建材秒知道
登录
建材号 > 钢丝绳 > 正文

前进式分段注浆

愉快的大象
调皮的橘子
2022-12-31 09:44:43

前进式分段注浆

最佳答案
无心的水池
灵巧的糖豆
2025-08-28 16:28:41

前进式分段注浆是指经超前探测确定隧道前方涌水量较大或发育较大规模不良地质时,采取钻、注交替作业的一种注浆方式,即在施工中,实施钻一段、注一段,再钻一段、再注一段的钻、注交替方式进行钻孔注浆施工。每次钻孔注浆分段长度3~5m。前进式分段注浆可采用水囊式止浆塞或孔口管法兰盘进行止浆。前进式分段注浆钻孔注浆施工模式图如图6-35。前进式分段注浆施工工艺流程如图6-36。

前进式分段注浆一般采取孔口管进行孔口连接和止浆,以下重点介绍孔口管的安设。

图6-35 前进式分段钻孔注浆施工模式图

图6-36 前进式分段注浆施工工艺流程图

6.1.3.1 孔口管安装方案

在高压富水区施作注浆堵水措施,成功快速牢固地安设好孔口管是注浆能否正常、安全进行的前提。参照以往的施工经验,作者选择了三种孔口管固定方案。方案一是利用钻孔,直接采用麻丝+速凝高强水泥系材料固定孔口管,如图6-37;方案二是利用钻孔,采用麻丝+锚杆固定孔口管,如图6-38;方案三采取模筑混凝土直接将孔口管固定。对三种孔口管固定方案进行比较分析,如表6-9。

表6-9 孔口管固定方案比较表

图6-37 方案一

(单位:cm)

图6-38 方案二

(单位:cm)

①需占用较多的时间;②一旦施作后方案较难变更;③孔口管固定后,钻机施钻时对孔有影响。

经对三种方案比较,从锚固力、可靠性、工期性等综合考虑,以方案二作为首选方案进行试验。

6.1.3.2 现场试验

2001年8月8日~9日在圆梁山隧道PDK353+252~+282段,2001年8月13日在圆梁山隧道PDK353+276.6~+306.6段超前探水孔施工时,对方案二进行了试验。现场试验施工工艺流程如图6-39。

按照施工工艺流程进行孔口管安设,之后根据开孔槽位置钻设锚杆孔。在施工中发现,施工中采用YT-28风钻成孔,钻孔精度较难控制。钻孔时钻设了5个钻孔,但只有一个孔能满足要求,其余均无法准确固定孔口管。对较差的固孔方式进行破坏试验,由于基面不平整,拉力器支撑条件不能稳固支撑,加上锚杆拉力器可移动距离较小,因而试验过程中未能获得拉拔力测试结果。

根据试验中存在的问题,对方案二固孔方式进行了优化:①扩大孔口管固定件开孔槽;②施工中顶进孔口管后,直接从孔口管固定件开孔槽中钻孔并安设锚杆固定;③采用钻机进行拉拔试验。随后2001年8月18日在PDK353+300.6~+330.6段探水施工中,对孔口管按优化方案进行试验。试验中仍然存在锚杆孔钻设困难的问题。孔口管安设后,利用钻机,采用钢丝绳,用9MPa拉力无法将孔口管拉出。根据现场钻机的性能指标,拉力为21 kN。

经对孔口管方案二(采用锚杆安装)进行试验,该方案具有以下缺点:①钻设2 根锚杆耗时过长,约需2~3个小时;②锚杆钻设时,钻机需停止工作,使钻注总时间受到影响;③由于钻机移位比较困难,在钻机不移动情况下,影响锚杆孔的钻设;倘若移动钻机则需耗时,且钻机归位后完全调整到原来的位置存在较大难度。

鉴于以上原因,认为方案二不适于快速施工,因而拟采用方案一进行试验,并将固定方式优化为采用锚固剂进行孔口管锚固。

图6-39 现场试验施工工艺流程图

6.1.3.3 孔口管安设方案设计计算及检算

对方案一进行孔口管安设方案进行设计计算及检算。

(1)注浆孔密封及止浆系统设计

根据经验公式P终=P水+2~4MPa,在注浆施工中考虑到岩溶水的最大压力为4.6MPa,因此注浆系统所承受的最大压力应为8.6MPa,据此可对注浆孔的封孔和止浆系统进行设计。孔口管和围岩固结模式如图6-40。

