锚索在加固建筑工程深基坑支护结构中的应用探讨李锦

锚索在加固建筑工程深基坑支护结构中的应用探讨李锦

广西华都建筑科技有限公司广西南宁530031

摘要:利用锚索的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的抗力来平衡土体推力的机理,这样作用的结果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。鉴于此,文章重点就锚索在加固建筑工程深基坑支护结构中的应用进行研究分析,旨在为业内人士提供一些建议和帮助。

关键词:锚索;加固技术;建筑工程;深基坑;支护结构

引言

随着经济水平和城市建设的迅速发展,高层建筑日益增多,而且基坑的深度越来越深,土钉墙结合边坡放坡的方式来进行支护的模式早已不能满足市场需求,于是越来越多的深基坑工程采用了支护桩进行边坡支护。然而对单纯的支护桩结构形式的深基坑来说,桩的长短、桩径及局限性非常大,基坑深度越大,桩径越大,桩间距越小,嵌入基底的长度就越大,非常不经济,因此锚索结构形式的支护方式越来越多的被采用。

1预应力锚索支护技术原理

预应力锚索支护技术是一种用锚固的方法来增加岩土稳定性或结构稳定性的一种支护措施,它的主要构成部件有锚头、预应力筋和锚固体。预应力锚索支护技术的作用机理是利用锚索的回弹力(即预应力)来增大岩土体和坑壁的抗剪强度,通过预加应力抵消岩土体和支护结构变形,继而达到维持岩土体或支挡结构稳定性的最终目的。在深基坑支护中,预应力锚索支护可以联合其他支护措施(如地下连续墙、钻孔灌注桩等)使用,利用刚性支撑和柔性支挡相结合的结构来保证深基坑工程坑壁结构的稳定性,锚索支护通过受拉索体、锚固体来发挥岩层的自承能力稳定岩体。

2预应力锚索支护技术的特点

预应力锚索支护技术是利用张拉力来提高支护抗力,与非预应力锚索有着不同的力学性质,存在着以下特点:第一,安装锚索支护后使岩土体处在三轴应力的状态,及时提供支护的抗力;第二,施工工序较非预应力锚索、土钉墙的复杂,但总体上比较安全、经济便捷;第三,施工中的张拉工序必须检测锚索的承载力质量,检测合格的才能使用;第四,控制结构变形的能力较强,支护效果好;第五,施加一定密度的预应力锚索后能在地层中形成一片压缩区,确保岩土体的稳定。

3锚索在加固建筑工程深基坑支护结构中的应用

某工程有着繁杂的地质状况,均匀性不好,地层岩性从上到下包括杂填土、淤泥质土、粘土、砂性土,还有强风化以及中风化。里面的粉土夹粉细砂层,地下水较多。按照施工常识,该层能出现流砂现象,要是水压大,还可能产生涌砂现象,致使没有办法进行掘进、护壁,在严重的时候,可能让已经支护好的混凝土护壁周围土层出现松散,在上、下连接位置出现开裂,还可能塌方。对于强风化层,其见水容易软化、塌及碎,有着高的施工难度,所以预应力锚索有如下的施工工艺,即进行钻孔→进行下锚→进行内锚段灌浆→进行锚墩浇筑→张拉→进行张拉段灌浆→实施外锚头保护,详细分析如下:

3.1定位成孔

钻孔之前按照设计标准及土层状况,确定出孔位,进行标记。其中的作业面场地应保持平坦及坚实,还要存在排水沟,场地宽要多于4m。钻机进行就位之后,要平稳,立轴、导索要一致于钻索倾角,处于同轴线之上。钻进运用的钻具能使用地质单位运用的一般岩芯钻探具有的钻头,钻孔设备能针对土层状况选用专业地质钻机、锚索钻机,钻头不能比13cm低。按照土层状况能使用跟管钻进式锚索进行钻进,还要配设充分数量长度达到0.5~1.0m的短套管。钻进的时候,正确把握钻进速率及参数,避免卡钻及埋钻的孔内问题。为了避免钻孔的时候产生塌孔,常运用泥浆护壁进行施工。

