某深基坑土方开挖支护方案设计中预应力锚杆施工技术的研究分析.pdf

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1、某深基坑土方开挖支护方案设计中预应力锚杆施工技术的研究分析摘要：本文以宁波市鄞州区长丰 1#地块深基坑工程为例,介绍了预应力锚杆的施工工艺及技术要点，希望能够给类似工程项目提供一些参考。关键词:深基坑，支护方案，预应力锚杆中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：基坑支护技术是一项古老而具有时代特点的技术课题，随着人类文明的进步，城市建筑开始向高层、超高层和深层的地下空间发展，基坑支护技术因其技术的综合性和复杂性而成为地基基础领域一个突出的技术问题，受到相关领域众多专家和工程技术人员的普遍重视，而预应力锚杆施工技术应用也越来越广泛，成为我们施工管理人员研究的重点方向之一。1 工程概

2、况宁波市鄞州区长丰 1#地块工程位于鄞州区钟公庙镇金家漕村（属拆迁安置），东邻如意金水湾小区，西临宁横北路，南靠环城南路，施工交通便利。本工程整个场地设有整体式一层地下室，采用桩基、承台、筏板基础，承台、地梁下翻，工程桩采用钻孔灌注桩(桩径为 600mm，800mm；设计桩长为 44M)。基坑开挖最深处 9.02 米，本工程地下室基坑围护主要采用支撑桩支撑围护体系,支撑桩采用钻孔灌注桩，外侧设置一排二轴水泥搅拌桩止水帷幕，预应力锚杆等加固处理。2 工程地质情况概况与施工条件2.1 工程地质情况：根据地质报告，本项目地貌近海属海积平原，地形平坦。参照地勘报告，基坑土方开挖底板、承台、地梁、电梯井

3、都位于层淤泥质粘土层，其土层深厚，含水量高，呈流塑状，蠕变性极强、土体抗剪强度极差、承载力极低。2.2 水文情况据地质报告反映，本场地浅部分布有地下水，主要赋存在上部粘土中，潜水埋藏较浅，勘察期间测得稳定水位埋深约 0.41.8m，该层潜水主要受大气降水及地表水补给。场地地下水在类环境下对砼结构微腐蚀性；在长期侵水条件下，对钢筋砼结构中钢筋微腐蚀性，在干湿交替条件下，对钢筋砼结构中钢筋具弱腐蚀性。2.3 周围环境基坑东侧为住宅小区，基坑（从围护桩中心线计算，以下同上）距离该侧围墙最近处 20.5m。该侧临河道（二期工程进行填埋）。基坑西侧为宁南路，基坑距离该侧围墙最近处 15m。该侧马路下埋设

4、有通讯、雨污管、自来水及电力等管线。紧临临街建筑。3 本工程施工难点分析1）本工程土方开挖较深：地下室开挖深度从场地自然标高到底板底标高达到 6.9m，最大开挖深度电梯井处已达到 10m，根据本工程地质报告显示，底板主要位于层土上，故进行基坑开挖时应做好防止对软土的扰动，应及时进行铺设垫层。2）土方开挖周期较长：土方开挖量约在 186000m3，而且有承台、地梁及清土需人工进行开挖。受周边环境影响较大：本工程的南面为环城南路和杭甬高速，西面为宁南北路，各大干道车流量相当大，车辆引起的振动对土方的开挖造成影响。3）土质较差：根据地质报告指出，淤泥质粘土：灰色，流塑，切面光滑的土体，该层土含水量高

5、，呈流塑状，蠕变性极强、土体抗剪强度极差、承载力极低，基坑内开挖时必须做好各项铺垫设施。4 预应力锚杆方案设计4.1 预应力锚杆施工工艺预应力锚杆的施工程序为：定位钻孔杆体制作与安装注浆外锚头制作张拉与锁定外锚头防腐411 钻孔：钻孔是锚杆施工的关健工序，其施工主要包括钻机就位、钻孔和清孔三个工序，锚杆钻孔直径一般为 110-180mm。普通锚杆回转螺旋钻机在黏土中钻进时极易产生“别”、“抱”钻杆的现象，钻进中要随时调整钻进速度及反复前进、后退及原地旋转，在充分倒出孔内虚土后再缓慢拔出钻。锚杆钻孔技术中要注意的几点要求：锚杆钻孔中不得随意扰动周围地层；钻孔前，根据设计要求和地层条件，定出孔位，

