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【摘 要】预应力锚索广泛应用于基坑明挖支撑体系、软岩及土体边坡加固等工程中。本文结合南宁市某保障性住房深基坑工程锚索支撑体系的施工实例,主要阐述预应力锚索在深基坑支护工程应用中的工艺技术要点。
【关键词】深基坑预应力锚索基坑支护施工工艺
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
【前 言】随着经济水平和城市建设的迅速发展,越来越多的家庭拥有了私家车,为了解决停车问题,附带多层地下停车场的高层建筑日益增多,随之而来的深基坑工程也如雨后春笋般涌现。在深基坑支护中比较常见的是采用锚拉桩支护结构形式。其原理为预应力锚索拉力和桩体共同平衡土体推力,改变了支护桩单一靠嵌固段地基抗力来平衡土体推力的机理。预应力锚索的应用使得支护桩内弯矩大大减少,桩径变细,钢筋配筋率变小,桩的埋置深度变浅,达到了结构受力合理、节省投资、节约材料、缩短工期的目的。
工程概况
南宁市某保障性住房工程,由9栋32层高层住宅及两层地下室组成,总建筑面积为20万平米。基坑呈矩形,南北长约150m,东西宽约120m。基坑顶标高约为绝对标高88m,坑底绝对标高79.023m,基坑深度约为9 m。地貌属邕江Ⅱ级阶地,场地原貌大部为菜地和鱼塘,呈北高南低之势,土层分布依次为杂填土,淤泥或耕表土,粘土,含粘性土圆砾,粘土,圆砾,强风化粉砂质泥岩,中风化粉砂质泥岩。
地下水情况:
(1)上层滞水:初见水位标高为78.67~84.24m,不具有统一、连续的地下水位面。
(2)孔隙潜水:赋存于圆砾的孔隙中,测得初见水位标高73.78~74.88m之间,水量较大, 稳定水位标高76.06~77.81m之间,具承压性,根据南宁市地区的经验,年水位变化幅度约3.0m。
工程设计参数及要求
本工程基坑的东北面和西北面紧邻民房,为保证民房安全,此两处设计采用机械钻孔灌注桩与预应力锚索联合作用的锚拉桩支护结构。共81根桩,每两根桩间设置三根锚索,锚索钻孔直径150mm,,倾角为向下15度,采用泥浆护壁成孔,泥浆比重为1.05~1.15。注浆液采用纯水泥浆,水灰比0.45~0.50,水泥采用42.5普硅水泥,根据施工情况可掺适量早强剂,二次注浆中,第一次注浆压力0.5~0.8MPa,第二次注浆压力1.0~2.0MPa,固结体28d强度标准值不低于30MPa。预应力锚索采用1x7A15.2钢绞线制作,制作时严格按设计要求下料,并预留不少于1.5m长伸出孔外,以备张拉锁定。锚索自由段采用塑料套管隔离,该段钻孔需注浆封闭,二次注浆管孔采取措施妥善保护。锚索设计抗拔拉力:4x15.2为300KN,3x15.2为200KN,2x15.2为150KN。锚索灌浆养护7至14天锚固体强度达到设计强度的70%后方可进行张拉锁定,锁定荷载为设计拉力的70%。
锚索的结构形式
锚索结构由内锚固段、自由段和紧固头组成。外锚固段由腰梁、钢垫板和锚具组成。锚索侧剖面如图1,腰梁正立面如图2,腰梁剖面如图3。
图1 锚索侧剖面图
图2 腰梁正立面图
图3 腰梁剖面图
预应力锚索施工工艺及技术要点
工艺流程
锚索施工前应进行基本试验,用以确定锚索设计参数和施工工艺。试验锚索根数在不同土层中各不少于3根。试验结果要及时反馈给设计院,由设计院确定后方可进行锚索施工。施工完成后,应进行验收试验,试验数量和要求执行《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)。
预应力锚索施工工艺流程:土方开挖→锚孔测放→钻机就位→调整角度→钻孔→清孔→安装锚索组→一次注浆→二次补浆→制作联系梁(或腰梁)→锚索张拉锁定→封锚。
施工方法及技术要点
4.2.1 土方开挖
开挖一级,防护一级,不得一次开挖到底,不得超挖、欠挖,每级以开挖至锚索孔位以下300mm为宜。
4.2.2 锚孔测放
