质量检查工作,参与制定、落实工程质量目标和质量监控及质量评定,行使质量监督权。收集各种质量记录,并整理归档。
4.1.2 劳动力计划安排
作业队伍进场后进行入场教育,使之迅速进入工作状态。入场阶段首先要组织部分土工、钢筋工、成桩工、混凝土工、喷锚工、和水电工入场,进行地下障碍物清除、临建搭设和护壁桩基施工前的钢筋制作。钢筋焊接、电工等特殊工种做到持证上岗。现场劳动力用量详见《劳动力需用量计划表》。
劳动力需用量计划表
4.1.3 施工机械及材料准备
为确保施工进度,结合工程的特点及工程要求,我部将根据施工需要和现场进度情况及时安排各种机械设备的进场。附《主要機械设备需用计划一览表》。
4.2 锚索制作
(1)锚索为承压型囊式扩体锚索,主要由钢绞线、锚具、承压型囊、注浆管、锚索定位器及承压板等组成,以上材料均采用工厂定制,现场安装方式;
(2)锚索采用4根17.8的1860级钢绞线,钢绞线应采用锚索截断机或砂轮锯切断,不得采用电弧切割。严禁在钢绞线上进行任何电焊操作;
(3)钢绞线下料长度应考虑钻孔深度、腰梁宽度和张拉锁定长度,确保有效长度不小于设计长度;
(4)锚索锚具采用与之配套的专用锚具。
(5)承压型囊安放时不得损坏其外包塑料软管;
(6)注浆管采用φ20PE软管,一根用于囊内注浆、一根用于囊外锚固段注浆。
(7)锚索定位器主要作用为使锚索居中,沿杆体轴线方向每隔2.0m设置一个,为本工艺特制的定位装置;
(8)承压板为200mm×200mm,厚20mm的Q235钢板;
(9)为保证锚索的使用效果,锚索组装制作应在安放的前一天做好,制作由专人负责。加工完成的锚索在储存、搬运、安放时,应避免机械损伤、介质侵蚀和污染。
4.3成孔
(1)钻孔前,根据设计要求和地层条件,定出孔位,作出标记;
(2)自由段孔径180mm,锚固段孔径600mm,先用180mm的钻头钻至设计深度。根据工程地质条件选择合适工艺,本次采用螺旋钻进工艺,如地层条件较差,塌孔历害时,采用套管钻孔工艺;
(3)钻头直径不应小于设计钻孔直径,锚杆水平方向的误差不应大于100mm,钻孔角度偏差不应大于2°;
(4)钻孔的深度不应小于设计长度,但不宜长于设计长度500mm。
4.4 扩孔
扩孔是本工艺的重点,正式施工前,需在相同地质条件下试验,确定扩孔施工参数,确保扩孔的直径、扩孔长度及扩大头水泥土的强度满足设计要求。根据本地区的施工经验,其施工参数为:
(1)钻孔先钻至设计深度,然后上提3.0m,先采用清水扩孔,扩孔压力≥25MPa,提速<20cm/min,钻速<20r/min,从上往下进行扩孔,然后再从下往上进行复扩;
(2)用1:1的水泥浆从孔底往孔口上扩2.5m,扩孔压力≥20MPa,提速<20cm/min,钻速<20r/min;
(3)注浆材料采用的水泥为拉法基P·O42.5R普通硅酸盐水泥;
(4)注浆材料所用的水为自来水;
(5)在高压喷射扩孔过程中出现压力骤然下降或上升时,应查明原因并及时采取措施,恢复正常后方可继续施工。
4.5 锚索安放
(1)高压喷射扩大头扩孔完成后,应立即取出喷管并将锚索放入锚孔内至设计深度。采用套管时,应在锚索放入至设计深度后再将套管拔出;
(2)在锚索放入锚孔前,应检查杆体的长度和加工质量。如有损坏的,按技术要求更换,确保满足设计要求;
(3)安放锚索时,应防止扭结和弯曲;注浆管宜随杆体一同放入锚孔;
(4)安放锚索时,不得影响正常的注浆作业,不得随意敲击,不得悬挂重物;
(5)锚索杆体插入孔内的深度不应小于设计长度,杆体角度偏差不应大于2%;
(6)锚杆到位后,再检查一遍排气管是否畅通,若不畅通,拔出锚杆,排除故障后重新送杆。
4.6 注浆
(1)浆液配合比:水灰比0.4~0.5,根据需要添加减水剂保水剂及其它外加剂。
(2)水泥浆搅拌均匀,具有和易性、低泌水性和可注性。
(3)注浆前先检查注浆管路,后采用压力注浆方法进行连续注浆。
(4)注浆作业应连续,浆液应搅拌均匀,随拌随用。