图6-40 孔口管与围岩的固结模式图

(2)锚固能力计算

注浆系统所用的孔口管与钻孔围岩的固结关系类似于锚杆的粘固作用。锚杆的支护能力是锚杆对围岩的最大锚固力。

1)拉拔试验时锚杆的载荷分布。假设丝扣的抗挤压力、托板的承压力都足够,锚杆的抗拔能力主要取决于锚固剂的粘结力。孔口管与钻孔围岩之间的间隙宽为定值,则粘结剪应力同孔口管与孔壁之间的相对位移成正比,如图6-41。则有

地下工程注浆技术

图6-41 拉拔力试验时锚杆受力图

地下工程注浆技术

式中:s(x)为x点处孔口管与钻孔壁之间的相对位移(m);τ(x)为x点处锚固剂作用于孔口管表面的粘结力(MPa);K1为锚固剂的剪切刚度(MPa);K2为围岩体的剪切刚度(MPa);ε(x)为x点处杆体的拉应变;B为孔口管与钻孔之间的间隙宽(m)。

地下工程注浆技术

式中:F(x)为x点处孔口管的轴力(N)。

地下工程注浆技术

联立以上各式,可得

地下工程注浆技术

式中:c为积分常数。可见,孔口管上的剪应力分布为负指数曲线。

a.当x=0时,τ(0)=c≤[τ],[τ]为粘结强度。

b.当x=1时, 。

在中硬岩条件下,锚杆长度达到锚杆直径的15倍时,再增加锚固长度对提高锚杆的抗拔力已无作用;而在软岩条件下,剪应力衰减较慢,增加锚固长度仍然可提高锚杆的抗拔力。

由于τ(0)≤[τ],随着拉拔力F(0)的增大,τ(0)也逐渐增大;当τ(0)=[τ]时,锚固剂开始破坏。锚固剂从孔口开始逐渐向深部破坏,最大粘结剪应力点也逐渐向深部转移,当τ(x)与x 轴的积分面积最大时,拉拔力达到最大,拉拔试验可以结束。

2)锚杆最大抗拔力计算。假设锚固剂破坏到锚固长度中点,抗拔力F1max达到最大,则:

地下工程注浆技术

式中:α为残余粘结剪应力系数,通常取1.5;l为锚固段长(m)。

锚杆的抗拔力随锚固长度的增加而增大,若取l=150m,则对于软岩,最大抗拔力为:

地下工程注浆技术

对于中硬岩,最大抗拔力F1max为:

地下工程注浆技术

3)锚杆实际承载分析。为便于计算锚杆粘锚能力,假设围岩塑性区已超过锚杆锚固长度,锚杆全长受到粘结剪应力,中性点位于锚固段中间,以锚杆的最大轴力Fmax,即中性点处的轴力来表示锚杆的粘锚能力,则有:

地下工程注浆技术

4)锚杆粘锚能力计算结果

a.软岩

地下工程注浆技术

b.中硬岩

地下工程注浆技术

在中硬岩情况下,粘锚能力是抗拔力的1.04~1.67倍,软岩情况下,粘锚能力是抗拔力的0.47~0.64倍。由此即可根据抗拔力来估算粘锚能力。根据对树脂锚杆抗拔力的测定结果,在中硬岩条件下,其抗拔力为160kN,可见钻孔与孔口管的粘锚力应在160 kN以上。

(3)可靠性检算

鉴于圆梁山隧道高水位岩溶地段隧道围岩的性质主要为灰岩,为中硬以上的岩层,因此作为止浆系统的注浆孔口管装置在高水压条件下可能的破坏形式主要有以下两种情况:

1)钻孔内的孔口管被拉断。由于孔口管选用碳素钢,其极限抗拉强度假设为[σt]=200MPa,则孔口管被拉断所需的力为

F拉=[σt]·S套筒= π(0.0542-0.0482)·200×103= 384.5 kN

2)粘结破坏。这种破坏主要有三种情况:孔口管-锚固剂接触面破坏;围岩-锚固剂接触面破坏;破坏面深入到围岩内数毫米,常发生在软弱围岩,一般软岩的抗剪强度小于7MPa,锚固剂与围岩的粘结强度为5~16MPa,锚固剂与孔口管的粘结强度为6.73~16.7MPa。

当孔口管管受力达到最大值8.6MPa时,孔口管受到沿钻孔孔壁向外的力为

F推= p·S注浆管= 8.6×103×π×0.0482= 62.25 kN

根据拉拔试验结果,孔口管的拉拔力可达160kN,由于是在中硬岩条件下,其锚固力应在160 kN以上,远大于62.25 kN的孔口管推力。因此孔口管与钻孔的锚固力足够。