根据各工程立面图,按设计要求,将锚孔位置准确测放在坡面上,孔位误差不得超过±50mm。如遇有特殊困难场地时,需经设计和监理单位认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
4.2.3 钻机就位
根据锚孔的位置,锚孔钻进施工。对应急加固中应搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,准确安装固定钻机,并严格认真进行机位调整,确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm,高程误差不得超过±100mm,钻孔倾角和方向符合设计要求,倾角允许误差位±1.0°,方位允许误差±2.0°。
4.2.4 钻进过程
钻进前钻机安装应做到“正、平、稳、固”,按设计要求调整好角度。现场多数孔位于含粘性圆砾层,土层易坍塌,钻进过程中采用泥浆护壁。泥浆可以作机具的润滑和冷却剂,同时能防止塌孔或剥落,并维持挖成的形状不变,加快成孔速度。钻进过图4 采用泥浆循环的钻进过程
程中对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时,须立即停钻,及时进行固壁灌浆处理,待水泥砂浆初凝后,重新扫孔钻进。作业现场见图4。
4.2.5 锚孔清理
钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻1~2分钟,防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞,必须清理干净,在钻孔完成后,使用高压空气(风压0.2MPa~0.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外,不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出,待水压、水量变小后方可下安锚索与注浆,必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
4.2.6 锚孔检验
锚孔钻造结束,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的條件下验孔,要求验孔过程中钻头平顺推进,不产生冲击或抖动,钻具验送长度满足设计锚孔深度,退钻要求顺畅,用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位,全部锚孔施工分项工作合格后,即可认为锚孔钻造检验合格。
4.2.7 锚索制作及安装
首先进行锚索的下料,实际切割下料长度=实际孔深+锚具厚度+张拉设备工作长度+千斤顶以外的外露长度+锚墩厚度。下料时,钢绞线的切割宜用砂轮切割机,勿用电焊或气割,以免钢丝受热损伤而降低其抗拉强度。锚索的安装在清孔后立即进行,安装锚索体前再次认真核对锚孔编号,确认无误后,人工缓缓将锚索体放入孔内,用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度,计算孔内锚索长度(误差控制在50mm范围内),确保锚固长度。注浆管与锚索同时放入孔内,注浆管头部距孔底100mm,锚索体放入孔内深度不应小于设计长度的95%,如有排气管则锚索放入孔中后应检查该管是否通畅。锚索应达到孔底预定位置,否则重新清孔和安装。
4.2.8 锚固注浆
锚索体注浆水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,经试验比选后确定施工配合比。水灰比0.45~0.50,可适当加入早强剂。水泥浆应严格按规定计量拌和均匀,随用随搅,搅拌时间应大于等于3min,确保搅拌均匀。采用二次注浆工艺,自由段用套管隔离后,锚固段和自由段内同步灌浆。第一次注浆压力0.5~0.8MPa,通过注浆管自孔底注浆,注浆至孔口不冒浆为止;第二次注浆压力1.0~2.0MPa。前后两次注浆间隔时间为12h。锚固体终止注浆标准:直径150mm注浆量达到相当于直径160mm锚固体的水泥浆量,且注浆压力达到上述要求后方可终止注浆。边注浆边缓慢匀速向外抽出注浆管,抽管不可过快,应确保注浆管端口始终埋在浆液面内1.0m以上。注浆结束后,将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净,同时对注浆过程中应作好注浆施工原始记录。
