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采用浅谈锚索施工在明挖深基坑围护中的应用.doc

采用浅谈锚索施工在明挖深基坑围护中的应用

不想残缺的美
2017-10-14 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《采用浅谈锚索施工在明挖深基坑围护中的应用doc》,可适用于综合领域

采用浅谈锚索施工在明挖深基坑围护中的应用沈阳是地铁建设指挥部王越华铁工程咨询公司周方亮某地铁车站东端加宽段采用桩锚支护体系本文主要介绍砂卵石地层中预应力锚索施工方法。某地铁车站位于泰山路新开河泰山桥北侧沿泰山路呈东西向跨新开河设置。车站为端部二层中间一层端头厅岛式站台车站车站主体结构总长m。车站两端为两层多跨箱型框架结构结构顶板覆土厚度约m底板埋深约m车站中间为单层三跨箱型框架结构结构顶板覆土约m底板埋深约m。车站采用明挖法施工。车站起点里程车站终点里程北陵公园站新乐遗址站崇山路站由于车站过河段以东的加宽段基坑支护跨度过大如采用钢支撑施工难度很大需辅助格构柱等形式的辅助措施安全系数小且影响主体结构施工鉴于此种情况提出了采用桩锚式维护结构支护体系的变更设计洽商经设计复核验算能够满足维护结构安全。该基坑竖向分三道支撑材料及设备选用布置见下表。序号名称符号试验结论特征值s钢绞线Φ符合GBfNmmptk=符合εapu群锚具VLMGBTη符合千斤顶YDCWJGT承力结构为:第一排为根Ia工字钢加焊缀工a(a)板第二、三排(盾构井范围四排)采用根IaQJ锚具工字钢加焊缀板。锚固体采用纯水泥浆强度不小承压板于Mpa锚索布置在两根桩桩间一桩一锚锚索夹角为度和度两种两根桩间竖向各道锚锚座索采用相同角度水平方向相邻锚索采用与锚索间隔布置。在盾构井处为了不影响后续盾构施工图三锚固端示意图对洞门圈采用锁口式锚索布置:在洞门圈两侧各米范围内采用六层锚索在洞门圈上的锚索采用两桩一锚并且适当调整水平角(一般~之间角度太小浆液不易注入容易引起塌孔)防止锚固体进入盾构施工范围内这样可在确保基坑安全的前提下取消洞门圈范围内的锚索。预应力锚索主要是通过锚索深层嵌固直接在滑面上产生抗滑阻力增大抗滑摩擦阻力使结构面处于压紧状态以防止其离层滑脱预应力锚索一方面可直接在滑面上产生抗滑阻力另一方面通过增大滑面上的正应力来增大抗滑摩擦阻力从而提高边坡土体的整体性和稳定性抵御由于自重土压力和侧土压力作用引起滑移面上土体剪切破坏造成基坑坍塌。、工艺流程采用一次成孔工艺工艺流程图如下:施工准备测量放点钻机就位钻孔安设钎体一次常压注浆一次高压注浆二次劈裂注浆强度等待张拉锚固图四端头示意图图五工艺流程图、施工方法、测量定位根据设计资料锚索孔位布置在两桩之间因此只需要定出锚索孔位的高度即可。锚索孔位高度可直接从桩顶冠梁往下拉钢尺确定。如果锚索施工前网喷混凝土已经完成可采用经纬仪确定桩间位置再拉钢尺并做好记号。、钻机就位本工程采用GYA型钻机钻机基底用方木或木板支撑垫平用罗盘调整角度要求误差<。钻机就位前首先需要提供操作平台由于锚索角度分度和度两种所以操作平台先开挖至孔位以下cm(根据钻机高度及每节钻杆长度确定)施工度锚索然后开挖至孔位以下cm施工度锚索。、锚索可事先加工好下料时采用砂轮切割机切断下料长度应考虑围懔高度及千斤顶张拉所需长度(m左右)。先把整卷的钢铰线用钢管架固定好再拆捆放线切割长度为锚索长度加m预张拉长度。切好后平直排列除油除锈锚头焊于钻杆后端可活动钢垫板上而注浆管则与锚索用钢丝绳牢固绑扎在一起。锚固段间隔m放置一个定位扩张环并扎紧在钢铰线上扩张环之间用箍筋环扎紧使锚固段呈梭形。扩张环用定型的塑料产品或自行加工自由段保持直线形状并涂黄油套装塑料管。二根注浆管平行穿于中间用扎丝扎紧锚索编制要求锚头焊接对称不歪不斜锚索平直捆扎牢固注浆管采用Φ或Φ硬塑料管自由段用Φ塑料螺纹管套住以免锚固体与钢绞线粘接。、成孔成孔工艺有水作业钻进法和干作业钻进法两种。本工程为水作业钻进法使用水泥浆直接作为护壁浆液。本法把成孔过程中的钻进、下钢绞线、注浆等工序一次完成可以有效增加锚杆体强度、加大锚索的张拉力、提高工作效率。