广西建工集团第五建筑工程有限责任公司一分公司广西柳州545006
摘要:近年来,建筑行业飞速发展,并且引进了很多先进的科学技术,大大提高了工程施工效率和施工质量。在软土基坑中预应力锚索就是其中一项发展较快的施工技术,现今也运用得较为普遍。在施工中,合理的软土基坑也是决定施工质量的关键,但是由于软土是一种具有压缩能力和高水性的黏土,其抗剪能力差,渗透力弱,给建筑施工带来很多问题,尤其是在施工过程中导致体积增大现象,会造成一系列的危险事故,对整个施工工程都造成了极为严重的伤害。而预应力描索技术的运用,可使其伤害降到最低,并且提高整体的施工安全性,甚至延长其建筑的使用年限。同时,除了在建筑物中运用锚索技术外,对软土基坑施工处理中往往也容易出现局部和整体的破坏,很难确保施工的稳定性,而预应力锚索技术的运用对高层建筑施工中结构的稳定性也起到了一定的作用,而本文也以软土基坑为主,对预应力锚索技术的运用进行分析与研究。
关键词:软土基坑;预应力锚索;施工与运用
引言
近年来,预应力锚索支护技术在基坑工程中得到了广泛应用。预应力锚索能够充分利用岩土体自身强度和自承能力,用于基坑支护工程中,可节约工程材料。相比较内支撑支护型式,锚索支护具有土方开挖方便、工期快等优点,因而在基坑支护工程中广受欢迎。但在软土地区深大基坑工程中,由于土质软弱,锚索控制变形能力较弱等原因,目前锚索多用于深度12m以内的软土地区基坑中。
1工程概况
本工程基坑平面面积3.59万m2,围护结构周长780m。基坑南侧邻近既有2幢高层地下室,距离分别为23m、15m。基坑北侧有Φ1200mm给水钢管,不可迁改。工程范围内土层自上而下为:①1素填土、③1黏土、③2粉质黏土、④1粉质黏土夹粉土、④2粉质黏土、⑤1黏土。地下水位埋深约1m。基坑周边环境与开挖分区见图1。
图1基坑总平面示意
围护结构最大水平点位于地面下7.5m处,位移量53mm;桩顶位移22mm;坑外地表沉降71mm;锚索拉力为427kN;桩身弯矩标准值953kN•m,需在Φ800mm灌注桩中环向均匀配置25根Φ22mm钢筋。上述计算变形结果超出设计要求的监测警戒值,其原因在于:基底下围护桩插入④2层深厚流塑状粉质黏土中,该土层标贯修正值为2.85,其侧向基床系数偏低,基坑内侧土层被动抗力不足。
2软土基坑施工中预应力锚索的施工与运用
2.1钻孔
通常来说为了有效提高钻孔的质量与效率,基本是使用了潜孔冲击式钻机。当钻孔用完之后,孔深也是恰到好处。但是由于存在微小误差,因此要求在钻孔设计的时候需要设计纠正偏差。当钻孔结束之后,需要逐步拔出相应的钻杆和钻具,并进行仔细的冲洗,方便下次使用。与此同时,需要用一根聚乙烯管复核孔深,并配合高压风进行吹孔,如果孔出现了一些黄色或者是灰色的小石头,并且没有任何粉尘,那么就说明孔内已经产生了渗水现象。因此需要不断地吹,直到水分被完全吹出。如若孔深不够,虽然冲击器依旧正常运用,但是仍旧有一定的进尺,这个时候需要立即停止工作,将钻孔拔出,进行仔细清洗后再次工作,这样不断重复,直至工作彻底结束。可是有的时候由于其内部渗水量过大,存在了一定的积水,吹出的直接就是泥浆,这个时候只要冲击器继续工作,就可以继续使用。
2.2锚索制作
锚索可以在钻孔的同时进行编制,一般来说锚索的制作都是在现场施工中进行与完成的。对于锚索制作方面,预计力锚索体由锚梁、自由段、锚固段和安全段四部分组成,除此之外,在计算锚索长度的失衡时,将制作好的钢绞线放在工作台之上,并进行计算与测量其长度,为了确保后期长度设计的准确,需要做出相应的标记。同时,在内锚固定的范围之内,进行支架的对穿处理,确保距离在60-100mm为最佳,并且两对支架中间还需要加紧,在张拉上面同样做出加紧处理,帮助后续的工作顺利进行。