(5)注浆时采用压浆泵先在囊内注浆,注浆时以浆量控制为主,注浆压力控制为辅的原则。如注浆过程中浆压突然增大,应立即停止注浆作业,检查管路和机器。
(6)囊内浆体注满后,用另一根注浆管采用相同的水灰比在囊外注浆,当孔口看到水泥浆时,停止注浆。
(7)锚固段囊袋内注浆体的抗压强度不小于30MPa,浆体强度检测用的试块为70.7×70.7×70.7,若单日施工的锚杆数量不足30根时,则累计30根做一组;若单日施工的锚杆数量超过30根时,则每日一组;每组试块的数量为3个。
(8)注浆后不得随意敲击杆体,也不得在杆体上悬挂重物。
(9)锚索施工完成后10天内为锚孔内的水泥浆的养护时间,在养护期内,不得移动、张拉锚索。
4.7 腰梁制作
为保证锚索与支护桩达到最佳的受力效果,本工程采用钢筋混凝土腰梁,混凝土设计强度为C40。共设三道腰梁,根据锚索的角度不同,腰梁的尺寸也略有区别。其施工方法如下:
(1)开挖基坑、梁底整平。
测量放样,确定基坑开挖位置。人工配合反铲挖机开挖基坑(人工处理节点、细部位置;挖机负责土方开挖、调运)。基坑开挖要点: (2)底模敷设及腰梁植筋
底模采用木模,土方开挖至腰梁底部后,整平、夯实,根据底模设计角度敷设木模。
腰梁钢筋通过植筋与钻孔桩固定,腰梁钢筋施工时,采用冲击钻在围护桩上钻孔,每根桩上植入上下三层共6根 25锚筋,植筋与腰梁钢筋连接。
(3)钢筋绑扎及焊接
①钢筋下料
钢筋下料严格按照钢筋下料单进行,根据直径选用,根据长度下料,根据形状弯曲,严禁随意切割、弯曲钢筋(钢筋下料单按照现场实际情况下发班组长)。
钢筋加工的形状、尺寸必须符合設计要求;
②腰梁钢筋绑扎、焊接
腰梁钢筋在底模板做好后进行。绑扎时,先绑扎大箍筋与四角横筋,确定框架;再绑扎小箍筋、横向拉筋与竖向横筋;最后绑扎竖向拉筋与横向横筋,并须保证钢筋之间的间距符合图纸要求。下层钢筋的垫块按设计的混凝土等级制作。腰梁主筋采用错开连续单面焊接,焊接长度为10d。钢筋绑扎完成后才可进行外模的施工。
(4)模板安装
腰梁模板只安装外模,模板采用钢管固定,模板的形状、尺寸必须符合设计要求;
(5)混凝土施工
①现场测量砼浇注方量,准确计算好砼用量计划,防止浪费混凝土。
②分段连续浇筑,加强振捣,以保证混凝土强度。
③混凝土表面找平压实,腰梁砼浇注完成后初凝前及时进行收面,确保表面平整。收面先采用木抹子粗平压实,再用铁抹子收光。
(6)砼养护
①指派专人负责养护;
②砼浇筑完后,应在12小时内开始养护;
③底板顶板砼采用麻袋覆盖,洒水养护,侧墙砼未拆模前,对模板浇水进行养护,拆模后采用喷淋养护。
④每天保证浇水次数,以能保持砼表面一直处于湿润状态为标准;
⑤养护天数不少于7天。
(7)模板拆除
①模板的拆除应在混凝土浇注完毕3天后拆除,以保证混凝土达到相应的强度。
②模板拆除的顺序和方法, 应按照配模设计的规定进行, 遵循后支先拆、先支后拆、先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原则。严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。
4.8 张拉与锁定
张拉前承压面应平整,并与锚索轴线方向垂直。
(1)锚索张拉前,应对张拉设备进行标定。
(2)锚固体与承压面混凝土强度均达到锚固体设计强度的70%,且大于20MPa时方可张拉,根据经验一般为10天后。
(3)锚索张拉应按一定程序进行。锚索张拉顺序,应考虑对邻近锚索的相互影响。
(4)锚索张拉之前,应取0.1~0.2倍设计轴向拉力值,对锚索预张拉1~2次,使其各部位的接触紧密,杆体完全平直。
(5)锚索张拉控制应力不应超过0.65倍钢绞线强度标准值。锚索张拉至600kN,保持10~15min,然后卸载至350kN锁荷载进行锁定。
5.基坑监测数据结果分析
(1)基坑水平位移观测数据在最近连续六个观测周期期间,基坑支护结构顶部最大位移变形矢量为 3.8mm,最大水平位移变化速为0.54mm/d,水平位移变化速率0.11mm/d。
