预应力锚索在深基坑支护工程中的应用实用文档.doc
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1、预应力锚索在深基坑支护工程中的应用实用文档(实用文档,可以直接使用,可编辑 优秀版资料,欢迎下载)预应力锚索在深基坑支护工程中的应用摘 要随着经济水平和城市建设的迅速发展,高层建筑的多层地下室等构筑物日益增多,深基坑工程越来越多,对锚拉桩支护结构形式的深基坑支护,用锚索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抗力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. 由于受地质条件的复杂性、围护结构的强度、整体稳定性和变形的影响较大,施工工艺和技术上对锚固的质量要求高,因
2、此制订合理的施工工艺和施工技术控制手段,有助于提高锚索锚固效果和施工安全.论文结合本人在中航城市广场深基坑工程锚索支撑体系施工实例,着重阐述了预应力锚索在深基坑支护工程应用中的施工工艺及施工技术要点。关键词:深基坑; 预应力锚索; 基坑支护; 施工工艺; 技术要求ABSTRACTProgressively the economic level growing and the rapid development of the urban construction, the construction of such multilayer basement increasing, more and
3、more deep foundation pit engineering, pulling to anchor pile supporting structure forms of deep foundation pit, and using the anchor pile and soil to balance the soilmass thrust which changes the mechanization of balancing soilmass thrust by retaining piles embedded solid foundations for a single fo
4、rce。 As a result, it makes the inner support of moment decreasing, pile diameter reducing, reinforcement ratio being cut down, and the buried depth of pile becoming shallow. So that we achieve the goal which the structure is reasonable, saving investment and material, and shorten the construction pe
5、riod.Due to the complexity of geological conditions, the strength of enclosure structure, structure stability and the large influence of deformation, high quality requirements for construction process and technology of anchoring, establishing the reasonable construction technology and construction t
6、echnology control method, it helps to improve the effect of anchor cable and construction safety.The thesis combines my own case as a director of Zhong Hang City Square to construct the deep foundation pit engineering anchor supporting system, this thesis elaborates the construction technology and c
7、onstruction techniques of Prestressed anchor cable being applied to theexcavate support engineering.Key words: deep foundation pit; Prestressed anchor cable;foundation pit support; construction technique;technical requirement第一章 绪论预应力锚索在深基坑支护工程中的应用,对深基坑采用灌注桩与预应力锚索联合作用的锚拉桩支护结构施工,首先要了解工程的基本情况,调查和了解工程周
8、边地质及水文条件,收集周边及项目场地内的市政管网资料,并委托地质勘察单位对该项目地块范围进行详细勘探,提供详勘报告给设计院作为设计依据;同时要熟悉设计意图和设计要求,充分熟悉基坑支护施工规范及标准,明确施工要点。1、1了解工程的基本情况深基坑开挖采取多种多样的支护形式,而采用预应力锚索的支护形式至今日益引起人们的关注,该技术可有效地限制基坑土壁侧位移,保证基坑开挖和紧临基坑建筑物的安全.但由于锚索抗拔力受地层条件、材料强度、张拉机具等影响较大,容易出现锚固力不足的现象,导致基坑边坡变形。变形过大会造成周边建筑物结构破坏,影响其正常使用;变形严重时甚至会造成塌方。因此,施工中确保锚索锚固力达到设
