焦來(lái)峰 李業(yè)飛
摘要:高層建筑土層錨桿施工技術(shù)的關(guān)鍵就是錨桿施工質(zhì)量的高低,實(shí)施錨桿工程前,應(yīng)將安全技術(shù)對(duì)施工人員進(jìn)行交底,一旦在施工時(shí)碰到與地質(zhì)資料不符的情況,要馬上反映上去。所以具體情況具體分析,要特別關(guān)注施工中的細(xì)節(jié),在施工過(guò)程中技術(shù)要隨時(shí)改進(jìn),使支護(hù)工程的質(zhì)量及安全得以保證。本文對(duì)高層建筑土層錨桿施工技術(shù)進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:高層建筑;土層錨桿;施工技術(shù)
土層錨桿的運(yùn)用最重要的是要決定好它的適用范圍,不僅能滿足使用功能要求,也能給建設(shè)單位節(jié)約大筆工程造價(jià)。在工程中也發(fā)生過(guò)許多事故:比如錨桿在施加預(yù)應(yīng)力時(shí)即被拉出,施工 過(guò)程發(fā)生坍塌錨桿外露,后期使用時(shí)發(fā)現(xiàn)錨桿產(chǎn)生過(guò)大變形等,所以在今后的工程中,我們還需總結(jié)更多的技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn), 將風(fēng)險(xiǎn)減到最小,防止造成重大的安全事故,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
一、土層錨桿的基本構(gòu)造
錨頭、錨頭墊座、支護(hù)結(jié)構(gòu)、鉆孔、防護(hù)套管、拉索、錨固體、錨底板等是錨固支護(hù)結(jié)構(gòu)的土層錨桿組成。土層錨桿的長(zhǎng)度受錨固長(zhǎng)度、非錨固長(zhǎng)度、錨固段長(zhǎng)度影響。根據(jù)土層錨桿的不同構(gòu)造可以分為如下幾類: 第一類: 灌漿錨桿; 第二類:高壓灌漿錨桿; 第三類:預(yù)應(yīng)力錨桿;第四類:拉孔錨桿; 第五類: 重復(fù)灌漿錨桿; 第六類:可回收錨筋錨桿。
二、錨桿的設(shè)計(jì)
在進(jìn)行錨桿設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要從以下六個(gè)方面考慮:
1.分析主要因素。從錨桿的使用、錨固體的長(zhǎng)度、錨固體的橫截面、水泥砂漿的強(qiáng)度、鋼筋的級(jí)別等角度出發(fā),綜合、全面的考慮。
2.錨桿的布置。因?yàn)殄^桿層數(shù)、錨桿間距和錨桿傾角等可能會(huì)影響錨桿的設(shè)計(jì),因此需要重點(diǎn)考慮。
3.保證錨桿圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。在施工的時(shí)候,嚴(yán)格按照相關(guān)的土層錨桿設(shè)計(jì)圖紙與施工規(guī)范,保證安全施工。
4.確定錨桿長(zhǎng)度。需要指出的是錨桿的長(zhǎng)度應(yīng)包括錨固長(zhǎng)度、非錨固長(zhǎng)度、錨固段長(zhǎng)度三者。
5.計(jì)算錨桿桿件。錨桿桿件的計(jì)算包括兩個(gè)方面: 鋼絞線的計(jì)算和粗鋼筋的計(jì)算。
6.利用錨桿圍護(hù)檢驗(yàn)錨桿設(shè)計(jì)的安全性。這一步驟主要包括錨桿圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性檢驗(yàn)和深部破裂面穩(wěn)定性檢驗(yàn)。值得一提的是,這一過(guò)程是工程設(shè)計(jì)施工中最重要的步驟,只有通過(guò)了安全性檢測(cè)的錨桿設(shè)計(jì)才能應(yīng)用進(jìn)具體的工程施工。