(2)基坑相邻围墙水平位移观测数据在最近连续六个观测周期期间,相邻围墙最大位移变形矢量为3.5mm,本次最大水平位移变化速率为 0.50mm/d。
(3)基坑相邻建筑物水平位移观测数据在最近连续六个观测周期期间,相邻建筑物最大位移变形矢量为 3.8mm, 本次最大水平位移变化速率为 0.54mm/d。
(4)相邻建筑物沉降观测数据在最近连续六个观测周期期间,最大累计反弹量为+8.4mm,最大沉降量为 0.9mm,最大沉降变化速率为 0.129mm/d。
6.结论
规范的承压型囊式扩体预应力锚索法施工与管理,从技术与管理方面可以有效的避免基坑在遇膨胀土层而出现的失稳等等问题,最大有效的避免了在基坑的垮塌等安全事故
参考文献:
[1]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012;
[2]《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012
[3]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 GB50086-2001;
[4]《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009;
[5]刘钟《承压型囊式扩体锚索技术》2012.8.30
[6]王洪波,甘元初,谢水波.《基坑护壁桩承压型囊式扩体预应力锚索法在膨胀土中的应用》.建筑安全.2015(04)
关键词:基坑支护;膨胀土;锚索
1.引言
膨胀土是影响道路及基坑等其它构造物建设的一种特殊土质,在实际工程中其破坏力是巨大的。解决膨胀土的问题应着重从影响其物理、力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑从而通过改变土的力学性质达到处理的目的。一个工程应根据自身的特点及建设条件对膨胀土采取措施进行处理,本文对基坑护壁桩承压型囊式扩体预应力锚索技术在膨胀土中的施工与管理进行了探讨。
2.工程概况
成都永垹置业有限公司拟建奥森特项目。拟建工程场地位于成都市龙泉驿区驿都大道北侧、北泉路南侧、北京路西侧、翠龙路东侧。该项目规划建设净用地面积约为24804.47m2, 本工程由3栋35-38F/-3F的住宅楼及2F/-3F的商业楼、1栋32F/-3F的办公酒店楼及4F/-3F的商业楼构成。建筑物结构形式拟采用框剪结构、基础拟采用桩筏基础。
本工程的地下室±0.00标高为511.1m,设三层地下室,基坑梁顶标高与周边道路最大高差为-0.5m,基坑开挖后最深为12.6m。
(1)基坑南侧的AB、BC段紧邻接龙小区,小区为6层砖混结构住宅楼,AB段最近开挖线距住宅楼最近为9.9m,BC段最近开挖线距住宅楼最近为7.4m,住宅楼为条形天然基础,基础埋深约2.5m。
(2)基坑西侧(CD段)外为翠龙街,路宽18m,基坑开挖线距离该道路边线约3.2m,该市政道路下有市政雨水管、污水管、电力管线、天然气管道等地下管线,地下管线最大埋深约4.0m。
(3)基坑北侧(DE段)外为龙泉国寓项目,为二层地下室,现正在施工,与本基坑相邻段采用放坡网喷支护方案,基坑深约7.0m。
(4)基坑东侧(EA段)为北京路。路宽16m,基坑开挖线距离该道路边线约17.2m,该市政道路下有市政雨水管、污水管、电力管线等地下管线,地下管线最大埋深约4.0m;
3承压型囊式扩体预应力锚索(杆)法介绍
承压型囊式扩体预应力锚索与混凝土桩(可采用单排桩)组成空间受力体系支护基坑,因锚索抗拔力大,故基坑变形小。承压型囊式扩体锚索(杆)其承载机理是端压型,受力明显区别于拉力型锚索(杆),如下图所示。
图1. 承压型杆体結构承载机理示意图
4承压型囊式扩体锚索施工
本工程场地地貌单元属成都平原岷江水系三级阶地,基坑土质主要为粘土,粘土具膨胀性,由于膨胀土的特点,普通锚索无法满足基坑设计的要求。