4.2.9 预应力锚索的张拉锁定
预应力锚索张拉应在分段分区桩腰梁型钢焊接完毕且锚索灌浆养护7至14天,锚固体强度达到设计强度的70%后方可进行张拉锁定,锁定荷载为设计拉力的70%。张拉使用液压千斤顶进行,预紧力为0.05σcon(δcon为设计张拉吨位),使各根钢绞线初始应力均匀,顺序按照先中间后周边、对称均衡的原则,预紧过程中特别注意不可遗漏,钢绞线全部预紧完后,即可进行整束张拉。整束张拉按0~0.25δcon~0.5δcon~0.75δcon~1.0δcon~1.1δcon分级加载方式进行,张拉达到分级张拉吨位时,持荷稳定3min,达到设计吨位的110%时,持荷稳定20min,然后卸载至锁定荷载按设计要求进行锁定。张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响,锚索间距小于1.5m时,须考虑群锚效应,采取“隔二拉一”或“隔一拉一”的张拉方式锁定。张拉荷载采用双重控制,以压力表读数为主,伸长值为辅进行复核。锚索锁定后,若发现有明显 图5 锚索的张拉锁定
的预应力损失时,应进行补偿张拉。张拉现场如图5。
4.2.10 封锚
张拉完成后,从锚具量起预留50mm~100mm 钢绞线,多余的用切割机截去。钢绞线不宜留得太短,以防其滑入孔中而失效。之后用防锈油漆仔细粉刷外露钢构件。
4.2.11 预应力锚索检测
按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)规范要求,锚索在注浆强度达到100%后,按设计计算书上具体位置区域锚索设计内力的大小,对锚索设计内力值进行张拉检测,检测数量为大于5%、不小于3根。
质量控制要点
预应力锚索施工的质量控制
5.1.1控制方法
①各关键施工工序必须设立专职负责人,并认真做好质量的自检与互检。
②各工序的施工人员必须严格按照本工序制定的操作规程或规定进行施工。
③所有施工机械、材料、配件必须进行详细检查或检验。
④水平流水作业施工中,上一道工序不合格或未经验收的施工阶段成品,不得进入下一道施工工序。
⑤在施工全过程中,必须认真做好施工记录和施工日记,并将各参数填入记录表中。
⑥当发生质量事故时,应及时提出事故报告,并与监理、设计人员共同拟定处理措施。
5.1.2控制内容
①材料及试块。钢绞线、钢筋、水泥均应有出厂合格证,并经复检合格后方可使用,工地现场搭设材料库,加工场、水泥库。对所有材料无特殊原因不得更换品牌。每30条锚索留置一组水泥浆试块,每组三块以检验同期注浆体的强度。
②钻孔。钻孔可检查孔位,孔位误差水平方向不能超过5cm,垂直方向不能超过l0cm,孔径误差控制±5mm以内,钻孔角度误差控制在±2°以内,孔深误差控制在±50mm以内,成孔后及时清孔,清孔后及时安装锚索,孔深宜大于图纸标示长度30~50cm。
③锚索制作与安装。钢绞线长度误差小于5cm,锚索体和组装质量及其规格必须符合设计与规范要求;锚索体插入孔内深度不小于设计索体长度的95%;锚索体安放好后不许悬挂重物,不许敲击。
④制浆与注浆。严格控制水灰比在0.4~0.5以内,浆液拌制1小时后如果未用则应废弃,注浆体强度不小于30MPa。
⑤确保注浆管和锚索一起插至孔底,若注浆管不能正常插至孔底,则把锚索拔出锚索孔和注浆管一起重新穿插;如果注浆软管不能保证插至孔底,则换用钢管做注浆管来进行锚索注浆。
预应力锚索张拉与锁定施工中的质量控制
①张拉时应认真做到孔道、預应力钢绞线与千斤顶三对中,以便张拉工作顺利进行,防止形成与孔道壁摩擦而导致应力损失。
②预应力锚索正式张拉之前必先预张拉1~2次。
③预应力锚索张拉荷载、锁定荷载必须严格按设计要求确定。
④张拉时,加载速度要平缓,速率宜控制在设计预应力值的10%/min左右,卸载速率宜控制在设计预应力值的20%/min。
