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可回收钢绞线旋喷锚桩技术保证措施

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摘要:旋喷锚桩技术是基坑支护工程中的新技术、新工艺,具有施工简便、技术可靠、承载力强,已得到广泛应用。

关键词:旋喷锚桩;基坑支护;施工质量;技术保证措施

中图分类号:TV551文献标识码: A

1工程概况

无锡市某综合体地下室基坑支护工程,本工程由1幢17层酒店(高度为92.1m、97.8m)及一幢19层办公楼(高度为93.6m)、3~5层商业(高度为16m~38m)及整体二层地下室(高度为8.6m组成。拟建项目总用地面积12634.10 m,建筑面积83057.62m,其中地上总建筑面积63170.00 m,地下总建筑19887.62 m,本基坑大面积挖深为8.25m,局部挖深为9.90m,基坑安全等级为二级;基坑支护多为临时性支护,待主体结构施做完毕后,这些临时支护结构不再发挥作用,而这些支护结构却永久埋藏在地下无法取出,这样就导致了极大的浪费;且钢绞线留在地下,占用了大量的地下空间,给相邻地块的开发造成很大的影响,而且还造成了大量的地下建筑垃圾,对环境造成严重污染,故本基坑支护结构设计方案设计为上部3.0m采用1:1放坡+土钉墙,下部采用钻孔灌注桩+冠梁+一道可拆芯钢绞线旋喷锚桩(可回收)+坑外止水桩支护结构。

基坑支护剖面图

2工程地质

本工程地貌类型为太湖流域湖积冲积平原地貌,根据工程勘察土层的分布情况为:

①层杂填土:杂色,湿,松散,夹大量建筑垃圾及碎砖块等,下部以软塑以黏性土为主,。场区普遍分布,厚度:0.50~2.10m,平均1.33m;层底标高:0.80~2.10m,平均1.43m;层底埋深:0.50~2.10m,平均1.33m。该层较松散,该土层均匀性差。

②层粉质黏土: 灰黄色,可~硬塑,含铁锰质结核,夹黏土团块及薄层,结构较均匀。场区普遍分布,厚度:2.70~4.20m,平均3.55m;层底标高:-2.60~-1.56m,平均-2.12m;层底埋深:3.70~5.60m,平均4.88m。。该土层属中压缩性土,工程性能较好。

③层粉质黏土夹粉土:灰~灰黄色,可塑状,含少量铁质斑点,夹粉土团块及薄层粉土,结构均匀性稍弱。场区普遍分布,厚度:1.00~2.60m,平均1.62m;层底标高:-4.30~-3.08m,平均-3.74m;层底埋深:5.30~7.50m,平均6.50m。。该土层属中压缩性土,工程性能中等。

④层粉砂: 灰色,中密状,饱和,夹粉土团块及薄层,含云母碎片,矿物成分主要为石英,长石次之,颗粒级配较差。场区普遍分布,厚度:6.40~8.20m,平均7.27m;层底标高:-11.80~-10.40m,平均-11.01m;层底埋深:12.60~15.00m,平均13.77m,该土层属中压缩性土,工程性能中等。

3旋喷锚桩扩孔技术及可回收锚索技术

旋喷锚桩扩孔技术

扩孔采用高压旋喷技术来扩大孔径,高压旋转钻头(喷头)的高压水泥浆在高压泵的压力作用下,从底部钻头和侧翼喷嘴向外喷射,喷射过程中同步对周侧的土体或砂层进行切割;高压旋转钻头和侧翼喷嘴在动力推动下逐渐向前推进,直至达到设计深度和直径,获得形成的锚杆孔。

施工工艺流程

土方开挖放线定孔位钻机就位校正孔位、调整角度钻进(高压旋喷扩孔)成孔安放锚索注浆拔套管制作冠梁、锚头锚具 张拉锁定

可回收锚索技术

由锚头、自由段与锚固段组成,工作索的拉力传递给回收锚具,再由回收锚具传到水泥砂浆体,然后传递到周围土层中,从而形成端部承压式锚索的受力体3系 ;回收时,通过张拉回收索,使回收锚具失去锚固作用,钢绞线等构件即可拔出,达到回收的目的。

4可回收锚索施工质量通病及技术保证措施

在本工程的施工过程中,发现许多影响质量的因素,经过综合多方的原因分析,发现可回收锚索施工有以下几点质量通病,结合实际施工总结出了相应的技术保证措施:

1、张拉锚索时压力表反映出的张拉力与应力计反应的张拉力出入较大,经过分析产生的原因:主要是系统误差原因造成的,尽管张拉所用的设备、仪表、测力计均已经过了率定,但其自身误差是始终存在的,也是不可避免的,如当测力计安装不平,未与锚垫板紧密结合,未对中孔口中心,气候温度变化,张拉设备未与测力计配套率定,当多种误差出现叠加时,就会出现测力计反应出的锚索拉力与张拉设备反应的锚索拉力不一致,甚至两者差距较大,张拉时反应张拉力的压力表安装位置与锚索孔口位置高差较大,高于孔口时实际张拉力就偏大,低于孔口时,实际张拉力就偏小。

