所屬欄目:2012年07月 發布日期:2010-10-27 11:38 熱度:
摘要:介紹了預應力錨索的設計要求、構造受力特點,并結合工程實例,簡述了該錨索在深基坑施工中的應用。
關鍵詞:深基坑;預應力錨索;張拉;
1工程實例
京石客運專線入地隧道施工,采取明挖隧道施工,基坑最大開挖深度為22.5米,本工程西側15米為既有京廣線,為保證既有鐵路線安全運營,要求基坑最大水平位移≤0.14%H,地面最大沉降量≤0.1%H(H為基坑深度),且≤30mm。
設計采用5道預應力錨索+支護樁的支護措施,灌注樁頂部設冠梁和支撐。每道錨索的豎向間距為3.5米,水平間距為1.5米。
以第一道錨索為例,錨索的設計值為370KN,鎖定拉力值為185KN。錨索采用4股¢15.2的鋼絞線。錨索鉆孔直徑150mm,錨索長度為25米,其中自有段9米,錨固段16米。
2主要施工工藝
錨索基本施工工藝:施工準備→鉆孔→錨索制作→錨索安裝→一次注漿→二次注漿→一次張拉→二次張拉鎖定。
2.1鉆孔
錨索施工與土方開挖、樁間錨噴施工流水循環施工,土方開挖至錨索孔位下0.5m后,基面找平,掛鋼筋網噴混凝土(預留錨索孔位),隨后再進行錨索施工。
該工程采用ZYJ-160-460錨桿鉆機鉆孔,錨索鉆孔直徑150mm,錨索鉆孔間距水平方向允許偏差為±10mm,垂直方向允許偏差為±50mm,鉆孔傾斜允許偏差為2‰。鉆孔前,根據設計要求,定出孔位,做出標記,鉆孔孔深不應小于設計要求,也不宜大于設計長度的0.5m。向鉆孔中安放錨索之前,應將孔內土屑清洗干凈。
2.2錨索制作
錨索選用低松弛預應力鋼絞線,每根錨索由4股¢15.2鋼絞線制作,每根鋼鉸線長度誤差小于50mm,將自有段和錨固段做出標識。錨固段每隔1.0m設一個架線環,兩架線環之間扎一箍筋環。錨索自由段套入塑料管保護,并涂黃油。在錨固端頭部安好導向帽。
2.3錨索的安放
錨索放入鉆孔之前,需確認錨索與孔位一致,將注漿管與錨索綁在一起放入鉆孔中,注漿管底口距孔底30~50cm,注漿管底口封堵嚴密,錨固段做成花管,孔眼用黑膠布封口。桿體放入角度與鉆孔角度保持一致,定位要準確,注意不得損壞,損壞必須進行更換。
2.4注漿
為了提高錨索受力,一次注漿與二次注漿都使用純水泥漿,水灰比為0.45~0.5,水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥。錨索注漿分為一次注漿和二次注漿兩個階段。
一次注漿:由孔底開始注漿,當孔口冒出的水泥漿與新漿相同時,再繼續注漿2分鐘即可;當錨固體水泥漿的強度達到5.0Mpa時進行二次注漿:二次注漿為高壓注漿,注漿壓力不小于2.0MPa,其目的是再次向錨固區段注漿,漿液在高壓下被壓入孔內壁的土體中,使錨索能牢固地錨入巖層。壓漿管為膠管,在制作鋼絞線時綁扎在鋼絞線中。施工中為了使二次注漿達到設計的效果,在一次注漿中必須使錨固段注漿飽滿。
2.5張拉鎖定
錨固體的強度大于15MPa且達到設計強度70%時,可進行錨索張拉鎖定。錨索張拉前,對張拉設備進行標定,并按照標定證書制定對應的分級張拉參數對應表。
張拉分兩次張拉:
一次張拉:分5級張拉至設計值的0.9倍,張拉值分別為設計值的15%、20%、50%、75%、90%。對應穩定觀察時間分別為2分鐘、5分鐘、5分鐘、5分鐘、10分鐘。
二次張拉:分4級張拉至鎖定值的1.6倍。張拉值分別為鎖定值的20%、50%、75%、160%。對應穩定觀察時間分別為5分鐘、5分鐘、10分鐘、10分鐘。
張拉過程中的油壓表讀數,位移量均形成詳細記錄。
3錨索基本試驗及抗拔力驗收試驗
在大面積錨索施工之前,需要對錨索進行基本試驗和抗拔力試驗,以確定錨索的極限承載力,掌握錨索體在不同凝固期(3天、7天、14天)抵抗破壞的安全程度,錨桿基本試驗是錨桿性能的全面試驗,目的是確定錨桿的極限承載力和錨桿參數的合理性,為錨桿設計、施工提供依據。錨桿基坑試驗采用的地層條件、桿體材料和參數必須與工程錨桿相同,且試驗數量不應少于3根,錨桿極限抗拉試驗加載應采用分級循環加載。
本工程土質為粘土層和砂層,因此在不同的土層中分別選定了3根錨索進行基本試驗。
4、施工過程注意事項
4.1現場所有施工定位均以測量放樣交底為準,作業人員作業過程中要保護好測量放樣點。
4.2鋼絞線應無損傷,并應調直、除銹、同一孔的鋼絞線必須等長,切斷后的鋼絞線兩端用鐵絲捆扎牢固;
4.3錨孔內的水泥漿應有足夠的養護時間,在養護時間內不得隨意移動錨索;
4.4錨索施工完成后,外露錨頭應用瀝青涂封。
5錨索張拉的監測
為了檢驗錨索張拉效果,每20米在錨索上安裝應力傳感器測定錨索的應力值,從而檢驗錨索的張拉值和鎖定值是否達到設計要求,同時確定應力損失的數值,當應力損失太大,鎖定值達不到設計要求時,進行補充張拉,保證錨索的鎖定值達到設計要求。
6 總結
預應力通過鋼絞線與漿體粘結力傳遞給加固體,從而提供錨固力。在施工完成后,能及時主動提供有利于巖土體和結構物穩定的抗力,有效抑制開挖土層的變形;顯著提高地層軟弱結構面或潛在滑裂面的抗剪強度;改善巖土體的應力狀態;通過張拉工序可靠的檢驗錨桿的承載力,確保錨桿質量。應用領域極為廣泛。
經過工程實踐,預應力錨索在深基坑施工過程中,與灌注樁形成了可靠的支護體系,能夠保證基坑穩定和變形,滿足工程的使用要求。
參考文獻:
[1]CECS22:2005,巖土錨桿(索)技術規程[S].中國工程建設標準化協會標準.
[2]GB50086-2001錨桿噴射混凝土支護技術規范中華人民共和國國家標準
[3]JGJ120-99建筑基坑支護技術規程中華人民共和國行業標準
文章標題:預應力錨索在深基坑支護中的應用
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