⑤在张拉时,应采用张拉系统出力与预应力钢绞线体伸长值来综合控制预应力钢筋应力,当实际伸长值与理论伸长值差别较大时,应暂停张拉,待查明原因并采取相应措施后方可进行张拉。
⑥张拉完成48h内,若发现应力损失大于设计预应力10%时,应进行补偿张拉。
工程完成效果
通过对预应力锚索按规范要求进行锚索设计内力值进行检测,经设计同意采用对第一排、第二排锚索各做两根,第三排做一根,共5根检测试验,试验结果达到锚索设计内力值要求(最大检测值达到323kN),监理按要求见证张拉检测。深基坑经长期变形监测,基坑变形观测值稳定,基坑处于安全状态如图5。图5 锚索完成效果图
结语
通过对锚拉桩预应力锚索在基坑支护施工的分析,得出以下几点认识:
1、预应力锚索由于能主动对土体提供较大的支护抗力,从而能有效地提高土体的抗剪强度,使锚固区范围内的土体形成压应力区,抑制土体位移,从而达到围护基坑稳定和保护相邻建筑物的目的。
2、预应力锚索作为一种锚拉桩支挡结构,技术上具有明显优越性,可节省投资、节约材料、缩短工期。根据不同地质条件的锚索支护设计及基坑支护计算书,在施工过程中控制锚索规格数量、锚索入射角、锚索长度、锚索张拉锁定力、锚索内力设计值检测等数据。只有制订合理的施工工艺和有针对性的施工技术控制手段,通过加强对预应力锚索的施工质量管理,有助于提高锚索锚固效果和施工安全,深基坑的安全才能有保证。
【参考文献】
[1]中国土木工程学会土力学及岩土工程分会.深基坑支护技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2]林寿,杨嗣信.预应力技术 [M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[3]JGJ 120-2012,建筑基坑支护技术规程 [S].
【作者简介】
杨序龙,本科,助理工程师,现任职于中建三局第二建设工程有限责任公司技术员。
朱保才,本科,工程师,现任职于中建三局第二建设工程有限责任公司。
麦旺,本科,助理工程师,现任职于中建三局第二建设工程有限责任公司。
黄余武,本科,工程师,现任职于中建三局第二建设工程有限责任公司。
【关键词】深基坑预应力锚索基坑支护施工工艺
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
【前 言】随着经济水平和城市建设的迅速发展,越来越多的家庭拥有了私家车,为了解决停车问题,附带多层地下停车场的高层建筑日益增多,随之而来的深基坑工程也如雨后春笋般涌现。在深基坑支护中比较常见的是采用锚拉桩支护结构形式。其原理为预应力锚索拉力和桩体共同平衡土体推力,改变了支护桩单一靠嵌固段地基抗力来平衡土体推力的机理。预应力锚索的应用使得支护桩内弯矩大大减少,桩径变细,钢筋配筋率变小,桩的埋置深度变浅,达到了结构受力合理、节省投资、节约材料、缩短工期的目的。
工程概况
南宁市某保障性住房工程,由9栋32层高层住宅及两层地下室组成,总建筑面积为20万平米。基坑呈矩形,南北长约150m,东西宽约120m。基坑顶标高约为绝对标高88m,坑底绝对标高79.023m,基坑深度约为9 m。地貌属邕江Ⅱ级阶地,场地原貌大部为菜地和鱼塘,呈北高南低之势,土层分布依次为杂填土,淤泥或耕表土,粘土,含粘性土圆砾,粘土,圆砾,强风化粉砂质泥岩,中风化粉砂质泥岩。
地下水情况:
(1)上层滞水:初见水位标高为78.67~84.24m,不具有统一、连续的地下水位面。
(2)孔隙潜水:赋存于圆砾的孔隙中,测得初见水位标高73.78~74.88m之间,水量较大, 稳定水位标高76.06~77.81m之间,具承压性,根据南宁市地区的经验,年水位变化幅度约3.0m。
工程设计参数及要求
