淺談土層錨桿在基坑圍護中的應(yīng)用-畢業(yè)論文

1、淺談土層錨桿在基坑圍護中的應(yīng)用摘要：基坑支護工程是隨著我國建設(shè)事業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種較新類型的巖土工程, 發(fā)展至今，量多面廣的基坑工程已經(jīng)成為城市巖土工程的主要內(nèi)容之一。典型基坑工程 可以是由地面向下開挖的一個地下空間，基坑周圍一般為垂直的擋土結(jié)構(gòu)。既涉及土力 學(xué)中典型強度與穩(wěn)定問題，又包含了變形問題，同時還涉及到土與支護結(jié)構(gòu)的共同作用。關(guān)鍵詞：土層錨桿 性能 應(yīng)用一、土層錨桿應(yīng)用原理基坑工程一般位于城市屮，地質(zhì)條件和周邊環(huán)境條件復(fù)雜，有各種建筑物、構(gòu)筑物、 管線等，一旦失事就會造成生命和財產(chǎn)的重大損失。因此，在基坑支護工程的設(shè)計和施 工過程中，一定要做到以下幾點：1、對地質(zhì)條件和周邊環(huán)境進行

2、充分考察，根據(jù)周邊環(huán)境的要求制定出經(jīng)濟合理的支 護方案，并據(jù)此提出支護結(jié)構(gòu)的水平位移和鄰近地層的垂直沉降標(biāo)準；2、基坑設(shè)計階段，要根據(jù)基坑所在場地的工程地質(zhì)報告、土工試驗結(jié)果、原位標(biāo)貫 試驗結(jié)果、土層含水量、區(qū)域地層參數(shù)的取值經(jīng)驗等綜合選取；3、在分析支護結(jié)構(gòu)受力和變形時，應(yīng)充分考慮施工的每一階段支護結(jié)構(gòu)體系和外面 荷載的變化，同時要考慮施工工藝的變化，挖土次序和位置的變化，支撐和留土?xí)r間的 變化等；4、基坑設(shè)計人員應(yīng)充分認識到在基坑施工過程屮還會遇到很多設(shè)計階段難以預(yù)測到 的問題，因此，設(shè)計人員應(yīng)密切和施工人員聯(lián)系，全面把握施工進展?fàn)顩r，及吋處理施 工中遇到的意外情況；5、基坑施工過程中應(yīng)該

3、制定完備的監(jiān)測方案，監(jiān)測結(jié)果應(yīng)及時總結(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)問題 應(yīng)及時與設(shè)計施工等方面及時反映，以便分析異常原因，及時提出解決方法；6、基坑工程的施工必須完全按照設(shè)計文件的要求去做，需要變更施工工藝和施工順 序應(yīng)提前向設(shè)計人員提出，設(shè)計人員重新計算分析許可后方可進行變更。由于各工程場地的地質(zhì)、環(huán)境條件千差萬別，在每個深基坑工程設(shè)計施工的具體技 術(shù)方案的制定中，必須因地制宜，切不可生搬硬套。二、土層錨桿的施工（一）施工準備1材料（1）預(yù)應(yīng)力桿體材料宜選用鋼絞線、高強度鋼絲或高強螺紋鋼筋。當(dāng)預(yù)應(yīng)力值較小 或錨桿長度小于20m吋，預(yù)應(yīng)力筋也可采用tt級或ttt級鋼筋。（2）水泥漿體材料：水泥應(yīng)普通硅酸鹽水泥，

4、必要時可采用抗硫酸鹽水泥，不得使 用高鋁水泥。細骨料應(yīng)選用粒徑小于2伽的中細砂。采用符合要求的水質(zhì)，不得使用污 7k,不得使用pii值小于4的酸性水。（3）塑料套管材料：應(yīng)具有足夠的強度，保證其在加工和安裝過程中不致?lián)p壞，具 有抗水性和化學(xué)穩(wěn)定性，與水泥砂漿和防腐劑接觸無不良反應(yīng)。（4）隔離架應(yīng)由鋼、塑料或其它桿體無害的材料制作，不得使用木質(zhì)隔離架。（5）防腐材料：在錨桿服務(wù)年限內(nèi)，應(yīng)保持其耐久性，在規(guī)定的工作溫度內(nèi)或張拉 過程屮不開裂、變脆或成為流體，不得于相鄰材料發(fā)生不良反應(yīng)，應(yīng)保持其化學(xué)穩(wěn)定性 和防水性，不得對錨桿自由段的變形產(chǎn)生任何限制。2 作業(yè)條件（1）在錨桿施工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、