本工程采用预应力承压型囊式扩体锚索,是在支护桩施工完成后进行,钻机工作面宜低于锚索标高面0.5m,工作面宽度不得少于15m,工作面应能保证机器正常作业,如有软土时应及时用建渣回填。
承压型囊式扩体锚索施工工艺如下:
4.1施工现场准备
4.1.项目组织机构设置
项目经理部设“四部一室”,即:工程部、技术部、物资部、经营财务部和综合办公室,这五个职能部门的职责是:指挥职能、组织职能、监督职能、计划职能、控制职能、协调职能。
项目经理将对工程质量、工期、安全、成本及文明施工全面负责。各施工管理职能部门在项目经理部的直接指导下做到有计划的组织施工,确保工程质量、工期、安全等方面达到目标要求。
1、施工组织机构的启动与高效运作
(1)项目经理根据项目经理部的工作实际,具体明确每个项目管理人员的责、权、利,使全体管理人员有条不紊、紧张而有序地开展工作,从而较大幅度提高项目经理部的工作效率,有效促进管理整体实力的强化,具体做法是把项目施工职业道德的具体含义,标准分解落实到项目每个管理人员和操作人头上并与他们的收入挂钩,施工质量做到业主与监理是否在场都一个样,让业主和用户放心享受精品工程的高品质使用价值。
(2)项目经理部每周召开有业主、监理公司、施工单位及分包单位主管参加的生产例会,例会重点解决质量、进度、施工技术等难点。明确各项问题的解决办法及时间,并形成会议纪要。
(3)项目经理部每天下午召开由项目经理主持的施工生产碰头会,对次日的工作进行协调安排。
(4)组织能力强,技术水平高,能打硬仗的作业队伍,树立连续作战的精 神,确保工期的按时或提前完成。
2、职责分工说明
⑴项目经理
全面负责本工程的全面工作,对工程资材配备,协调理顺各部门关系及制定项目质量方针、目标,采取必要的组织、管理措施,保证质量方针的贯彻和执行,并合理管理项目资金的运转;直接参与对其他相关单位的协调工作。
⑵项目技术负责人
全面负责工程技术质量工作,制定重要施工技术方案;参与制定、贯彻工程质量目标,并组织实施质量体系,并解决工程施工过程中出现的技术问题及施工过程中的质量监控,加强施工管理。
⑶施工员
具体负责工程的施工管理、现场验收、检查工作,参与施工方案的编写和工程有关的计量、实验工作,配合相关单位解决各项技术问题。
⑷测量员
具体负责工程的测量工作,参与施工方案的编写,配合相关单位解决各项技术问题。
⑸质检员(专职) 全面负责工程质量检查工作,参与制定、落实工程质量目标和质量监控及质量评定,行使质量监督权。收集各种质量记录,并整理归档。
4.1.2 劳动力计划安排
作业队伍进场后进行入场教育,使之迅速进入工作状态。入场阶段首先要组织部分土工、钢筋工、成桩工、混凝土工、喷锚工、和水电工入场,进行地下障碍物清除、临建搭设和护壁桩基施工前的钢筋制作。钢筋焊接、电工等特殊工种做到持证上岗。现场劳动力用量详见《劳动力需用量计划表》。
劳动力需用量计划表
4.1.3 施工机械及材料准备
为确保施工进度,结合工程的特点及工程要求,我部将根据施工需要和现场进度情况及时安排各种机械设备的进场。附《主要機械设备需用计划一览表》。
4.2 锚索制作
(1)锚索为承压型囊式扩体锚索,主要由钢绞线、锚具、承压型囊、注浆管、锚索定位器及承压板等组成,以上材料均采用工厂定制,现场安装方式;
(2)锚索采用4根17.8的1860级钢绞线,钢绞线应采用锚索截断机或砂轮锯切断,不得采用电弧切割。严禁在钢绞线上进行任何电焊操作;
(3)钢绞线下料长度应考虑钻孔深度、腰梁宽度和张拉锁定长度,确保有效长度不小于设计长度;
(4)锚索锚具采用与之配套的专用锚具。
(5)承压型囊安放时不得损坏其外包塑料软管;
(6)注浆管采用φ20PE软管,一根用于囊内注浆、一根用于囊外锚固段注浆。
(7)锚索定位器主要作用为使锚索居中,沿杆体轴线方向每隔2.0m设置一个,为本工艺特制的定位装置;
(8)承压板为200mm×200mm,厚20mm的Q235钢板;