由于孔口管所受的最大推力仅为62.25kN,远小于孔口管所能承受的最大抗拉力384.5kN,因此不可能发生孔口管的拉断破坏。

综上可见,在采用树脂锚固的条件下,孔口管与钻孔围岩的粘固是足够可靠的,而且尚有较大的富裕系数。

尽管在中硬岩条件下,锚固长度达到锚杆直径(孔口管)的15倍时,再增加锚固长度对提高锚杆的抗拔力已无作用,但锚杆的粘锚能力却总与锚杆直径、锚固长度成正比。因此,增加孔口管及锚固长度是孔口管装置的可靠性是有利的。但是,孔口管过长不仅浪费大量的树脂,而且也给施工造成诸多不便,因此确定本工程中的孔口管锚固长度为1.5 m。根据试验结果可对其进行调整。

(4)锚固及钻孔止浆系统设计

根据上述分析和计算结果,锚固系统的有关参数确定为:①钻孔直径为130mm;②孔口管外径为108mm,孔口管内径为96mm,宜选用碳素钢;③孔口管与钻孔孔壁之间的间隙由树脂充填;④孔内孔口管长度及锚固长度为1500mm。

6.1.3.4 现场试验及方案确定

2001年10月29日,在圆梁山隧道PDK353+704.6~+734.6探水孔施工中,采用计算结果进行试验。安设工艺试验取得了较满意的效果,但由于工作面不具备抗拔力测试条件,因而未进行拉拔力测试。于是现场采取注浆试验,当采用8.6MPa注浆压力时,持续30min未发现孔口管有破坏现象,据此,确定了孔口管安设方案,安装设计如图6-42。

图6-42 孔口管安装设计图

(单位:mm)

(1)机具材料

孔口管安设机具材料如表6-10。

表6-10 孔口管安设机具材料

(2)施工工艺流程

施工工艺流程如图6-43。

1)孔口管加工:采用ϕ108mm无缝钢管加工制作,长度1.5 m,一端焊接法兰盘。

2)封堵:采用水泥∶砂=1∶3的水泥砂浆封堵孔口管前端,封堵长度15cm,封堵时要捣固密实。

3)钻孔:采用MKD-5S钻机和ϕ130mm钻头进行钻孔,钻孔深度1.4 m。

4)装锚固剂:将30节不饱和聚酯树脂锚固剂(或普通水泥落包锚固剂)放入孔口内。

图6-43 孔口管施工工艺流程图

5)顶管:采用钻机将孔口管顶入钻孔中。

6.1.3.5 现场应用

在工程随后的注浆施工中,作者采取研究的孔口管安装方案。现场采用6~9MPa注浆终压进行压力控制,未出现孔口管破坏现象,可见,所研究的孔口管安装方案达到了快速、安全的目的,值得在今后类似工程中推广应用。

最新回答
大气的小刺猬
结实的热狗
2025-08-28 16:28:41

悬挑式脚手架的斜拉钢丝绳应在主体结构混凝土强度等级不低于C20或满足主体结构设计强度值后方可施工。

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2011规定,悬挑脚手架的一次悬挑高度不宜超过20m。每个型钢悬挑梁外端宜设置钢丝绳或钢拉杆与上一层建筑结构斜拉结。钢丝绳、钢拉杆不参与悬挑钢梁受力计算;钢丝绳与建筑结构拉结的吊环应使用HPB235级钢筋,其直径不宜小于20mm,吊环预埋锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中钢筋锚固的规定。

阔达的路灯
单薄的乌龟
2025-08-28 16:28:41

首批砼的灌注应注意的问题主要有:

1、浇筑砼前准备工作要提前做好,应注意检查:钢筋笼的位置放置不应偏移,要固定稳固,标高也不应有偏差超过规范允许的范围。

2、核对砼的配合比及标号是否是符合设计要求的,不应有不符合的情况。现场应设置专门的小黑板对现场施工的砼配合比及标号写明。

3、灌注桩内放置的砼浇筑导管位置底部位置不应接触基地,初浇筑时应有50-100厘米的距离,后期砼桩内平面上表面距离浇筑导管下口距离在2-6米为宜。同时,还应预置好有关检测的装置(根据具体检测方式设置)。

4、浇筑过程中应注意检查钢筋笼的标高及位置有没有变化及偏差,应及时采取措施调整。同时,还应注意浇筑过程中观察不要有周围桩壁破坏或塌垮的情况。

5、做好周边施工秩序的维持,施工做到有条不紊。

6、降水井降水工作一般还应继续进行。

扩展资料

灌注

在建筑工程中,灌注是指把已经拌和好的混凝土浇灌到模子里。这里的模子可以是指已经挖好桩孔或指已经装配好柱模板和梁模板。在施工过程中,混凝土的灌注必须符合下列要求:用混凝土车直接把混凝土运至施工现场,而后再采用泵送浇灌及连续浇筑的方式浇灌混凝土;混凝土内添加缓凝土, 以确保混凝土的质量与设计要求相符;沉放导管前,必须对导管连接部位的密实性及牢固性进行详细的检查,以免发生漏浆及漏气现象。