5、土層條件和環(huán)境條件，合理選擇施工設(shè)備、 器具和工藝方法。（2）根據(jù)設(shè)計要求和機器設(shè)備的規(guī)格、型號，平整出保證安全和足夠施工的場地。（3）施工前，要認真檢查原材料型號、品種、規(guī)格及錨桿各部件的質(zhì)量，并檢查原 材料和主要技術(shù)性能是否符合設(shè)計要求。（4）工程錨桿施工前，宜取兩根錨桿進行鉆孔、注漿、張拉與鎖定的試驗性作業(yè)， 考核施工工藝和施工設(shè)備的適應(yīng)性。（-）操作工藝1. 鉆孔（1）鉆孔前，根據(jù)設(shè)計要求和土層條件，定出孔位，做出標(biāo)記。（2）作業(yè)面場地要平坦、堅實、有排水溝，場地寬度大于4m。（3）鉆機就位后，應(yīng)保持平穩(wěn)，導(dǎo)桿或立軸與鉆桿傾角一致，并在同一軸線上。（4）鉆進用的鉆具，可采用地質(zhì)部門使用

6、的普通巖芯鉆探的鉆頭和管材系列。鉆孔 設(shè)備可根據(jù)土層條件選擇專門錨桿鉆機或地質(zhì)鉆機。（5）根據(jù)土層條件可選擇巖芯鉆進，也可選擇無巖芯鉆進；為了配合跟管鉆進，應(yīng) 配備足夠數(shù)量的長度為0. 5-1. 0m的短套管。（6）在鉆進過程中，應(yīng)精心操作，精神集中，合理掌握鉆進參數(shù)，合理掌握鉆進速 度，防止埋鉆、卡鉆等各種孔內(nèi)事故。一旦發(fā)生孔內(nèi)事故，應(yīng)爭取一切時間盡快處理， 并備齊必要的事故打撈工具。（7）鉆孔完畢后，用清水把孔底沉渣沖洗干凈，直至孔口清水返出。2. 錨桿桿體的組裝與安放（1）按設(shè)計要求制作錨桿，為使錨桿處于鉆孔中心，應(yīng)在錨桿桿件上安設(shè)定中架或 隔離架（粗鋼筋桿體沿軸線方向每隔l0-2.0n

7、i設(shè)置一個定屮架，鋼絞線或鋼絲束每隔 1.0-1. 5m設(shè)置一個隔離架）。（2）錨桿鋼筋或鋼絲平肓、順宜、除油除繡。桿體自由段應(yīng)用塑料布或塑料管包扎， 與錨固體連接處用鉛絲綁扎。（3）安放錨桿桿體時，應(yīng)防止桿體扭曲、壓彎，注漿管宜隨錨桿一同放入孔內(nèi)，管 端距孔底為50-loomm,桿體放入角度與鉆孔傾角保持一致，安好后使桿體始終處于鉆孔 中心。（4）若發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌，應(yīng)重新透孔、清孔，直至能順利送入錨桿為止。3. 注漿（1）注漿材料應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求確定，一般宜選用水泥:砂二1:1-1 ： 2,水灰比0. 38-0. 45 的水泥砂漿或水灰比0. 40-0. 45的純水泥漿，必要時可加入一定量的外加

8、劑或摻合料。（2）漿液應(yīng)攪拌均勻，過篩，隨攪隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完，注漿管路應(yīng)經(jīng)常保 持暢通。（3）常壓注漿釆用砂漿泵將漿液經(jīng)壓漿管輸送至孔底，再由孔底返出孔口，待孔口 溢出漿液或排氣管停止排氣時，可停止注漿。（4）漿液硬化后不能充滿錨固體時，應(yīng)進行補漿，注漿量不得小于計算量，其充盈 系數(shù)為1. 1-1. 3o（5）注漿時，宜邊灌注邊拔出注漿管。但應(yīng)注意管口應(yīng)始終處于漿面以下，注漿時 應(yīng)隨時活動注漿管，待漿液溢岀孔口時全部拔岀。（6）拔出套管，拔管時應(yīng)注意鋼筋有無被帶岀的情況，否則應(yīng)再壓進去直至不帶出 為止，再繼續(xù)拔管。（7）注漿完畢應(yīng)將外露的鋼筋清洗干凈，并保護好。4. 張拉與鎖定（1）按