本工程基坑的东北面和西北面紧邻民房,为保证民房安全,此两处设计采用机械钻孔灌注桩与预应力锚索联合作用的锚拉桩支护结构。共81根桩,每两根桩间设置三根锚索,锚索钻孔直径150mm,,倾角为向下15度,采用泥浆护壁成孔,泥浆比重为1.05~1.15。注浆液采用纯水泥浆,水灰比0.45~0.50,水泥采用42.5普硅水泥,根据施工情况可掺适量早强剂,二次注浆中,第一次注浆压力0.5~0.8MPa,第二次注浆压力1.0~2.0MPa,固结体28d强度标准值不低于30MPa。预应力锚索采用1x7A15.2钢绞线制作,制作时严格按设计要求下料,并预留不少于1.5m长伸出孔外,以备张拉锁定。锚索自由段采用塑料套管隔离,该段钻孔需注浆封闭,二次注浆管孔采取措施妥善保护。锚索设计抗拔拉力:4x15.2为300KN,3x15.2为200KN,2x15.2为150KN。锚索灌浆养护7至14天锚固体强度达到设计强度的70%后方可进行张拉锁定,锁定荷载为设计拉力的70%。
锚索的结构形式
锚索结构由内锚固段、自由段和紧固头组成。外锚固段由腰梁、钢垫板和锚具组成。锚索侧剖面如图1,腰梁正立面如图2,腰梁剖面如图3。
图1 锚索侧剖面图
图2 腰梁正立面图
图3 腰梁剖面图
预应力锚索施工工艺及技术要点
工艺流程
锚索施工前应进行基本试验,用以确定锚索设计参数和施工工艺。试验锚索根数在不同土层中各不少于3根。试验结果要及时反馈给设计院,由设计院确定后方可进行锚索施工。施工完成后,应进行验收试验,试验数量和要求执行《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)。
预应力锚索施工工艺流程:土方开挖→锚孔测放→钻机就位→调整角度→钻孔→清孔→安装锚索组→一次注浆→二次补浆→制作联系梁(或腰梁)→锚索张拉锁定→封锚。
施工方法及技术要点
4.2.1 土方开挖
开挖一级,防护一级,不得一次开挖到底,不得超挖、欠挖,每级以开挖至锚索孔位以下300mm为宜。
4.2.2 锚孔测放
根据各工程立面图,按设计要求,将锚孔位置准确测放在坡面上,孔位误差不得超过±50mm。如遇有特殊困难场地时,需经设计和监理单位认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
4.2.3 钻机就位
根据锚孔的位置,锚孔钻进施工。对应急加固中应搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,准确安装固定钻机,并严格认真进行机位调整,确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm,高程误差不得超过±100mm,钻孔倾角和方向符合设计要求,倾角允许误差位±1.0°,方位允许误差±2.0°。
4.2.4 钻进过程
钻进前钻机安装应做到“正、平、稳、固”,按设计要求调整好角度。现场多数孔位于含粘性圆砾层,土层易坍塌,钻进过程中采用泥浆护壁。泥浆可以作机具的润滑和冷却剂,同时能防止塌孔或剥落,并维持挖成的形状不变,加快成孔速度。钻进过图4 采用泥浆循环的钻进过程
程中对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时,须立即停钻,及时进行固壁灌浆处理,待水泥砂浆初凝后,重新扫孔钻进。作业现场见图4。
4.2.5 锚孔清理
钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻1~2分钟,防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞,必须清理干净,在钻孔完成后,使用高压空气(风压0.2MPa~0.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外,不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出,待水压、水量变小后方可下安锚索与注浆,必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
4.2.6 锚孔检验