简介

在土木工程施工中,灌注简单来说是指把配制好的混凝土浇筑到已经装配好的模板中。对于较高的建筑或桩长较深,一般都是通过泵送浇灌方式来进行施工的。灌注一般需要注浆管来传送混凝土。

注浆管

注浆管是指注浆用的管路,可以选用钢管或塑料管。使用塑料管时要选用具有一定刚度和耐压强 度的管材。塑料注浆管重量轻,可不用或少用接头,灌浆阻力小,施工方便。在注浆管制作的过程中,根据施工方案的具体要求确定注浆管的直径。

为了保证注浆管的质量,可将其分为三段来进行制作,首先是端部的花管段,在此部分的侧壁需要设置出浆水孔,其中孔洞的直径为6~7mm,同时在制作的过程中需要用塑料薄膜或者橡胶模将花管段紧密的包裹起来,并在外部用铁丝绑扎,避免在施工的过程中出现浆液渗漏的现象。

另外,在中部直管和上部带丝扣接头的部分制作时,也应按照相关的标准来进行,确保注浆管的密封性和稳定性。注浆管的安装和下放是施工中的关键环节,首先是钢筋笼的制作,在钢筋运送至施工现场之后应先对钢筋的质量和力学性能进行检测,对于质量性能不符合施工要求的钢筋材料禁止应用在施工的过程中。

随后按照注浆管道的需要制作钢筋笼,在主筋和箍筋的搭接部位采用点焊的方式进行固定,保证钢筋笼的牢固程度,避免在施工的过程中出现松动的现象。在钢筋笼制作完成之后需检查其尺寸偏差,如果偏差过大还需要及时处理。

然后将注浆管与钢筋笼点焊在一起,确保管道之间连接正确。在进行焊接时应保证焊接工作的连续性,在每个节段的管道安装完成之后都需要将水灌入管道之中,检验管道的密封性是否良好,如果存在渗水的现象,应对渗水的原因进行具体的分析,并采取相应的处理措施。

花管的端部应超过钢筋笼底端20cm的距离,保证注浆施工的质量。待注浆管安装验收合格之后,方可将其下放的注浆孔内,注浆管的顶部应与地面保持20~30cm,并将注浆管口封闭起来,避免出现孔口堵塞的现象。

注浆施工

在进行注浆施工的过程中需要合理的控制注浆的压力和时间,其中注浆的压力应根据压水试验的压力以及当地的地质条件确定在注浆过程中所需要的压力,同时还应根据桩身的不同长度来进行压力的调整,在必要的情况下还可以进行试注施工,确定出最佳的注浆压力。

若在注浆的过程中出现压力过低或者冒浆、串浆的现象,可以采用间歇式注浆的方式,每次注浆的间隔时间控制在30~60min。在桩体附近的注浆量达到设计的要求之后方可停止注浆作业。在注浆施工完成之后,需要按照相关的技术指标进行检测,确保桩体得到有效的加固。

钻孔灌注桩

钻孔灌注桩是指用钻孔机械在桩位处钻出桩孔的灌注桩。钻孔机械种类很多,有螺旋钻机和潜水钻机、冲击钻机类等。前者钻孔直径较小,深度较浅,适用于地下 水位以上的各类土壤;后者潜入泥浆中钻孔。在粘 土中钻孔可向桩孔中注入清水自造泥浆护壁,防止坍孔;在砂土中钻孔要注入制备好的泥浆。钻孔至设计深度要进行清孔。防止沉淀的土渣增大桩的沉 降。

如在桩孔底部用扩孔设备进行扩孔,可提高桩的承载能力。钻孔要防止坍孔和偏斜,在杂填土或松软土层中钻孔,在桩位处要埋设钢护筒,以定位、保护孔口和保持泥浆液位高于地下位。清孔后吊放钢筋骨架和灌注混凝土,在泥浆中需用水工混凝土以导管法灌注。施工时无振动、不挤土,能在各种土质中施工。

钻孔灌注桩由于它无噪声,无振动,对环境影响小,直径最大达3~4m,承载力大,随着高速公路和高层建筑的建设,作为基础承载力的一种形式,在工程中得到广泛应用。但由于钻孔灌柱桩的施工大部分是在水下进行,其施工过程无法观察,成桩后也不能开挖验收,主要工序隐蔽作业,质量控制有一定难度,影响成桩质量的因素较多,质量控制点较多,施工中任一环节出现问题,都可能对成桩质量造成影响。