9、設(shè)計和工藝要求安裝好腰梁，并保證各段平直，腰梁與擋墻之間的空隙要緊 貼密實，并安裝好支承平臺。（2）錨桿張拉前至少先施加一級荷載（即1/10的錨拉力），使各部緊固伏貼和桿體 完全平直，保證張拉數(shù)據(jù)準確。（3）錨固體與臺座栓強度均人于15mpa吋（或注漿后至少有7天的養(yǎng)護吋間），方 可進行張拉。（4）錨桿張拉至1.1-1. 2設(shè)計軸向拉力值時nt,土質(zhì)為砂土?xí)r保持lomin, 為黏性土?xí)r保持15min,然后卸荷至鎖定荷載進行鎖定作業(yè)。錨桿張拉荷載分級觀測 時間遵守下表的規(guī)定。（5）錨桿鎖定工作，應(yīng)采用符合技術(shù)要求的錨具（略）。張拉荷載分級觀測時間（min）砂質(zhì)土黏性土0. int550. 25n

10、t550. 50nt550. 75nt55l.ont5101. 1-1. 2nt1015鎖定荷載1010（6）錨桿鎖定后，若發(fā)現(xiàn)有明顯預(yù)應(yīng)力損失吋，應(yīng)進行補償張拉。4. 土層錨桿防腐（1）錨桿錨固段的防腐處理1）一般腐蝕環(huán)境中的永久錨桿，其錨固段內(nèi)桿體可采用水泥漿或砂漿封閉防腐， 但桿體周圉必須有2. ocm厚的保護層。2）嚴重腐蝕環(huán)境中的永久錨桿，其錨固段內(nèi)桿體宜用紋管外套，管內(nèi)孔隙用環(huán)氧 樹脂水泥漿或水泥砂漿充填，套管周圍保護層厚度不得小于1.ocm。3）臨時性錨桿錨固段桿體應(yīng)采用水泥漿封閉防腐，桿體周圍保護層厚度不得小于 l.ocmo（2）錨桿自由段的防腐處理1）永久性錨桿自由段內(nèi)桿體表

11、面宜涂潤滑油或防腐漆，然后包裹塑料布，在塑料 布面再涂潤滑油或防腐漆，最后裝入塑料套管中，形成雙層防腐。2）臨時性錨桿的自由段桿體可采用涂潤滑油或防腐漆，再包裹塑料布等簡易防腐 措施。（3）外露錨桿部分的防腐處理1) 永久性錨桿采用外露頭時，必須涂以瀝青等防腐材料，再采用混凝土密封，外 露鋼板和錨具的保護層厚度不得小于2. 5cmo2) 永久性錨桿采用盒具密封時，必須用潤滑油填充盒具的空隙。3) 臨時性錨桿的錨頭宜采用瀝青防腐。(三) 質(zhì)量標(biāo)準。1. 保證項目(1) 錨桿工程所用原材料、鋼材、水泥漿、水泥砂漿標(biāo)號必須符合設(shè)計要求。(2) 錨固體的直徑、標(biāo)高、深度和傾角必須符合設(shè)計要求。(3)

12、錨桿的組裝和安放必須符合土層錨桿設(shè)計與施工規(guī)范(cecs22： 90)的 要求。(4) 錨桿的張拉、鎖定和防銹處理必須符合設(shè)計和施工規(guī)范的要求。(5) 土層錨桿的試驗和監(jiān)測必須符合設(shè)計和施工規(guī)范的規(guī)定。2. 基本項目(1) 水泥、砂漿及接駁器必須經(jīng)過試驗，并符合設(shè)計和施工規(guī)范的要求，有合格的 試驗資料。(2) 在進行張拉和鎖定吋，臺座的承壓面應(yīng)平整，并與錨桿的軸線方向垂直。(3) 進行基木試驗時，所施加最大試驗荷載(qmax)不應(yīng)超過鋼絲、鋼絞線、鋼筋 強度標(biāo)準值的0.8倍。(4) 基本試驗所得的總彈性位移應(yīng)超過自由段理論彈性仲長的80%,且小于自由段 長度與1/2錨固段長度z和的理論彈性伸長

13、。3. 允許偏差(1) 錨桿水平方向孔距誤差不應(yīng)大于50mm,垂宜方向孔距誤差不應(yīng)大于100mm。(2) 鉆孔底部的偏斜尺寸不應(yīng)大于錨桿長度的3%。(3) 錨桿孔深不應(yīng)小于設(shè)計長度，也不宜大于設(shè)計長度的1%。(4) 錨桿錨頭部分的防腐處理應(yīng)符合設(shè)計要求。(四) 施工注意事項1. 避免工程質(zhì)量通病(1) 根據(jù)設(shè)計要求和土層條件，認真編制施工組織設(shè)計，選擇合理的鉆進方法， 認真操作，防止發(fā)生鉆孔坍塌、掉塊、涌砂和縮徑，保證錨桿順利安插和順利灌注。(2) 按設(shè)計要求正確組裝錨桿，正確綁扎，認真安插，確保錨桿安裝質(zhì)量。(3) 按設(shè)計要求嚴格控制水泥漿水泥砂漿配合比，掌握攪拌質(zhì)量，并使注漿設(shè)備 和管路處