9、计值无疑对基坑的安全性影响重大.深基坑工程项目必须要求了解工程的概况,如基坑所处的地段,周边的环境及地质情况,四周市政道路、管、沟、电力电缆和通讯光缆以及临近建筑物等情况. 基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、施工季节、支护结构使用期限及其他要求。1、2掌握工程地质情况及水文地质条件掌握工程地质情况及水文地质条件,对工程所处地理位置的地质结构,可根据场地勘察报告查阅,施工区域内建筑基坑的工程地质勘察报告中,土的常规物理试验指标中,土的固结块剪内摩擦角、内聚力c、渗透系数K等重要数据对锚索计算产生决定性影响,必须引起高度关注。1、3充分了解并熟悉设计要求一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、
10、安全可靠、施工技术可行。对设计要求具有丰富边坡支护设计经验,熟悉当地的水文地质状况和特点,在结合建筑及周围环境特点的基础上,设计给出经济合理的深基坑支护方案。其次,监理和工程人员在施工前应对方案进行认真审核,理解设计意图,及时与设计人员沟通以掌握方案,发现疑问点及时与设计沟通,必要时请专家论证;在施工组织时,使各个组成部分、各道工序紧凑有序。第二章锚索作用原理及结构形式锚索是通过外端固定于坡面,另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线,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,以提高边坡岩体的整体性,从而从根本上改善岩体的力学性能,有效地控制岩体的
11、位移,促使其稳定,达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。2、1 作用原理预应力锚索支护和加固基坑时,一端锚固于稳定的土层内,另一端通过锚头部分固定于基坑坑壁。锚索用于支撑体系一方面由于预应力作用,使混凝土桩与锚固段间的土体结构呈密实压缩状态,保持挡护土体的整体性,另一方面由于锚索施加的预应力作用改变了破裂面土体的应力状态,对基坑坑壁产生一个主动压力,从而保证开挖基坑边坡土体的自稳能力,提高基坑的整体稳定性.排桩支护示意图如下:排桩支护示意图锚固段内锚索荷载依靠锚固段预应力钢绞线与浆体相接触界面上的粘结应力,由锚固段渐进式的往下传递,荷载作用时在锚固段上部浆体中拉应力集中,并沿深度方向衰减。在预
12、应力锚索中设置一定长度的自由段,土体(岩体)对锚固段的锚固力通过自由段传递到腰梁及支护桩上并实现受力平衡。深基坑预应力锚索锚定一般有两种类型,一种是通过桩内锚定,这种施工方法(1)可以充分发挥锚杆与桩直接连接,锚固力较好,可有效降低基坑的水平位移值;(2)不用钢梁连贯,可节省工程造价;(3)但要提前作好预埋,锚杆钻孔施工过程中有难度,不方便施工。另一种是采用桩间锚定,再通过钢腰梁连成整体,相比费用较多,基坑位移变形量较大,但施工方便.两种方案经对不同的设计方案比选,中航城市广场工程是采用桩间锚定类型。2、2锚索的结构形式锚索结构由内锚固段、自由段和紧固头组成。外锚固段由腰梁、钢垫板和锚具组成。
13、在理论计算和经验类比的基础上,确定锚固段长度及自由段长度.第三章 预应力锚索施工工艺及技术要点3、1预应力锚索施工前的准备工作对深基坑采用灌注桩与预应力锚索联合作用的锚拉桩支护结构施工,首先要了解工程的基本情况,如基坑所处的地段,周边的环境,四周市政道路、管、沟、电力电缆和通讯光缆及临近周边建筑物等情况。 基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、施工季节、支护结构使用期限及其他要求.调查和了解工程周边地质及水文条件;同时要熟悉设计意图和设计要求,充分熟悉基坑支护施工规范及标准明确施工要点。3、2预应力锚索的施工锚索施工是采用钻孔设备造孔穿越需要加固的位置,安置钢绞线,并对锚固端注浆,通过张拉钢绞线
14、锚固不利结构面,有效的增加了边坡体的整体性和稳定性。3、3支护桩为增加护壁抗剪切强度,减少坑壁变形,为抵抗因坑外运输道路荷载及堆载区荷载等对基坑稳定的影响,在边坡土体设置支护桩,并在支护桩顶部设置冠梁,以确保基坑的支护桩的整体性和安全性。3、4预应力锚索施工工艺流程预应力锚索施工工艺流程为:孔位放线土方开挖至一定标高钻机就位调整角度钻孔清孔安装锚索组一次注浆二次补浆制作联系梁(或腰梁) 锚索张拉锁定封锚(割除锚头多余钢铰线,对锚头进行保护)3、5主要设备和材料及要求(1) 主要设备:锚杆钻机、空压机、高压泵、低压泵、泥浆搅拌机、切割机、电焊机、高压油泵、张拉机等。钻孔设备对钻孔机具的选择,根据
15、锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备.通常采用锚杆钻机长螺旋钻或环状钻头的钻具钻机,在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术,在岩层中采用潜孔冲击成孔.(2) 主要材料:钻头、钻具、电气焊、钢绞线、锚板与夹片、OVM锚具、架线环等特殊配套工具。(3) 材料要求:本工程锚索预应力较大,属常拉状态,其关系到人的生命安全及基坑、周边等的安全,锚索材料的质量必须符合技术要求。钢绞线质量必须符合国标要求,进货渠道须可靠,需要供货单位资质证明书、生产许可证、单位信誉证明、出厂合格证书及质量检验报告,锚索材料到货后,首先由施工单位通知监理及甲方共同对
16、材料进行进场验收,目测验收合格后方同意进场,另施工单位专职抽样人员进行抽样,监理见证抽样并见证送检,送检结果合格后方可使用。此外验收时还应验证钢绞线外观、包装、出厂日期、直径、重量、长度等。锚具供货与钢绞线一样,另锚具必须与所选钢绞线匹配。钢绞线应妥善保管,防止乱盘、生锈,防粘油污、泥土杂物等,以防对钢绞线产生不良的质量影响.3、6主要工序施工方法及技术要点(1)锚孔测放基坑支护和边坡施工边挖边加固,即开挖一级,防护一级,不得一次开挖到底,实行分层开挖,先撑后挖的原则。根据各工点工程立面图,按设计要求,将锚孔位置准确测放在坡面上,孔位误差不得超过50mm。如遇有特殊困难场地时,需经甲方和监理单