三、高層建筑土層錨桿的施工技術(shù)
1.鉆孔
鉆孔階段需要注意四個(gè)問(wèn)題: 第一,選擇鉆孔機(jī)械; 第二,選擇鉆孔方法; 第三,擴(kuò)孔; 第四,保證土層錨桿鉆孔特點(diǎn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
在選擇鉆孔機(jī)械的時(shí)候,一定要根據(jù)實(shí)際情況,從土質(zhì)、鉆孔深度和地下水等角度全面的分析問(wèn)題,選擇最適宜的鉆孔機(jī)械。沖擊式鉆孔機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī)、旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆孔機(jī)是最常見的三種鉆孔機(jī)械,工作原理不同; 由于鉆孔工藝會(huì)對(duì)土層錨桿的承載能力、施工效率和整個(gè)支護(hù)工程的成本等產(chǎn)生影響,因此在選擇鉆孔方法的時(shí)候也需要特別的注意; 機(jī)械、爆炸、水力、壓漿是常見的四種擴(kuò)孔方法,在擴(kuò)孔的時(shí)候一定要對(duì)土質(zhì)以及土層的密度進(jìn)行考慮,防止盲目施工造成錨桿孔壁開裂、掉塊,甚至坍塌; 想要實(shí)現(xiàn)土層錨桿鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求需要保證孔壁平直,還要保證孔壁不坍陷、不松動(dòng),以保證鋼拉桿安放和土層錨桿的承載能力。除此之外,還需要注意,在鉆孔的過(guò)程中不得使用膨潤(rùn)土循環(huán)泥漿護(hù)壁。
2.安放拉桿
鋼管、粗鋼筋、鋼絲束和鋼絞線是架設(shè)土層錨桿拉桿時(shí)最常采用的材料。拉桿材料的選擇需要結(jié)合土質(zhì)、土層錨桿的承載力等因素,全面的考慮。當(dāng)所需要的承載力較小時(shí),最常采用的材料是粗鋼筋; 當(dāng)所需要的承載力較大時(shí),最常采用的材料是鋼絞線。
2.1鋼筋拉桿。鋼筋拉桿是由一根或數(shù)根粗鋼筋組合而成的。土層錨桿的長(zhǎng)度通常都超過(guò)10m,有些可以達(dá)到30m,甚至超越30m。需要注意的是拉桿應(yīng)安置在鉆孔的中心,除了要避免自由段產(chǎn)生大撓度,還要防止鉆孔插人時(shí)攪動(dòng)土壁。在安置的時(shí)候還可以設(shè)置定位器、撐筋環(huán)等以增加拉桿與錨固體的握裹力。
2.2鋼絲束拉桿。鋼絲束拉桿由于柔性很好,所以方便施工沉放,但需要注意的是在施工過(guò)程中,鋼絲束拉桿應(yīng)與灌漿管綁扎一起沉放,否則會(huì)影響灌漿管的放置。值得一提的是鋼絲束拉桿的錨固段也需要使用定位器,一般為撐筋環(huán)。
鋼絲束拉桿的錨頭作用是保證鋼絲均勻受力,按照預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)錨具選用,最常用的是徽頭錨具。值得一提的是沉放鋼絲束要對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心,防止傾斜插入會(huì)破壞孔壁,坍孔或堵塞灌漿管等現(xiàn)象發(fā)生。
2.3鋼絞線拉桿。鋼絞線拉桿用于承載能力大的土層錨桿。與鋼管等材料相比,鋼絞線拉桿的柔性更好,也更容易實(shí)現(xiàn)鉆孔的沉放,現(xiàn)階段在國(guó)外的應(yīng)用更為廣泛。為了增加與錨固體砂漿的固結(jié)性,在使用的時(shí)候需要仔細(xì)清除錨固段鋼絞線表面附著的油脂。對(duì)自由段的鋼絞線要進(jìn)行相應(yīng)的措施防止腐蝕,最常采用的方法是套以聚丙烯防護(hù)套。在進(jìn)行錨桿體安放的時(shí)候,注漿管需要和錨桿一同放人孔內(nèi),應(yīng)特別注意錨桿體的物力形狀,避免桿體扭曲、壓彎。一般情況下,管端距孔底為80mm 左右,在保證桿體處于鉆孔中心的同時(shí)還要保證桿體放人與鉆孔傾角一致;在放置的過(guò)程中一旦發(fā)生孔塌現(xiàn)象,就需要清孔、透孔,保證錨桿順利送入。