14、于良好工作狀態(tài)。(4) 根據(jù)所用錨桿類型正確選用錨具，并正確安裝臺座和張拉設(shè)備，保證試驗數(shù) 據(jù)準確可靠。2. 主要安全技術(shù)措施(1) 施工前應(yīng)認真進行技術(shù)交底，施工中應(yīng)明確分工，統(tǒng)一指揮。(2) 各種設(shè)備應(yīng)處于完好狀態(tài)。(3) 張拉設(shè)備應(yīng)牢靠，試驗時應(yīng)采取防范措施，防止夾具飛出傷人。(4) 注漿管路應(yīng)暢通，防止塞泵、塞管。(5) 機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)部位應(yīng)有安全防護裝置。(6) 電器設(shè)備應(yīng)設(shè)接地、接零，并由持證人員安裝操作，電纜、電線必須架空。(7) 施工人員進入現(xiàn)場應(yīng)戴安全帽，操作人員應(yīng)精神集中，遵守有關(guān)安全規(guī)程。(8) 錨桿鉆機應(yīng)安設(shè)安全可靠的反力裝置。(9) 在有地下承壓水地層鉆進，孔口必須設(shè)

15、置可靠的防噴裝置，一旦發(fā)生漏水涌砂 時能及時封住孔口。(10) 錨桿各條鋼筋的連接要牢靠，嚴防在張拉吋發(fā)生脫扌ii現(xiàn)象。3. 產(chǎn)品保護(1) 施工時，應(yīng)注意保護定位標(biāo)準樁，軸線引樁，水準樁，防止碰撞位移。(2) 夜間施工時，應(yīng)合理安排施工順序，有足夠的照明設(shè)施，防止配合比不準確。(3) 錨桿的非錨固段及錨頭部分要及時作防腐處理，永久性錨桿必須進行雙層防腐, 臨吋性錨桿可采用簡單防腐。三、土層錨桿在工程中的具體應(yīng)用富陽市秦望閘改建工程位于富陽市城區(qū)的五號渠出口處，距杭州市37kmo該工程是 富陽市城市防洪工程的重要組成部分。秦望閘工程屬三等工程，主耍工程為三級。水閘 設(shè)計屮華東院考慮到左岸水閘翼

16、墻伸入馬路約2. 5m左右,距翼墻20米為五層居民住宅， 并口基坑開挖高度約12米，設(shè)置了基坑圍護，利用鉆孔灌注樁筑成垂直鋼性墻體，按灌 注橋在開挖過程中的受力特點，按2. 5米的垂直高度，沿基坑設(shè)置了土層錨桿與鋼筋混 凝土聯(lián)系梁用于抵抗土層壓力。通過施工過程中的監(jiān)測，變形在允許范圍內(nèi)，左岸馬路 未出現(xiàn)大的開裂與沉陷的情況，完全達到了設(shè)計的效果。四、土層錨桿效果評價(1) 質(zhì)量比較若采用鋼筋混凝土梁內(nèi)支撐，水閘施工吋就會受到影響，而采用土層錨桿與圍護樁 進行基坑圍護水閘施工完全不受影響，并且無需拆除，減少了支護工程對主體工程的施 工，同時也降低了灌注樁的長度，提高圍護質(zhì)量，受到不良受力影響調(diào)整

17、性能較鋼筋混 凝土內(nèi)支撐強。這通過相同地區(qū)由錨桿、混凝土灌注樁、桿間聯(lián)系組成的秦望浦閘圉護 與由灌注樁、水泥攪拌樁及圍護梁組成的富陽市皇天畋排澇閘站除險加固工程左右岸基 坑圍護相比很明顯的可以看出前者優(yōu)于后者。(2) 性能比較土層錨桿的數(shù)量較多，分布均勻，受力均勻，不易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，是鋼筋混凝 土梁無可比擬的，對于基坑的穩(wěn)定性來說它具用優(yōu)越性。(3) 經(jīng)濟效益比較與普通混凝土梁相比，僅從材料費用考慮，土層錨桿費用較高，但考慮到基坑圍護 的效果與對工程施工影響，綜合比較，土層錨桿更為安全，在某種程度上也較經(jīng)濟。七、結(jié)語1、土層錨桿的優(yōu)越性能及在基坑圍護中成功的應(yīng)用表明：土層錨桿不但可以解決鋼 筋混凝土梁長度大而出現(xiàn)的自身垂量犬等問題，而且可以大幅度提高安全性。因此，土層 錨桿在基坑圍護中具有廣闊應(yīng)用前景