参考资料来源:百度百科-灌注

单纯的花卷
动人的帽子
2025-08-28 16:28:41

锚固方式 机械式磨擦式 倒楔式 倒楔式锚杆 胀壳式 胀壳式锚杆 楔逢式 楔缝式锚杆 胀管式 水力胀管锚杆 爆破胀管锚杆 管逢锚杆 粘结式 水泥锚杆 树脂锚杆 聚氨酯锚杆 砂浆锚杆 阻力式 旋丝刻入 自旋锚杆 (螺旋锚杆) 倒锥锚杆 杆体形式 刚性 钢筋 左旋螺纹钢锚杆 反麻花锚杆 玻璃钢 玻璃钢锚杆 柔性 钢绞线 钢丝绳锚杆 锚索 铁丝 铁丝锚杆 钢柔性 木 木锚杆 压缩木锚杆 竹 竹锚杆 性质用途 注浆 注浆锚杆 可回收 可回收锚杆 预应力 预应力锚杆 锚索 带钻头 自钻锚杆 (自进式锚杆) 特定场合 土层 以下列举几个称谓的锚杆

(1)木锚杆。我国使用的木锚杆有两种,即普通木锚杆和压缩木锚杆。

(2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂浆作为锚杆与围岩的粘结剂。

(3)倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。由于它加工简单,安 装方便,具有一定的锚固力,因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。

(4)管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力 大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。

(5)树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂,成本较高。

(6)快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成,具有速凝 、早强、减水、膨胀等特点。

(7)双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、 早强的特点。

淡淡的路人
喜悦的机器猫
2025-08-28 16:28:41

深基坑支护方案 (一)

1.1 基本情况

1.2 、地质情况:

1 绝对标高与相对标高。

⑴现场自然面相对标高-2.5m,⑵承台底标高-6.4m

2 周边环境:

周围较开阔。场地北侧有一贯穿现场的高五米土坡,距离基坑5.3m 。

3 地下水位

根据地质报告及现场情况,需降水。

1.3 、编制依据:

1 、X楼基础施工图纸;

2 、规划局现场测放的建筑界限与水准点;

3 、国家现行《土方与爆破工程施工及验收规范》、《建筑工程支护技术规程》《建筑工程安全生产技术》及相关规范;

4 、与本工程类型相似工程的施工经验及施工资料。

二、基坑支护方案

2.1 确定方案

本工程周边开阔,附近无地下管道,根据地址报告,本工程的土质分别为杂填土、粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土。根据设计图纸,基坑从自然地面-2.5m 至-6.4m 。所以本工程采取放坡退台开挖。退台部分覆盖五彩防水布。

2.2 支护方案

针对本工程的特点,土方放坡开挖采取分三阶开挖,第一阶将场地北侧五米土坡挖2.5m 。第二阶段开挖2m 。第三阶段开挖1.8m 。基坑的长度及宽度为边轴线加一米作为施工作业区。详见附图1.

2.3 安全围护

基坑四周做1.2m 高的临时围栏,并且用密目网封闭。1m 以内不得堆土料。夜间设红色警示标志。

三、土方开挖施工方案

3.1 施工准备

1. 制定好现场场地平整、基坑开挖施工方案,绘制施工总平面布置图和基坑土方开挖图,确定开挖路线,基地标高、边坡坡度及土方堆放点。

2. 完成测量控制网的设置,包括控制基线、轴线及水准基点,场地平整进行方格网桩的布置和标高设置,计算挖填土方量,对建筑物做好定位轴线的控制测量和校核,进行土方工程的测量及定位放线,并经检查无误后作为施工控制的依据。

3. 完成必须的临时设施,包括生产设施、生活设施机械进出道路及临时供水供电线路。

4. 机械进场,进行检查维护,试运转,处于良好的工作状态。

3.2 开挖方案

1. 本工程采用分步(层)和接力开挖法,为配合基坑围护施工。分三步挖土。第一阶段开挖深度2.5m ,第二阶段开挖2m ,第三阶段开挖1.8m 。采用接力开挖法,分3 步开挖。

2. 挖土过程中放线员配合测量标高,当挖土快接近槽地时,用水准仪在槽底测定3*3 ,的方格控制网。并撒上白灰点,以示标记。

3. 开挖时机械挖土,人工修坡,开挖过程中,随时检查坡度是否正确。

4. 开挖至设计标高,地基钎探后,尽快会同勘测、设计、甲方、质监站、监理等部门共同对槽底进行验槽,办理验槽手续。

3.3 成品保护

1. 开挖时注意保护测量控制定位桩、轴线桩,防止被挖土及运土机设备碰撞、行驶破坏。

2. 基坑四周设排水沟,场地设置一定坡度,以防雨水浸泡基坑及场地。

四、安全措施

1. 开挖边坡土方,严禁切割坡脚,以防导致边坡失稳,当切坡坡度陡与五分之一时,不得在挖方上侧堆土。

2. 机械行驶道路平整、坚实,防止作业下陷。

3. 机械挖土分层进行,合理放坡,防止塌方、溜坡等造成机械倾翻、掩埋等事故。用推土机回填,铲刀不得超出坡沿,以防倾覆。陡坡地段放土设专人指挥,严禁在陡坡上转弯,机械陷车时,用钢丝绳缓缓拖出,严禁另一台机械直接推出。