技术保证措施:张拉前对张拉设备与所使用的测力计联合率定;精心安装测力计,减小测力计的安装误差; 力求使反映张拉力的压力表的安装位置与锚索孔口在同一高程位置上,或尽量减小两者的高差,也可根据压力表与锚索孔口的高差经过换算增大或减小压力表的指示数值。

2、张拉过程中或张拉后冠梁出现裂纹的情况,经过分析产生的原因:此主要冠梁混凝土龄期短,未达到强度要求时就提前进行张拉等;

技术保证措施:冠梁混凝土浇筑完成后应及时养护,混凝土龄期未达到强度要求不能提前进行张拉。

3、张拉过程中或张拉后钢铰线被拉断经过分析产生的原因:钢铰线质量存在缺陷,钢铰线保管防护不善,表面防护层局部破损,造成钢铰线严重锈蚀,在高应力作用下产生断裂,整束锚索张拉时,各根钢铰线受力不均匀,受力大的钢铰线大于破断荷载时出现断裂;

技术保证措施:新购钢铰线在试验室做受力性能试验,性能指标符合要求后才用于工程施工;对钢铰线做好防护工作,如不得与其他金属材料或具有腐蚀性的化学材料混堆在一起,露天堆放时,不得与地面直接接触,并遮盖防水雨布;粘结钢铰线下料时注意检查其表面有无宜引起应力集中的腐蚀坑,及其他质量缺陷,确认无质量缺陷后方可用于制作锚索,采用防腐型锚索,锚索整束张拉之前,取20%的设计张拉荷载,先用轻型小千斤顶对各根钢铰线进行对称预紧张拉,对其预张拉1~2次,使其与锚具接触紧密,钢绞线完全平直,使之充分绷直,以使锚索在整体张拉时,各根钢铰线能够均匀受力。

4、张拉结束锁定时应力损失过大经过分析产生的原因:当锚具锥孔内及夹片不洁净,如附有尘土沙粒时,在径向上产生大的配合公差,则在轴向产生的误差更大,从而会导致锚索在锁定时产生较大的预应力损失。操作人员在操作过程中,操作经验不够丰富或稍有马虎大意,都会不同程度的使锚索在锁定时产生预应力损失较大。

技术保证措施:加强对锚具锥孔内及夹片的清洁;在进行操作施工时,操作人员使用经验丰富的熟练工, 操作是不得马虎大意,严格按照操作规程进行操作施工。

5、张拉过程中锚固段被拉松的经过分析产生的原因:锚固段的水泥浆液凝固后强度不够,达不到张拉所需的强度进行张拉,就会将锚固段拉松锚根段内的水泥浆体与孔壁的粘结力小于锚索的张拉力,当锚索的张拉力大于粘结力时,锚根段内的水泥浆体凝固体产生破坏,锚固段便会被拉出。

技术保证措施:严格按设计要求使用能够满足张拉所需强度要求的高标号水泥,并取样做室内抗压试验,以复核其强度指标,施工现场拌制水泥浆液时严格按照试验室提供的配方配置水泥浆液,浆液应随搅随用,并在初凝前用完。注浆作业开始时,先用稀水泥浆循环注浆系统1~2min,确保注浆时浆液畅通;当浆液硬化后,若发现浆液没有充满锚孔时,进行补浆,同一批锚孔注浆结束后,要清洗注浆管道循环系统,预应力锚索张拉前,对张拉设备进行标定,预应力锚索张拉应在锚索施工龄期10天后进行,锚固段浆体强度达到设计强度等级的80%时可进行张拉,具体时间根据试验确定(不加早强剂为二次注浆完7天后,)锚固段钢铰线不能捆扎过紧,锚固段内的钢铰线上的油脂应清洗干净。

6、少数根钢绞线被拉松经过分析产生的原因: 锚索在张拉时,一束锚索内的少数根钢铰线被拉松多出现于小倾角。

技术保证措施:在整束锚索张拉之前,首先对各根钢铰线实施预紧张拉,钢铰线受力不均匀,受力较大的钢铰线容易被拉松,预应力锚索张拉前,对张拉设备进行标定,锚索张拉顺序因为考虑对邻近锚杆的影响;采用隔一拉一,锚索分级张拉至设计施加预应力值的1.05倍后锁定。

5结语

在本工程施工过程中,对可回收锚索施工质量通病提供了技术保证措施,保证了可回收锚索质量要求,使本地下室基坑的安全得到了保证;在后续的钢绞线回怀时除外筒外,其余部件及所有钢绞线均可回收,回收部件都能重复使用; 钢绞线回收后,可根据钢绞线的保护状态,再次重复使用;不仅可以回收钢材,降低造价,更重要的是可以解决临时支护造成的地下建筑垃圾的问题,这对于地下空间的长期开发具有非常广阔而深远的意义,结合高压旋喷扩孔技术,可基坑支护、护坡施工中广泛应用,适用性强。