此施工方法尤其适合中粗砂、圆砾地层。施工时采取多个点平行作业。钻进前先按设计要求搅拌好水泥浆(水泥浆按强度为Mpa配置)然后启动水泵使冲洗液(水泥浆)从钻杆中心流出。在一定水压力(-Mpa)下开始钻进。钻进时要不断供浆始终保持孔口有水泥浆流出并根据地质条件控制钻进速度在钻进过程中随时注意速度压力及钻杆的平直待钻至设计深度后适当拔出钻杆。确定钢绞线固定在孔中后将全部钻杆拔出在拔出钻杆的过程中应继续注浆确保孔内水泥浆与砂充分搅拌。注浆为了提高锚索受力一次注浆与二次注浆都使用纯水泥浆水灰比(设计一次注浆水灰比为的水泥砂浆)制浆用水为自来水水泥为#普通硅酸盐水泥。一次注浆HD钻机的一次注浆分为次常压注浆和一次高压注浆两次进行。一次常压注浆:用高压水冲洗钻孔并安放锚索杆体完成后即可进行锚索一次注浆由于注人的水泥浆较孔内残留的泥浆、清水比重大故能依次将泥浆、清水置换出来由孔底开始注浆当孔口冒出的水泥浆与新浆液相同时再继续注浆分钟即可。一次高压注浆(劈裂注浆):拨出一节套管在管内注满水泥浆并在管口加盖高压注浆帽继续注浆注浆压力一般为~Mpa管内水泥浆在高压作用下向锚固端土壤扩散渗透压缩周边土体使锚索能牢固地锚在围岩层中稳定分钟后卸管再拨出一节套管并继续上述过程直至拨管至自由段时停止二步注浆继续拨管至完成。拨管后应注意检查锚索杆体是否正确、腰梁制安腰梁采用根工字钢加焊缀板组成锚具承压板采用cm厚的钢板加工而成在腰梁就位后将垫座焊接在工字钢腰梁上。张拉锁定锚固体混凝土强度均应大于设计强度的%时方可进行张拉张拉前应对张拉设备进行标定。锚杆的张拉顺序应考虑邻近锚杆的相互影响大千斤顶进行图六锚固端大样图整排锚杆的正式张拉时宜采用跳拉法或往复式拉法以保证钢绞线与横梁受力均匀。锚索张拉时采用分级张拉一般分级张拉:NT、NT、NT、NT、NT。除最后一级稳定时间(持荷时间)为~分钟外其余各级均应稳定分钟。第五级超张拉是为了补偿由于锚具、夹片等松驰及变形、锚固段滑移变形等因素引起的预应力损失。锚索的张拉锁定应有详细记录。在稳定过程中对锚头位移记录锚索段施工后对其锚索应力变化进行监测采用在承压板与锚头之间设置应力计由频率接收仪测定锚索应力计频率后根据厂家标定的公式转化为锚索应力。应力计在每层锚索中设置个布置原则:每个截面中间位置至少布置一个应力计具体数量可根据实际情况增加。对布置完的应力计每天都要测量其应力发现应力损失较大时查明应力损失原因如为锚具应力损失或钢绞线松弛应力损失应立即对锚索进行二次补偿张拉如为锚固段滑移应力损失应考虑在相邻位置重新补打锚索保证基坑安全。锚索应力监测记录仪器型号SS数字频率接受仪锚索设计初始应力本次测值本期变化与设计百锚索计本次测设施工状态编号(KN)(KN)值(KN)分比()位置#开挖到第二层锚索位置第第二层锚索施加完预应力监一第三层锚索施加完预应力测层开挖到底一周后点#开挖到第三层锚索位置第监一第三层锚索施加完预应力测层点开挖到底一周后#第三层监测点施加完预应力一周后##N#附图()钻孔要保证位置正确要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度)防止高度参差不齐和相互交错。()钻进后要反复提插孔内钻杆再接下节钻杆遇有粗砂、卵石土层在钻杆钻至最后一节时应比要求深度多cm以防粗砂、碎石堵塞管子。()钢绞线使用前要检查各项性能检查有无油污、锈蚀、缺股断丝等情况有不合格的应进行更换或处理。断好的钢绞线长度要基本一致偏差不得大于cm。端部要用铁丝绑扎牢不得参差不齐或散架。钢绞线束留量应从挡土、结构物连线算起外留~m。()水作业钻机拔出钻杆后外套在孔内不会坍孔但亦不宜间隔时间过长以防流砂涌人管内造成堵塞。()灌浆压力一般不得低于MPa亦不宜大于MPa宜采用封闭式压力灌浆可有效提高锚索抗拔力(%左右)。灌浆材料可根据气温、土质情况和工程要求适量掺加早强剂、防冻剂或减水剂。()注浆前用水引路、润湿检查输浆管道注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备及灌浆管等。注浆后自然养护不少于天待强度达到设计强度等级的%以上方可行张拉工艺。