4. 多台挖掘机在同一作业面作业时,挖掘机间距应大于10m ,多台挖掘机械在不同作业面工作时,上下机械间距应大于30m ,挖掘机离下部边坡应有一定的安全距离,以防翻车造成事故。

5. 施工区域禁止无关人员进场,挖掘机回转半径范围内禁止站人或进行其他工作。挖掘机装载机卸土,应在停稳后进行,不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过,装土时人都不得停留在车上。

6. 挖掘机操作和运土都听从现场指挥,所有车辆必须严格按照规定的路线行驶,防止撞车。

7. 基坑四周做1.2m 高的临时围栏,并且用密目网封闭。1m 以内不得堆土料。夜间设红色警示标志。

深基坑支护方案 (二)

1、前言

预应力锚杆在土层中斜向成孔,依靠锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及锚杆强度的共同作用来承受部分作用于支护结构上的荷载。预应力锚杆改变了基坑的受力状态,减小了基坑坑壁位移,维护了结构物的稳定。

预应力锚杆和钻孔灌注桩组合基坑支护方法一方面通过钻孔灌注桩来承担支护结构上的荷载,另一方面通过预应力锚杆将拉力传递到稳定的土体,即锚杆穿过滑动面或不稳定区深入土体深层,利用对锚杆施加张拉应力,使锚固体不发生位移趋势。

2、工法特点

2.1进行锚杆施工作业的'空间不大,适用于各种地形和场地。

2.2由锚杆代替内支撑,可降低造价,改善施工条件。

2.3锚杆拉力可通过抗拔试验确定,因此可保证足够的安全度。

2.4通过对锚杆施加预拉力来控制支护结构的侧向位移。

3、适用范围

本工法适用于深基坑支护工程,特别适用于邻近有建筑物或地下管线而不允许有较大变形的基坑支护工程。

4、工艺原理

4.1钻孔灌注桩和预应力锚杆通过围梁形成二元挡土围护结构,该支护体系通过整体刚度来控制基坑变形。一方面通过钻孔灌注桩进行挡土,另一方面,通过预应力锚杆将支护结构承受的力传递给稳定地层,对锚杆施加张拉应力,有利于锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及锚杆强度的共同作用,使锚固体系保持稳定。

4.2预应力锚杆由锚头、自由段和锚固段组成,是一种将拉力传至稳定土层的结构体系,锚头是用于锁定锚杆拉力的部件,由锚具、托板、螺帽等组成;自由段是将锚头拉力传至锚固段的中间区段,由钢绞束、注浆体和防腐构造组成;锚固段将作用在锚头的拉力传递给稳定地层。

5、施工工艺

5.1工艺流程。钻孔灌注桩施工→锚孔定位→钻孔→插锚杆→第一次注浆→第二次注浆→围梁施工→张拉封锚→施工监测。

5.2钻孔灌注桩施工。

5.2.1施工工艺流程采用如下:钻孔灌注桩桩机就位→成孔→第一次清孔→钢筋笼吊装→安装混凝土导管→第二次清孔→安装漏斗、隔水栓→灌注水下混凝土→拆除导管、漏斗。

5.2.2导管埋入混凝土面的深度为2~4m,在灌注过程中,导管应勤提勤拆。每隔15min将导管上下活动几次。在混凝土灌注过程中,要始终控制好导管内混凝土表面至泥浆面的高度,以灌注时孔内混凝土均匀缓慢上升、泥浆无剧烈翻滚为佳。

5.2.3在灌注混凝土的施工中,确保混凝土浇筑的连续性。每盘混凝土时间间隔应不大于0.5h,若有一定的时间间隔,每隔10min在小范围内上下活动导管2~3次,延长混凝土的初凝时间。

5.3锚孔定位。锚杆钻机就位时应准确,底座应垫平,钻杆的倾斜角度应用罗盘校核,角度偏差不大于2,高差不超过30mm。成孔施工前应在场地中挖好排水沟,以避免因泥浆随意排放而影响施工。

