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摘要:桩锚支护结构是深基坑支护中的一种常见形式,在我国当前的施工中具有相对比较重要的地位,在开展深基坑桩锚支护的过程中,需要重点了解其施工工艺和施工风险,本文将通过对深基坑桩锚支护结构机理的简要分析介绍,阐述其在工程应用中的注意点,对后续相关的施工起到一定的借鉴作用。
关键词:深基坑支护;桩锚支护;地基施工
深基坑工程是大型建筑项目施工中的重要一环,在我国城市快速发展的今天,许多地下工程都离不开深基坑,同时其作为一项复杂的系统工程,涉及到工程开展要素的诸多环节,而在我国,对深基坑支护的研究还相对较短,施工技术和施工工艺还相对发展较慢,作为施工中风险性较大的施工环节,有必要对常见的深基坑支护的原理进行了解和分析。
一、预应力桩锚支护结构及其机理
1.1支护结构
护桩、锚杆、冠梁、腰梁及托架是预应力桩锚的主要组成部分,其中支护桩作为桩锚支护的主要构成,可以根据施工现场环境和施工工艺的需要选择钻孔灌注桩和人工挖孔桩两种成桩工艺,冠梁的作用可以将支护桩连接为一体,从而通过桩与桩之间的相互内在作用,强化了支护桩的受力程度。
锚杆作为一种受拉杆件,其主要构成包括锚头、自由段、锚固段三个部分,可以用来张拉预应力并对支撑物体进行传力,是支护结构中支撑物与被支撑物之间传力的重要载体和形式,其常见的材质有钢丝或者钢筋,并可以布置成多层形式,在深基坑支护中,通过对其使用可有利于保证深基坑边坡的安全稳定的开挖。
1.2支护机理
预应力锚杆是预应力桩锚的关键结构,其力学特性对支护结构的支护效果起着关键性的影响和作用。预应力锚杆的力学特性非常优越,安装在建筑基坑进过若干小时的硬化自然处理后,其锚杆的主体就能在混凝土中与地基周围环境(主要是土层支撑物等)融为一体,形成完整的受力传递和分散,极为可靠和高效的实现冲击力的传导和消除。
从力的传递作用上看,把支护桩作为深基坑的支护结构,预应力锚索也作为了支护结构的重要部分,有效的把排桩和预应力销索结合起来。因此,预应力桩锚支护一系列优点。同时,桩锚支护结构也具有非常灵活的组合形式,可以和许多不同的支护形式进行组合使用,来提高深基坑的安全性能。来满足深基坑支护要求和变形范围,而且造价很低。所以深基坑桩错支护结构体系既能满足安全性,又满足经济性,国内外的大量的深基坑工程中得到了广泛的应用。
二、预应力桩锚支护施工工艺
预应力桩锚施工的过程一般需要先对锚杆进行制作,并制作护桩桩头,然后开挖土锚杆施工面并对其中的孔位进行测定,接着需要土锚杆钻进喷浆及施工压顶环梁,最后围护桩外回填并开挖基坑,后续可以根据现场施工具体情况开展其他基础施工等相关工作。
2.1土锚杆制作
1)使用3根直径大小为48mm的钢管捆扎成一根钢筋作为土锚杆,长度根据现场工程实际进行具体设置,一般可以为1m左右,此外,可以通过螺丝扣相连的方式对锚杆进行增长连接。
2)锚杆端头做成锐角尖头并将缝隙焊死,防止锚管旋进土层时泥水进入。
2.2凿围护桩桩头
钻孔灌注围护桩顶部凿除,采用人工风镐凿除法,顶面平整,其标高及需要锚入压顶梁内的桩身钢筋的规格和数量都应符合设计要求。
2.3开挖土锚杆施工面
1)施工面的开挖需要保障桩锚支护工艺相关设备和钻杆的存放于操作空间,并且需要对施工面粘贴标志物识别标签,保证操作人员及相关现场人员对施工现场的清晰认识和安全控制。
2)在施工面坡度的设置上,要求根据相关行业标准并符合项目实际中设计的要求,保持与平面的角度关系控制在20°左右,从而确保土锚杆与工作面垂直旋入的施工角度。
3)应及时排除工作面内的积水,并将钻孔灌注围护桩身上余土清除干净。
2.4测定土锚杆孔位
土锚杆孔位需要进行明确的标识,并使用白灰标识对每个孔位进行编号,提高现场作业的规范性和准确性。
2.5土锚杆钻进喷浆及养护
1)注浆采用32.5R或42.5R级普通硅酸盐水泥制成的水泥浆,根据经验,设置0.6左右的水灰比并选择搅拌桩体30%左右的水泥掺量进行搅拌,搅拌过程中应注意搅拌的连续性和均匀性,并在送泵注浆前通过筛网对搅拌后的水泥进行初步筛除,从而保障送浆水泥的质量。在注浆之前,应该检查送浆泵的管路中是否存在凝固混凝土,防止开始注浆后管内块状物对浇筑体质量的影响。
2)安放锚杆采用一次钻进工艺,钻进过程中控制进度在0.8m/min,同时进行搅拌,搅拌转速控制在每分钟50转左右,钻进过程中,注意注浆的均匀以及进近的角度,防止锚杆安装位置偏差。在钻进中还需要根据现场情况判断土层的变化,如果土层出线较大变换,需要适当调整钻进速度和搅拌速度。
2.6预应力锚杆张拉锁定
注浆完成后进行一段时间的干燥即可进行钢板的安装,并可以对锚杆进行张拉,预应力分三级张拉锁正式张拉时,应先预张拉两次,预张拉值取20%的设计张拉值。当正式张拉时取1.1倍左右的设计张拉值,再按设计张拉值锁定。
2.7围护桩外回填
在土锚杆养护时间大于15天、且压顶环梁混凝土强度大于设计强度75%时,方可对开挖的土锚杆施工面予以回填。回填土即可采用原挖出土,人工分层夯实。回填、夯实过程中应注意不要扰动土锚杆。回填、夯实结束后即可浇筑混凝土地面,并设置地表排水明沟。
由此可见,深基坑工程由众多因素与很多科目相结合共同构成,施工人员需要具备相当丰富的经验,并结合周围环境情况和施工现场的土质勘察情况,来制定出一套完整的深基坑施工方案和实施办法。
三、小结
深基坑支护工程是建筑工程开展过程中的关键,同时作为工程开展过程中的临时性施工环节,专业性、综合性与施工者的忽视相结合,容易造成较大的安全事故,因此,必须要强化桩锚支护中的安全防护措施。此外,深基坑作为一项多学科综合的系统工程,施工的顺序将对基坑支护系统的最终效果起到很重要的作用,不正确的开挖顺序或者基坑开挖过快都可能带来支护桩的严重变形,造成支护结构的整体破坏,因此,必须要在施工开始之前对桩锚结构的施工展开科学合理的设计。
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