锚孔钻造结束,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的條件下验孔,要求验孔过程中钻头平顺推进,不产生冲击或抖动,钻具验送长度满足设计锚孔深度,退钻要求顺畅,用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位,全部锚孔施工分项工作合格后,即可认为锚孔钻造检验合格。
4.2.7 锚索制作及安装
首先进行锚索的下料,实际切割下料长度=实际孔深+锚具厚度+张拉设备工作长度+千斤顶以外的外露长度+锚墩厚度。下料时,钢绞线的切割宜用砂轮切割机,勿用电焊或气割,以免钢丝受热损伤而降低其抗拉强度。锚索的安装在清孔后立即进行,安装锚索体前再次认真核对锚孔编号,确认无误后,人工缓缓将锚索体放入孔内,用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度,计算孔内锚索长度(误差控制在50mm范围内),确保锚固长度。注浆管与锚索同时放入孔内,注浆管头部距孔底100mm,锚索体放入孔内深度不应小于设计长度的95%,如有排气管则锚索放入孔中后应检查该管是否通畅。锚索应达到孔底预定位置,否则重新清孔和安装。
4.2.8 锚固注浆
锚索体注浆水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,经试验比选后确定施工配合比。水灰比0.45~0.50,可适当加入早强剂。水泥浆应严格按规定计量拌和均匀,随用随搅,搅拌时间应大于等于3min,确保搅拌均匀。采用二次注浆工艺,自由段用套管隔离后,锚固段和自由段内同步灌浆。第一次注浆压力0.5~0.8MPa,通过注浆管自孔底注浆,注浆至孔口不冒浆为止;第二次注浆压力1.0~2.0MPa。前后两次注浆间隔时间为12h。锚固体终止注浆标准:直径150mm注浆量达到相当于直径160mm锚固体的水泥浆量,且注浆压力达到上述要求后方可终止注浆。边注浆边缓慢匀速向外抽出注浆管,抽管不可过快,应确保注浆管端口始终埋在浆液面内1.0m以上。注浆结束后,将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净,同时对注浆过程中应作好注浆施工原始记录。
4.2.9 预应力锚索的张拉锁定
预应力锚索张拉应在分段分区桩腰梁型钢焊接完毕且锚索灌浆养护7至14天,锚固体强度达到设计强度的70%后方可进行张拉锁定,锁定荷载为设计拉力的70%。张拉使用液压千斤顶进行,预紧力为0.05σcon(δcon为设计张拉吨位),使各根钢绞线初始应力均匀,顺序按照先中间后周边、对称均衡的原则,预紧过程中特别注意不可遗漏,钢绞线全部预紧完后,即可进行整束张拉。整束张拉按0~0.25δcon~0.5δcon~0.75δcon~1.0δcon~1.1δcon分级加载方式进行,张拉达到分级张拉吨位时,持荷稳定3min,达到设计吨位的110%时,持荷稳定20min,然后卸载至锁定荷载按设计要求进行锁定。张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响,锚索间距小于1.5m时,须考虑群锚效应,采取“隔二拉一”或“隔一拉一”的张拉方式锁定。张拉荷载采用双重控制,以压力表读数为主,伸长值为辅进行复核。锚索锁定后,若发现有明显 图5 锚索的张拉锁定
的预应力损失时,应进行补偿张拉。张拉现场如图5。
4.2.10 封锚
张拉完成后,从锚具量起预留50mm~100mm 钢绞线,多余的用切割机截去。钢绞线不宜留得太短,以防其滑入孔中而失效。之后用防锈油漆仔细粉刷外露钢构件。
4.2.11 预应力锚索检测
按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)规范要求,锚索在注浆强度达到100%后,按设计计算书上具体位置区域锚索设计内力的大小,对锚索设计内力值进行张拉检测,检测数量为大于5%、不小于3根。
质量控制要点
预应力锚索施工的质量控制
5.1.1控制方法
①各关键施工工序必须设立专职负责人,并认真做好质量的自检与互检。
②各工序的施工人员必须严格按照本工序制定的操作规程或规定进行施工。