5.4钻孔。

5.4.1施钻时钻头要对准锚杆孔孔位标识下钻,最大孔位偏差不得大于100mm,初始时应用小功率缓慢钻进,钻进约500mm后,校正钻孔方向,全功率钻进。为了准确控制钻孔的角度,在施钻时要由当班技术员用地质罗盘控制钻杆方向,使钻孔角度偏差控制在2以内。钻孔深度通过在钻杆上所作标记控制,要求钻孔深度不小于杆体有效长度,并不大于设计孔深200mm。

5.4.2锚杆钻机钻进过程中,泥浆性能根据地质情况进行调整。当钻到粘土层时,泥浆比重采用1.05×103Kg/m3~1.1×103Kg/m3;当钻到砂层时,泥浆比重采用1.2×103Kg/m3~1.3×103Kg/m3。

5.4.3钻机钻进速度为0.3~0.5m/min,退出速度为0.5~0.6m/min。

5.5清孔。采用往复式压浆泵进行大泵量清孔3~5min,把孔内沉渣和孔壁泥皮冲洗干净,孔底沉渣小于等于300mm。

5.6锚杆加工制作。

5.6.1锚杆自由段采用涂防锈油并外包二层塑料薄膜的处理方法,保证钢绞束与注入的水泥净浆体隔离,在拉力的作用下,锚杆自由段进行充分的弹性拉伸,将预应力有效传递到锚固段。

5.6.2在锚杆制作中,锚杆锚固段设置定位架,定位架间距为2m,外径小于钻孔直径10mm。

5.7插锚杆。

5.7.1插锚杆工人必须熟悉各个孔的孔向,以便杆体能够一次性顺利插入。插杆要缓慢、匀速,切忌扰动杆体,造成浆液下掉和注浆不密实,采用棉纱将孔口临时封口。

5.7.2安插锚杆前先将托板、螺帽戴上,防止插杆过程中浆液污染杆体丝口,避免丝门损坏而使螺帽不能顺利安装,当丝口被污染要及时清理。

5.8注浆。

5.8.1注浆管是随着钢绞线一起埋在孔内的,并每间隔0.5m钻一对注浆孔,用胶布将小孔包扎好,以防止浆液堵塞该注浆管。

5.8.2第一次注浆分锚固段注浆、自由段注浆。锚固段注浆是顺着钻杆注浆,水泥浆液通过钻杆送到锚孔底部。注浆压力从开始的0.5MPa逐渐加大至2.0MPa;水泥浆液从钻头底部顺着已扰动的地层充填和包裹锚固段的锚杆。当水泥浆灌注到锚杆自由段附近时,停止注浆,并开动钻机卸掉上部的钻杆。接着开始自由段注浆,注浆压力约为0.5MPa,随着灌注的水泥浆液的上升,慢慢拔出一次注浆管和起拔孔内套管。

5.8.3第二次注浆与第一次注浆的间隔时间在8~12h为宜。第二次注浆的压力从2.5MPa注浆升高,直到注不进浆液为止。注浆过程采用稳定的低~中等灌浆速率,在灌浆全过程中逐渐提高压力,使浆液向土体逐渐扩散。

5.9围梁制作。围梁紧贴竖向钻孔灌注桩,围梁基槽宽度应较围梁宽大100mm左右,以留下足够的立模空间,待模板拆除后再进行回填。基槽内铺设20mm厚砂浆作为找平层,若遇局部架空则采用M7.5浆砌片石嵌补,然后在其上进行围梁钢筋绑扎。

5.10张拉锁定。

5.10.1锚杆养护8d~10d后,当锚固体强度大于15MPa,并不小于预定强度的75%,方可进行预张拉。

5.10.2张拉程序采取如下:先取10%预定轴向力进行预张拉,使各部位紧密接触。张拉时按预定荷载的10%逐级加荷,每级荷载的观测时间在5min以上,并待变形稳定后方可进行下一级荷载的张拉,达到预定荷载并稳定10min后,卸荷至80%预定值锁定。

5.10.3张拉锁定系统事先经过标定,并将油压表的读数换算成张拉压力进行控制。在锁定过程中,采用锚杆预定承载力进行校核,即锚杆按预定承载力100%张拉持载5min后按预定承载力的70%锁定。

5.11施工监测。

5.11.1施工监测包括:

(1)锚杆的轴力监测,根据锚杆应力监测情况,在锚杆应力损失过大时对锚杆进行二次张拉;

(2)支护位移的量测;

(3)地表开裂状态的观察;

(4)附近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察;

(5)基坑渗水、漏水和基坑内外的地下水位变化。

5.11.2在土方开挖期间对于基坑边坡土体顶部水平位移和支护结构侧移必须每日观测不少于一次。当基坑开挖深度增大或发现变形发展较大时,必须加大监测频率;当变形急剧发展或出现破坏预兆时,必须对变形情况加密监测。