(9)为保证锚索的使用效果,锚索组装制作应在安放的前一天做好,制作由专人负责。加工完成的锚索在储存、搬运、安放时,应避免机械损伤、介质侵蚀和污染。
4.3成孔
(1)钻孔前,根据设计要求和地层条件,定出孔位,作出标记;
(2)自由段孔径180mm,锚固段孔径600mm,先用180mm的钻头钻至设计深度。根据工程地质条件选择合适工艺,本次采用螺旋钻进工艺,如地层条件较差,塌孔历害时,采用套管钻孔工艺;
(3)钻头直径不应小于设计钻孔直径,锚杆水平方向的误差不应大于100mm,钻孔角度偏差不应大于2°;
(4)钻孔的深度不应小于设计长度,但不宜长于设计长度500mm。
4.4 扩孔
扩孔是本工艺的重点,正式施工前,需在相同地质条件下试验,确定扩孔施工参数,确保扩孔的直径、扩孔长度及扩大头水泥土的强度满足设计要求。根据本地区的施工经验,其施工参数为:
(1)钻孔先钻至设计深度,然后上提3.0m,先采用清水扩孔,扩孔压力≥25MPa,提速<20cm/min,钻速<20r/min,从上往下进行扩孔,然后再从下往上进行复扩;
(2)用1:1的水泥浆从孔底往孔口上扩2.5m,扩孔压力≥20MPa,提速<20cm/min,钻速<20r/min;
(3)注浆材料采用的水泥为拉法基P·O42.5R普通硅酸盐水泥;
(4)注浆材料所用的水为自来水;
(5)在高压喷射扩孔过程中出现压力骤然下降或上升时,应查明原因并及时采取措施,恢复正常后方可继续施工。
4.5 锚索安放
(1)高压喷射扩大头扩孔完成后,应立即取出喷管并将锚索放入锚孔内至设计深度。采用套管时,应在锚索放入至设计深度后再将套管拔出;
(2)在锚索放入锚孔前,应检查杆体的长度和加工质量。如有损坏的,按技术要求更换,确保满足设计要求;
(3)安放锚索时,应防止扭结和弯曲;注浆管宜随杆体一同放入锚孔;
(4)安放锚索时,不得影响正常的注浆作业,不得随意敲击,不得悬挂重物;
(5)锚索杆体插入孔内的深度不应小于设计长度,杆体角度偏差不应大于2%;
(6)锚杆到位后,再检查一遍排气管是否畅通,若不畅通,拔出锚杆,排除故障后重新送杆。
4.6 注浆
(1)浆液配合比:水灰比0.4~0.5,根据需要添加减水剂保水剂及其它外加剂。
(2)水泥浆搅拌均匀,具有和易性、低泌水性和可注性。
(3)注浆前先检查注浆管路,后采用压力注浆方法进行连续注浆。
(4)注浆作业应连续,浆液应搅拌均匀,随拌随用。
(5)注浆时采用压浆泵先在囊内注浆,注浆时以浆量控制为主,注浆压力控制为辅的原则。如注浆过程中浆压突然增大,应立即停止注浆作业,检查管路和机器。
(6)囊内浆体注满后,用另一根注浆管采用相同的水灰比在囊外注浆,当孔口看到水泥浆时,停止注浆。
(7)锚固段囊袋内注浆体的抗压强度不小于30MPa,浆体强度检测用的试块为70.7×70.7×70.7,若单日施工的锚杆数量不足30根时,则累计30根做一组;若单日施工的锚杆数量超过30根时,则每日一组;每组试块的数量为3个。
(8)注浆后不得随意敲击杆体,也不得在杆体上悬挂重物。
(9)锚索施工完成后10天内为锚孔内的水泥浆的养护时间,在养护期内,不得移动、张拉锚索。
4.7 腰梁制作
为保证锚索与支护桩达到最佳的受力效果,本工程采用钢筋混凝土腰梁,混凝土设计强度为C40。共设三道腰梁,根据锚索的角度不同,腰梁的尺寸也略有区别。其施工方法如下:
(1)开挖基坑、梁底整平。
测量放样,确定基坑开挖位置。人工配合反铲挖机开挖基坑(人工处理节点、细部位置;挖机负责土方开挖、调运)。基坑开挖要点: (2)底模敷设及腰梁植筋
底模采用木模,土方开挖至腰梁底部后,整平、夯实,根据底模设计角度敷设木模。
腰梁钢筋通过植筋与钻孔桩固定,腰梁钢筋施工时,采用冲击钻在围护桩上钻孔,每根桩上植入上下三层共6根 25锚筋,植筋与腰梁钢筋连接。
(3)钢筋绑扎及焊接
①钢筋下料
钢筋下料严格按照钢筋下料单进行,根据直径选用,根据长度下料,根据形状弯曲,严禁随意切割、弯曲钢筋(钢筋下料单按照现场实际情况下发班组长)。