在灌浆体硬化之前不能承受外力或由外力引起的锚杆移动。()张拉前要校核千斤顶检验锚具硬度清除孔内油污、泥砂。张拉力要根据实际所需的有效张拉力和张拉力的可能松弛程度而定一般按设计轴向力的%进行控制。()锚索钻进过程中循环浆液不返浆直接导致成孔失败并且已插入锚索无法拔出。解决办法:第一严格控制循环浆液水灰比沙土层中水灰比一般应控制在-之间。第二加大注浆压力使注浆泵压力不小于Mpa。()桩间土塌落。解决办法:第一先进行混凝土喷射待初凝后再进行施工如还是无法解决需在设计锚索施工标高上CM位置处进行注浆处理在初凝后进行施工。第二降低钻机转速减少对土层扰动。()张拉预应力损失大在砂层中预应力损失可达%。解决办法:第一超张拉一般为锁定值的%第二增加自由段长度第三在第一次张拉完成后天左右进行一次补偿张拉第四在钢丝绳锚固段范围内设置扩张环和箍筋环第五保证钢绞线在张拉过程中为一条直线。()锚索钻进困难无法达到设计深度特别在圆砾层非常容易遇到这个问题。解决办法:先用合金钻头钻至设计深度然后再进行锚索施工。()由于本工程属于明挖法施工基坑四周根据设计要求布置了一定数量的降水井为了避免锚索施工时破坏降水井原则上降水井施工时都是布置在围护桩正后方但由于施工误差及桩体、井身倾斜等原因均有可能使锚索对降水井造成破坏。解决办法:在施工有降水井处的锚索时将降水井两侧锚索呈八字型向远离降水井方向钻进。另外持续抽锚索施工处降水井以观察是否出现漏浆情况。、现场抗拉拔实验目的任何一种锚索或锚固技术用于新工点地层时必须进行现场抗拉拔实验。其目的在于验证锚索设计参数及设计合理性。实验锚杆加荷等级及位移量实验锚杆长度实初设验TwTwTwwTw始计锚位荷杆LLL移KNKNKNKNKNdf载(m)(m)编量(KN)观测位移观测观测位移观测位移观测位移(m)(mm)号位移量时间量时间时间量时间量时间量(mm)(min)(mm)(min)(min)(mm)(min)(mm)(min)(mm)NtNtNtNtNt加荷等级观测时间(分钟)、抗拉拔实验方法本次实验共两根锚索两根实验锚索均位于断面第一层范围设计采用两根Φmm钢绞线设计预加力为KN锚固段长度为m自由段长度为m两根锚索编号分别为和。最大试验荷载取锚杆轴向拉力设计值Nt的倍。为了测出钢绞线在各级荷载作用下的实际伸长量必需先得到锚头的初始位移值一般加荷至倍设计值(Nt)时记录锚头位移量此位移量就是锚头初始位移值。实验采用分级张拉分别以、、、、Nt的拉力对锚索进行分级张拉每级稳定时间不小于分钟并且在稳定时间内测量三次锚头位移量并做记录如果同级锚头位移量变化不超过mm可进行下级张拉如果同级锚头位移量变化超过mm则稳定时间相应加长直到锚头位移收敛才能进行下级张拉。其加荷等级及稳定时间见抗拉实验加荷等级及观测时间表实验原始数据记录见上页。实验过程中如出现以下情况之一时可视为破坏此时应终止加载。()锚头位移不收敛锚固体从岩土中拔出或锚索从锚固体中拔出()锚头总位移量超过设计或规范允许位移量()后一级荷载产生的锚头位移增量超过前一级荷载产生的锚头位移增量的两倍。实验结果分析锚索的理论伸长值L=NLEA。式中N为荷载(N)L为锚索自由段长度为(mm)E为钢绞线弹性模量取(Mpa)A为钢绞线截面积取(mm)。根据规范规定基本实验所测得的总弹性位移值S应大于自由段长度理论伸长量的(mm)且小于自由段长度与锚固段长度之和的理论弹性伸长值(mm)。实验锚索实际伸长量分别为:S==mmS==mm。测得的总位移量S与变形计算值的比较见下表:自由段与锚固段长度之和的序号S自由段理论伸长量的结论理论伸长量mmmmmm满足要求mmmmmm满足要求本工程基坑宽度最大达到米在这种情况下如果使用钢支撑对撑则施工特别困难而且跨度太大基坑安全无法保证。将预应力锚索用于与桩结合是抑制基坑变形防止基坑失稳行之有效的办法而且有工期短、投资少、特别是不占开挖空间的优点为今后基坑开挖及主体结构施工带来很大方便。但施工难度较大如何成好孔、注好浆、减少锚索预应力损失这是预应力锚索施工质量控制的关键。

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