2.3锚索安装
锚索安装时一项细致的工作就是在每一次安装锚索孔之前,都需要对其编号进行核对,确保编号相一致之后,方可进行安装锚索孔。同时,在确认之后,可以使用高压风清孔,并且对其安装锚索质量也会大大提高。一般来说,安装下倾的锚索较为简便,基本上没有太多的技术难题,而安装水平与上倾的锚索就要注意以下几个方面:首先就是检查定位止浆环和限浆环的位置,一旦发现问题,需要工作人员按照标准进行更换处理,避免后期出现问题。其次,就是检查排气管的各个方面,主要是畅通状况和位置问题,一旦发现状况,也要及时处理。再次就是在锚索推送过程中,当到达孔口的时候,需要停止推送,安装相应的单门阀向和注浆孔。最后,就是锚索确认推送完成后,需要再一次检查排气孔,看是否依旧畅通。如果发现问题,需要将锚索拔出,检修后才可以再次进行。
2.4锚索注浆
锚索注浆采用水灰比400-450mm的水泥砂浆,经实验比选后确定施工配合比。锚孔注浆必须采用孔底返浆方法,直至孔口溢出新鲜浆液,禁止抽拔浆管或孔口注浆;当锚索张拉锁定后,应向锚头与自由段间的空隙实施填充灌浆。
2.5地梁制作
地梁采用制作模板、绑扎钢筋、混凝土整体浇筑。注意锚索与梁箍筋相互干扰,可局部调整箍筋的间距。混凝土浇筑时,注意锚孔周围钢筋较密处,充分振捣,确保施工质量。
2.6锚索张拉锁定
当注浆体强度和传力系统强度均达到设计强度的80%以上时,并验收合格后,方可进行张拉作业。锚索的张拉及锁定分级进行,严格按照操作规范执行。在设计张拉完成6-10d后再进行一次补偿张拉,然后加以锁定。补偿张拉后,从锚具量起,留出长5-10cm钢绞线,其余部分用机械割除。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头空隙,对锚头用不低于20MPa的混凝土进行封锚,防止锈蚀。
结语
综上所述,在施工中,合理的软土地基也是至关重要的,甚至说软土地基直接决定了施工的质量。但是由于软土是一种具有压缩能力和高水性的黏土,其抗剪能力差,渗透力弱,给施工中带来很多情况,容易增大内部压力,导致体积增大现象,最终造成一系列的危险事故,对整个施工工程都造成了极为严重的伤害。而预应力描索技术的运用,就是使其伤害降到最低,并且提高整体的施工安全性,甚至延长其建筑的使用年限。因此,使用科学合理的预应力锚索技术,对于整个软土基坑施工都起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]陈春鸣,赵永清,李和志,张小燕,等.软土基坑支护深度滑移线解研究[J].湖南工业大学学报,2014,28(03):12-15.
[2]吴西臣,徐杨青.深厚软土中超大深基坑支护设计与实践[J].岩土工程学报,2012,34(S1):404-408.
[3]郑刚,刘瑞光.软土地区基坑工程支护设计实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:98.
[4]胡冲,蒋军良,周林才,等.预应力锚索支护体系在软土基坑中的应用[J].建筑施工,2014(12):1312-1313.
[5]刘金波.浅谈路桥工程中的软土地基施工[J].黑龙江科技信息,2011(20):294.
[6]李正阳.软土地区深大基坑大直径锚索的应用研究[D].石家庄:石家庄经济学院,2015.
[7]陈达.在软弱土层基坑中的双排桩带锚索支护应用[J].广州建筑,2016,44(2):22-25.
[8]杨克红.U型可拆芯压力分散型预应力锚索施工技术在基坑工程中的应用研究[D].泉州:华侨大学,2016.