6、做出标记；钻头直径不应小于设计钻孔直径 3mm；锚杆水平、垂直方向孔距误差不应大于 100mm，钻孔轴线的偏差率不应大于锚杆长度的 2%；锚杆钻孔深度不应小于设计长度，也不宜大于设计长度 500mm；向钻孔安放锚杆前，应将孔内岩粉和土屑清洗干净，钻孔结束时，还要从底部继续冲洗至少 10min，以尽量减少残留物的数量；钻孔时还应做好记录，以便详细地揭示地层内部情况，掌握每根锚杆的具体成孔状况从而控制锚杆质量。清孔：本工程中因处在城市密集区选用了水洗方法。在采用水洗法时，锚杆钻孔长度应增加 500700mm，以弥补重新残留的岩土块，确保锚杆锚固段有效长度。4.12 杆体制作及安装本工程中杆体选用钢

7、筋杆体。首先按照设计要求长度取较为平直的钢筋并除油除锈，杆体自由段一般采用隔离涂层、加套管等方法进行隔离，为确保杆体保护层厚度，沿杆体轴线向每隔 1.52.0m 还要设置一个对中支架，支架高度不小于 25mm,最后将注浆管、排气管等与锚杆杆体绑扎牢固。杆体的存储：杆体加工制作完成后存放要保持平顺、清洁、干燥，存放时间较长的杆体在使用前应进行检查，发现问题，处理后方可使用。杆体的安放：杆体放入前要对钻孔及杆体进行重新检查。杆体安放前，要与钻孔角度保持一致并保持平直，防止杆体扭压、弯曲。杆体插入孔内深度不应小于锚杆长度的 98%，杆体安放后不宜随意扰动。413 注浆注浆通常选用灰砂比 1:0.51

8、:1 的水泥砂浆或水灰比为 0.450.50的纯水泥浆。本工程中采用水泥砂浆注浆，水泥砂浆浆液的配置一般采用强度不小于 32.5 级的普通硅酸盐水泥的干净的细砂与水，砂与水的重量比通常为 1:11:3,注浆浆液强度控制一般为 7 天不低于 20MPa，28 天不低于 30MPa。注浆的作业要点：浆液要搅拌均匀、随搅随用，储浆池要有适当遮盖以防止杂物混入；下倾孔内注浆时，注浆管出浆口应插入距孔底300500mm 处，浆液自下而上连续灌注，并应确保从孔内顺利排水与排气；上倾孔内注浆时，要在孔口设置密封装置，将排气管端口设于孔底，注浆管放置在离密封装置不远处；注浆设备要有足够的额定压力，注浆管要保证

9、通畅顺滑，一般在 1h 内要完成单根锚杆的连续注浆；注浆时发现孔口溢出浆液或排气管停止排气时，可停止注浆；锚杆张拉后，应对锚头与锚杆自由段间的空隙进行补浆；注浆后，不要随意扰动杆体，也不能在杆体上悬挂重物。414 张拉与锁定不同的杆体可采有不同的锚具，张拉前，可采取在被锚固结构表面设置承压板等措施，以确保施加的预应力始终作用于锚杆轴线方向，使预应力杆体不产生任何弯曲。锚杆张拉的几个操作要点：锚杆张拉前，应对张拉设备进行检查和标定；锚头台座的承压面应平整，并与锚杆轴线方向垂直；锚杆张拉应有序进行，张拉顺序应考虑邻近锚杆的相互影响；锚杆进行正式张拉之前，应取 0.10.2 倍的设计轴向拉力值 Nt

10、,对锚杆预张拉 12 次，使其各部位接触紧密、杆体完全平直；锚杆应采用符合设计和规范要求的锚具。锚杆张拉锁定过程的张拉荷载分级及位移观测时间可参照下表规定进行：5 结束语预应力锚杆技术能在地层开挖后，立即提供支护能力，阻止地层的进一步扰动，控制地层变形的发展，提高施工过程的安全性，对预防、整治滑坡、加固、抢修出现病害的岩土体结构物具有独特的功效。1)节约成本,锚杆的作用部位、方向、结构参数、密度和施作时机可以根据需要方便地设定的调整，以最小的支护抗力，获得最佳的稳定效果，经济效益显著。2)施工场地局限性小,在空间狭小或地理环境复杂的情况下可照常施工，无须使用大型机械。参考文献1 JGJ120-99,建筑基坑支护技术规程S。2 GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范 S。3 孙铁成,深基坑复合土钉支护及其应用 J,山西建筑，2011，27（2）：153-156。