钢筋加工的形状、尺寸必须符合設计要求;
②腰梁钢筋绑扎、焊接
腰梁钢筋在底模板做好后进行。绑扎时,先绑扎大箍筋与四角横筋,确定框架;再绑扎小箍筋、横向拉筋与竖向横筋;最后绑扎竖向拉筋与横向横筋,并须保证钢筋之间的间距符合图纸要求。下层钢筋的垫块按设计的混凝土等级制作。腰梁主筋采用错开连续单面焊接,焊接长度为10d。钢筋绑扎完成后才可进行外模的施工。
(4)模板安装
腰梁模板只安装外模,模板采用钢管固定,模板的形状、尺寸必须符合设计要求;
(5)混凝土施工
①现场测量砼浇注方量,准确计算好砼用量计划,防止浪费混凝土。
②分段连续浇筑,加强振捣,以保证混凝土强度。
③混凝土表面找平压实,腰梁砼浇注完成后初凝前及时进行收面,确保表面平整。收面先采用木抹子粗平压实,再用铁抹子收光。
(6)砼养护
①指派专人负责养护;
②砼浇筑完后,应在12小时内开始养护;
③底板顶板砼采用麻袋覆盖,洒水养护,侧墙砼未拆模前,对模板浇水进行养护,拆模后采用喷淋养护。
④每天保证浇水次数,以能保持砼表面一直处于湿润状态为标准;
⑤养护天数不少于7天。
(7)模板拆除
①模板的拆除应在混凝土浇注完毕3天后拆除,以保证混凝土达到相应的强度。
②模板拆除的顺序和方法, 应按照配模设计的规定进行, 遵循后支先拆、先支后拆、先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原则。严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。
4.8 张拉与锁定
张拉前承压面应平整,并与锚索轴线方向垂直。
(1)锚索张拉前,应对张拉设备进行标定。
(2)锚固体与承压面混凝土强度均达到锚固体设计强度的70%,且大于20MPa时方可张拉,根据经验一般为10天后。
(3)锚索张拉应按一定程序进行。锚索张拉顺序,应考虑对邻近锚索的相互影响。
(4)锚索张拉之前,应取0.1~0.2倍设计轴向拉力值,对锚索预张拉1~2次,使其各部位的接触紧密,杆体完全平直。
(5)锚索张拉控制应力不应超过0.65倍钢绞线强度标准值。锚索张拉至600kN,保持10~15min,然后卸载至350kN锁荷载进行锁定。
5.基坑监测数据结果分析
(1)基坑水平位移观测数据在最近连续六个观测周期期间,基坑支护结构顶部最大位移变形矢量为 3.8mm,最大水平位移变化速为0.54mm/d,水平位移变化速率0.11mm/d。
(2)基坑相邻围墙水平位移观测数据在最近连续六个观测周期期间,相邻围墙最大位移变形矢量为3.5mm,本次最大水平位移变化速率为 0.50mm/d。
(3)基坑相邻建筑物水平位移观测数据在最近连续六个观测周期期间,相邻建筑物最大位移变形矢量为 3.8mm, 本次最大水平位移变化速率为 0.54mm/d。
(4)相邻建筑物沉降观测数据在最近连续六个观测周期期间,最大累计反弹量为+8.4mm,最大沉降量为 0.9mm,最大沉降变化速率为 0.129mm/d。
6.结论
规范的承压型囊式扩体预应力锚索法施工与管理,从技术与管理方面可以有效的避免基坑在遇膨胀土层而出现的失稳等等问题,最大有效的避免了在基坑的垮塌等安全事故
参考文献:
[1]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012;
[2]《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012
[3]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 GB50086-2001;
[4]《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009;
[5]刘钟《承压型囊式扩体锚索技术》2012.8.30
[6]王洪波,甘元初,谢水波.《基坑护壁桩承压型囊式扩体预应力锚索法在膨胀土中的应用》.建筑安全.2015(04)