17、位认可,并需要征得设计单位的书面同意,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚孔定位。(2)钻机就位根据锚孔的位置,锚孔钻进施工。对应急加固中应搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,准确安装固定钻机,并严格认真进行机位调整,确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过50mm,高程误差不得超过100mm,钻孔倾角和方向符合设计要求,倾角允许误差位1。0,方位允许误差2.0(3)钻进过程钻进前钻机安装应做到“正、平、稳、固”,按设计要求调整好角度,钻进过程中应循环清孔,当土层易坍塌时,应加快成孔速度,根据地质条件必要时下入套管护壁。钻进过程中对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速)、地
18、下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时,须立即停钻,及时进行固壁灌浆处理(灌浆压力0.10。2MPa),待水泥砂浆初凝后,重新扫孔钻进。为保证钻孔的倾斜角度符合设计要求,钻机就位后,要校正孔位的垂直、水平角度偏差。孔壁要平直,以便安放杆体和注浆。要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度),防止高低参差不齐和相互交错。 钻进后要反复提插孔内钻杆,并用水冲洗直至出清水,再接下一节钻杆.为了使锚固端发挥最大的锚固作用,孔壁不得坍陷和松动,否则会影响拉杆的安放和锚索的承载力。钻孔过程中既要注意地下隐蔽物安全,又要防止钻进过程中钻到如地下电缆等物的不安全因素;当发现锚孔地层情况
19、与设计有较大出入或钻孔中遇到硬物、异常物等,应立即停止施工向上汇报,经分析查明后,采取切实可行的方案方可继续.(4)锚孔清理钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻12分钟,防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞,必须清理干净,在钻孔完成后,使用高压空气(风压0.20。4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。如果孔底的泥砂不能用水清洗干净,水泥浆注进后,与泥砂混合,降低了自身的强度,减小了端部的锚固力。所以,孔底用清水清洗干净后, 同时为防止塌孔,清孔结束后应及时进行注浆施工。除相对坚硬完整之岩体锚固外,不得采用高压水冲洗。若遇锚
20、孔中有承压水流出,待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆,必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体,一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。(5)锚孔检验锚孔钻造结束后,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔,要求验孔过程中钻头平顺推进,不产生冲击或抖动,钻具验送长度满足设计锚孔深度,退钻要求顺畅,用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位,全部锚孔施工分项工作合格后,即可认为锚孔钻造检验合格。验收时要求符合设计及规范要求。(6)锚索制作及安装首先进行锚索的下料,锚索
21、小料长度L按下式计算:L = l + a + b + 0. 3式中:L -锚索下料长度,m;l -锚索设计长度,m;a 外锚头厚度,m;b 锚具总长(包括钢垫板、螺母、千斤顶) ,m。下料时,钢绞线的切割宜用砂轮切割机,勿用电焊或气割,以免钢丝受热损伤而降低其抗拉强度。单根锚索钢绞线不宜用接头,如确实需要接头则必须用挤压式或套管式接头并且应错开2。 0m以上;多根钢铰线间用隔离架按1。 52. 0m分开,并用铅丝绑牢;钢绞线表面不应有污物、铁锈或其它有害物质;钢绞线端部宜套入正锥形导向套内.注浆管、自由端等一并在地上绑扎好,自由端用塑料管包裹,与锚固段接触处的塑料管应密封好以防注浆时浆液渗入自
22、由段,注浆管亦应外露长度0。 50. 8m。锚杆在运输过程中应防止明显的弯曲、扭、转,并不得破坏隔离架、套管、注浆管等物.锚索的安装在清孔后立即进行,防止留置时间过长出现孔壁塌陷,安装锚索体前再次认真核对锚孔编号,确认无误后,人工缓缓将锚索体放入孔内,用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度,计算孔内锚索长度(误差控制在50mm范围内),确保锚固长度符合设计及规范要求,注浆管与锚索同时放入孔内,注浆管头部距孔底100mm , 锚杆体放入孔内深度不应小于设计长度的95 % ,如有排气管则锚索放入孔中后应检查该管是否通畅。锚索应达到孔底预定位置,确保锚固长度符合设计及规范要求,否则重新清孔和安装。锚索安装后
23、不得作为它物地锚,不得随意敲击和悬挂重物等,以免影响其锚固强度。(7)锚固注浆杆体注浆水泥采用42。 5 普通硅酸盐水泥,经试验比选后确定施工配合比,水灰比0。 450。 50 , 可适当加入早强剂。水泥应有出厂材质证明书,不可受潮、结块、过期,必须符合水泥相关的技术规范及标准要求,水泥浆应严格按规定计量拌和均匀,随用随搅,防止石块、杂物混入浆液中,水泥浆搅拌时间应3min ,确保搅拌均匀,浆液搅拌后须过8mm8mm筛网方可入孔内.自由段用套管隔离后,锚固段和自由段内同步灌浆。一次注浆采用0。 50。 6MPa 端部常压注浆,边注浆边缓慢匀速向外抽出注浆管,抽管不可过快,应确保注浆管端口始终埋
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