3.2进行锚索制作、安装

根据设计要求,进行锚索的制作,为确保锚索位于钻孔正中,于锚索之上设置隔离架、定中架。在洞口之外进行至少1m自由段长度的预留,实施张拉锁定。成孔之前应定出孔位置,确保锚索安装水平不高于50mm的误差。钢绞线通常使用pjl5.24mm以及pjl2.7mm低松弛高强度没有粘结预应力钢绞线。进行安装之前,保证各钢绞线是顺直的,不扭不叉,排列合理,除油污及锈,剔出锈坑、死弯、还有机械损伤位置。钢绞线顺着锚索体轴线,间隔1.0m~1.5m进行一架线环的安置,以使锚索体保护层厚不少于20mm。在钢绞线插入锚索的情况下,把两根注浆管以及钢绞线一起置入钻孔,索体插进到孔中深不能比锚索长的95%低,注浆管内端距离孔底要达到50~l00mm。对于锚索自由段钢绞线,使用塑料胶管进行套住,还和锚索索体进行封闭相连,要扎紧,便于隔离浆液以及进行张拉的时候可以自由伸长。安装完成,保证索体一直位于钻孔正中,立刻进行注浆,把浆液充满孔洞内,将孔中泥浆及积水挤出。孔壁要是坍塌,再次进行清孔及透孔,一直到可以顺畅送入锚索。

3.3进行注浆

对于锚索注浆机,其型号选择BW-150型或者压力至少为5MPa,三个加压活塞的机型。匀称搅拌浆液,进行过筛,搅完就用,初凝之前把浆液用完。预应力锚索应运用二次加压注P.O42.5纯水泥浆。首次是低压灌浆,水灰比处于0.45~0.50之间,通过压力泵耐高压塑料管把水泥浆注到钻孔中。进行注浆,为了避免压力发生扩散,针对周围钻完的孔洞一次注浆完毕之后,实施二次注浆,由锚索底断进行灌注,朝下或者水平进行灌注的时候,水满孔流出之后,使用快干水泥浆,把孔口封堵,5~10min之后将垫板套上,同时将螺帽锁上进行固定。

3.4进行锚索张拉、锁定

锚索要根据设计要求,留出外套波纹管处理自由段。在锚固段强度达到设计75%之后,才能锚索张拉。完成张拉后,应该就自由段运用同等比率的水泥砂浆、水泥浆进行注浆定型封闭,避免锚索收缩应力进行释放。针对锚索数量选择M15-3及M15-2型锚具进行张拉,为降低锚索锁定之后预应力发生的损失,在锚索端头进行扎花。选用总数l%,至少3根进行现场抗拔试验。锚索张拉到1.1~1.2进行轴向拉力值设计的时候,土质要是砂土,维持l0min,要是黏性土,维持15min,随后卸荷到锁定荷载实施锁定作业。完成锚索锁定,要是有预应力损失,要实施补偿张拉。

3.5腰梁及锚索防腐

运用两根肋依靠的工字钢进行组合成为腰梁,在工字钢间留出不少于锚体直径1.5倍的间隙,致使张拉的时候锚头可以伸缩自如。完成工字钢腰梁之后,通过机械、人工进行安装。工字钢冠梁实施连续安设。背部及下部受力面保持平整。此工程是临时性支护,锚索自由段索体能进行防腐漆、润滑油的涂抹,后进行塑料布的包裹。对于锚索外露部分,临时性锚索锚头应该运用沥青防腐。

结束语

综上所述,当前我国建筑市场对深基坑支护的安全性特别重视,所有的支护工程的设计、施工方案都要经过专家论证和严格审批,目的是确保基坑稳定,保障人员安全。本工程采用预应力锚索的工艺,降低了支护费用,保证了基坑的安全稳定,消除了施工中最大的安全隐患,为工程顺利进行提供了有利的保障。

参考文献

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[2]丁敏.深基坑支护细部结构优化及应用研究[D].重庆大学,2012.

[3]吴子儒.深基坑支护智能优化设计方法研究[D].湖南大学,2005.

[4]潘是伟.遗传算法在深基坑支护结构优化设计中的应用[D].福州大学,2003.

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