3.灌漿
灌漿是土層錨桿施工過(guò)程中重要的工序。灌漿的漿液為水泥砂漿或水泥凈漿。首先是材料準(zhǔn)備,優(yōu)先選用425號(hào)普通硅酸鹽水泥,標(biāo)號(hào)不得低于325號(hào);采用堅(jiān)硬耐久的中粗砂,細(xì)度模數(shù)宜大于2.5, 含水率控制在5%~7 %,含泥量不得大于2 %;采用強(qiáng)度較高的碎石或卵石,抗壓強(qiáng)度大于50MPa,粒徑不宜大于15mm;選用符合要求的外加劑;灰砂比為1:1~1:0.5,砂率宜為4 5 %-5 5 %,水灰比宜為0.4~0.5。
灌漿的方法分為一次灌漿和二次灌漿。一次灌漿只用一根注漿管,一般采用Φ30mm的膠皮管,一端與壓漿泵相連,另一端與拉桿同時(shí)送入鉆孔內(nèi),距孔底50cm 即可。在確定鉆孔內(nèi)的漿液是否灌滿時(shí),可根據(jù)從孔口流出來(lái)的漿液濃度與攪拌的漿液濃度是否相同來(lái)判斷。對(duì)于壓力灌漿錨桿,待漿液流出孔口時(shí),將孔口用黏土封堵 ,嚴(yán)密搗實(shí),再用 2MPa ~4Mpa的壓力進(jìn)行補(bǔ)灌,穩(wěn)壓數(shù)分鐘后再停止。二次灌漿法適用于壓力灌漿錨桿, 要用兩根注漿管, 其管端距離錨桿末端 5 0cm左右, 管端出口需用膠布塞住,以防止土進(jìn)入管中。
4.張拉與鎖定
灌注完成后,須養(yǎng)護(hù)7d ~8d,當(dāng)砂漿的強(qiáng)度能達(dá)到70%~ 80 %時(shí),才可以進(jìn)行張拉。另外只能對(duì)有預(yù)應(yīng)力要求的錨桿才能進(jìn)行張拉。張拉應(yīng)力一般為設(shè)計(jì)錨固力的 7 5 %-8 0 %。
(1)張拉宜采用“跳張法,即隔二拉一 。
(2)錨桿正式張拉前,應(yīng)取設(shè)計(jì)拉力的10%~20%, 對(duì)錨桿預(yù)張拉1次~2次,使各部位接觸緊密。
(3)正式張拉應(yīng)分級(jí)加載,每級(jí)加載后維持3mm,并記錄伸長(zhǎng)值,直到設(shè)計(jì)錨固力的 8 0 %;最后一級(jí)荷載應(yīng)維持 5 mi n ,并記錄伸長(zhǎng)值。
(4)錨桿預(yù)應(yīng)力沒(méi)有明顯損失時(shí),可鎖住錨桿;如果鎖定后發(fā)現(xiàn)有明顯應(yīng)力損失, 應(yīng)重新進(jìn)行張拉。
綜上所述,在很多的建筑施工中,進(jìn)行深基坑施工是非常重要的組成部分,深基坑施工是為了更好的保證整個(gè)工程的穩(wěn)定性和安全性。土層錨桿施工技術(shù)也是非常常用的施工技術(shù),在施工過(guò)程中對(duì)整個(gè)工程的綜合效益和施工質(zhì)量也有很大影響。
參考文獻(xiàn):
[1]趙向華,郭立紅.淺談土層錨桿施工技術(shù)[J].技術(shù)與市場(chǎng). 2011(06).
[2]唐瞻浩,唐唯一.土層錨桿變形計(jì)算探討[J].巖土工程界. 2007(09).
[3]王曉東,張虎元,呂擎峰,張艷軍.土層錨桿加固技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].西部探礦工程. 2009(03).
[4]李田生.對(duì)土層錨桿檢測(cè)的探討[J].山西建筑. 2009(19).