6、主要材料及施工机具

6.1主要材料。锚杆浆液水灰比采用0.4~0.45,水泥浆液的配比是水泥∶水∶早强剂∶膨胀剂=1∶(0.45~0.5)∶(0.007~0.01)∶0.07。

6.2主要施工机具。主要施工机具如表1所示。

6.3劳动力组织

7、质量控制

7.1锚杆钻机施工前必须用枕木垫稳,前后设支撑,操作位置铺设机台板,准备就绪后才能开钻。

7.2制作锚杆的钢绞线、锚具、注浆管以及支架都应符合设计要求,具有出厂合格证和试验报告,并按要求现场取样进行复试。

7.3锚杆孔位水平偏差不大于20mm,垂直方向误差小于10mm,钻进过程中,每5m测量一次成孔角度,钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆的3%。

表1主要施工机具序号机具名称单位数量1钻孔灌注桩钻机台12锚杆钻机台23注浆泵台34排污泵台15搅拌机台26锚杆张拉机台27往复式压浆泵台18反铲挖土机台19自卸式运土车台110交流电焊机套1表2主要劳动力计划表序号工种名称人数工作内容1项目经理1对施工整个过程进行全面管理2技术负责人1施工技术指导3质量员1质量管理工作4安全员1安全管理工作5钻工4操作钻机、钻孔、移位、维修6泵工2操作压浆泵7测量工2基坑监测8机修工1设备维修保养9电工1设备和照明用电10挖机操作工1挖土11普工6搬运材料、运输等

7.4锚杆入孔前应保证平直,并消除其表面的油渍、铁锈或其他污物,以保证锚杆与浆液的粘结力。

7.5锚杆注浆施工时注浆管要距孔底保持50~100mm距离。在注浆过程中,边灌边提注浆管,保证注浆管管头插入浆液液面下500~800mm,严禁将导管拔出浆液面,以免出现断杆事故。

7.6注浆浆液搅拌均匀,随搅随用,浆液保证在初凝前用完,并严防石块和杂物等混入。若注浆出现间歇,必须采取措施。实际注浆量不得少于锚杆的理论计算量,即注浆充盈系数不得小于1.0.注浆体终凝前严禁扰动锚杆。

8.安全措施

认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针。在施工过程中施工人员要严格执行岗位责任制条例和安全操作规程,明确各级人员安全职责,抓好安全生产。

8.1基坑周边不得堆放生产物资和施工材料加工场以及通行重型车辆,因场地原因必须设置堆场、加工场或通行车辆时必须对该部位的围护结构采取可靠的加固措施。

8.2基坑周边及支撑上设置的安全通道必须设高1m的围栏,围栏用?48的钢管双道横管,用醒目的颜色油漆,围栏侧边用

竹笆遮挡。

8.3要在指定电箱上接现场用电,振捣设备有专用开关箱,并接漏电保护器,接线不得任意接长。电缆线必须架空,严禁落地。

8.4当基坑周围建筑物发生严重开裂、倾斜时,应立即组织人员紧急疏散,并立即进行支撑加固或拆除。

8.5采取措施防止碰撞支护结构或扰动基底原状土,发生异常情况时,应马上停止挖土,并立即查清原因和采取措施。

8.6压浆泵使用过程中,如出现压力骤然上升或下降时,应立即停机检查,排除故障后方可使用;停机检查时,应安全降压后,方可打开管路。输送软管必须连接牢固和密封,不得发生断裂或泄漏现象。

8.7电缆线路应采用“三相五线”接线方式,各种电气设备应处于完好状态,机械设备的运转部位应有安全防护装置,电气设备应可靠接地、接零,并由执证人员安全操作。电缆电线应架空设置。

9、环保措施

9.1现场设置的泥浆池、排水沟、集水坑架设围护栏杆,同时防止泥浆外溢乱流污染环境。

9.2钻孔灌注桩施工废泥浆及时外运,排水沟保持畅通,集水坑积水随时外排,生活垃圾废水、废渣专人及时清理。

9.3对施工场地道路进行硬化,土方运输中散落在场地的渣土专人清扫干净,晴天有专人对施工通行道路进行清扫洒水,防止尘土飞扬,污染周围环境。

10、效益分析

某大厦高度为34m,总建筑面积35880m2,采用框架剪力墙结构,该工程基坑开挖深度6.40m,基坑开挖面积约为3900m2,基坑支护采取预应力锚杆和钻孔灌注桩组合方法。采用本工法施工,施工过程中对基坑进行监测,监测结果表明基坑变形量在规定范围内,周围道路及地面未出现沉降现象,实施效果理想。