③所有施工机械、材料、配件必须进行详细检查或检验。
④水平流水作业施工中,上一道工序不合格或未经验收的施工阶段成品,不得进入下一道施工工序。
⑤在施工全过程中,必须认真做好施工记录和施工日记,并将各参数填入记录表中。
⑥当发生质量事故时,应及时提出事故报告,并与监理、设计人员共同拟定处理措施。
5.1.2控制内容
①材料及试块。钢绞线、钢筋、水泥均应有出厂合格证,并经复检合格后方可使用,工地现场搭设材料库,加工场、水泥库。对所有材料无特殊原因不得更换品牌。每30条锚索留置一组水泥浆试块,每组三块以检验同期注浆体的强度。
②钻孔。钻孔可检查孔位,孔位误差水平方向不能超过5cm,垂直方向不能超过l0cm,孔径误差控制±5mm以内,钻孔角度误差控制在±2°以内,孔深误差控制在±50mm以内,成孔后及时清孔,清孔后及时安装锚索,孔深宜大于图纸标示长度30~50cm。
③锚索制作与安装。钢绞线长度误差小于5cm,锚索体和组装质量及其规格必须符合设计与规范要求;锚索体插入孔内深度不小于设计索体长度的95%;锚索体安放好后不许悬挂重物,不许敲击。
④制浆与注浆。严格控制水灰比在0.4~0.5以内,浆液拌制1小时后如果未用则应废弃,注浆体强度不小于30MPa。
⑤确保注浆管和锚索一起插至孔底,若注浆管不能正常插至孔底,则把锚索拔出锚索孔和注浆管一起重新穿插;如果注浆软管不能保证插至孔底,则换用钢管做注浆管来进行锚索注浆。
预应力锚索张拉与锁定施工中的质量控制
①张拉时应认真做到孔道、預应力钢绞线与千斤顶三对中,以便张拉工作顺利进行,防止形成与孔道壁摩擦而导致应力损失。
②预应力锚索正式张拉之前必先预张拉1~2次。
③预应力锚索张拉荷载、锁定荷载必须严格按设计要求确定。
④张拉时,加载速度要平缓,速率宜控制在设计预应力值的10%/min左右,卸载速率宜控制在设计预应力值的20%/min。
⑤在张拉时,应采用张拉系统出力与预应力钢绞线体伸长值来综合控制预应力钢筋应力,当实际伸长值与理论伸长值差别较大时,应暂停张拉,待查明原因并采取相应措施后方可进行张拉。
⑥张拉完成48h内,若发现应力损失大于设计预应力10%时,应进行补偿张拉。
工程完成效果
通过对预应力锚索按规范要求进行锚索设计内力值进行检测,经设计同意采用对第一排、第二排锚索各做两根,第三排做一根,共5根检测试验,试验结果达到锚索设计内力值要求(最大检测值达到323kN),监理按要求见证张拉检测。深基坑经长期变形监测,基坑变形观测值稳定,基坑处于安全状态如图5。图5 锚索完成效果图
结语
通过对锚拉桩预应力锚索在基坑支护施工的分析,得出以下几点认识:
1、预应力锚索由于能主动对土体提供较大的支护抗力,从而能有效地提高土体的抗剪强度,使锚固区范围内的土体形成压应力区,抑制土体位移,从而达到围护基坑稳定和保护相邻建筑物的目的。
2、预应力锚索作为一种锚拉桩支挡结构,技术上具有明显优越性,可节省投资、节约材料、缩短工期。根据不同地质条件的锚索支护设计及基坑支护计算书,在施工过程中控制锚索规格数量、锚索入射角、锚索长度、锚索张拉锁定力、锚索内力设计值检测等数据。只有制订合理的施工工艺和有针对性的施工技术控制手段,通过加强对预应力锚索的施工质量管理,有助于提高锚索锚固效果和施工安全,深基坑的安全才能有保证。
【参考文献】
[1]中国土木工程学会土力学及岩土工程分会.深基坑支护技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2]林寿,杨嗣信.预应力技术 [M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[3]JGJ 120-2012,建筑基坑支护技术规程 [S].
【作者简介】
杨序龙,本科,助理工程师,现任职于中建三局第二建设工程有限责任公司技术员。
朱保才,本科,工程师,现任职于中建三局第二建设工程有限责任公司。
麦旺,本科,助理工程师,现任职于中建三局第二建设工程有限责任公司。
黄余武,本科,工程师,现任职于中建三局第二建设工程有限责任公司。