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        飽和型粉質(zhì)黏土+碎石地質(zhì)條件下的高精度早強型錨索施工技術(shù)

        2018-03-06 02:55:50王長磊林春洋王屹鵬
        建筑施工 2018年10期
        關(guān)鍵詞:潛孔粉質(zhì)漿料

        王長磊 林春洋 王屹鵬

        中國建筑第二工程局有限公司東北分公司 遼寧 沈陽 110016

        1 工程背景

        遼寧省本溪市平山甲樓危房改造(2#~3#用地)工程場地地形坡度較大,高差相差28.96 m,鉆孔間距1.3 m,一般性鉆孔深度為8.8~17.8 m,控制性鉆孔深度為9.5~21.0 m?;右话汩_挖深度-24.10~-5.10 m,土質(zhì)為粉質(zhì)黏土夾大量碎石,含水量極大且水位標高隨地質(zhì)條件變化。地形起伏變化較大,總體地勢南高北低。基坑支護結(jié)構(gòu)形式采用排樁支護+錨索形式,基坑工程的安全等級為一級,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.1。

        本文將從飽和型粉質(zhì)黏土+碎石地質(zhì)高精度早強型錨索施工技術(shù)的技術(shù)原理、特點、施工工藝、質(zhì)量安全環(huán)保措施和效益分析等方面進行分析與研究。

        2 技術(shù)原理

        利用潛孔鉆機強大的沖擊鉆孔能力,擊碎土體碎石或孤石,對錨索位置一次成孔;利用錨索鉆機鉆孔、注水、注漿功能,對一次成孔完成的錨索孔位進行二次成孔,注水洗孔去除錨索孔內(nèi)淤泥;隨后注入早期強度高的管道壓漿料,因管道壓漿料密度大于泥漿密度,可起到護壁、防止錨索孔坍塌的作用,且管道壓漿料早期強度增長快,錨索可提前張拉;根據(jù)基坑支護圖紙設(shè)計幾種鋼絞線隔離支架對錨索鋼絞線快速、精確定位,保證錨索保護層厚度,提高錨索耐久性[1-3]。

        3 特點

        1)該施工方法具有可操作性強、速度快、針對性強的特點。

        2)與偏心潛孔鉆機套管跟進鉆孔施工相比,施工造價大大降低。

        3)施工效率高,與偏心潛孔鉆機套管跟進鉆孔施工相比,速度提高3~4倍。

        4)采用鋼絞線隔離支架對錨索鋼絞線精確定位,錨索保護層厚度、間距得到保證,鋼絞線耐久性增強,錨索施工質(zhì)量高,基坑安全性高。

        5)采用早期強度高的管道壓漿料作為錨索注漿液,錨索可提前2~3 d進行張拉,節(jié)約錨索施工工期。

        4 施工工藝

        4.1 鋼絞線加工

        4.1.1 錨索對中支架設(shè)計

        根據(jù)基坑支護施工圖紙中錨索鋼絞線根數(shù)及錨索直徑,優(yōu)化設(shè)計出4種鋼絞線隔離支架(圖1~圖4)。以4道鋼絞線隔離支架為例,錨索隔離支架直徑為120 mm,U形槽寬16 mm,鋼絞線公稱直徑15.2 mm,U形槽比鋼絞線直徑大0.8 mm,既可保證鋼絞線順利通過U形槽,又能方便進行綁扎。鋼絞線隔離支架注漿管孔直徑為28 mm,注漿管直徑為25 mm,比注漿管直徑大3 mm,既可保證注漿管通過注漿管孔,又不占用其他構(gòu)件尺寸。鋼絞線隔離支架的外邊緣與安裝完成后鋼絞線外皮間距大于25 mm,保證了錨索保護層厚度,保障了錨索質(zhì)量及耐久性。

        圖1 四支鋼絞線隔離支架設(shè)計

        圖2 三支鋼絞線隔離支架設(shè)計

        圖3 二支鋼絞線隔離支架設(shè)計

        圖4 鋼絞線隔離支架尺寸

        4.1.2 鋼絞線隔離支架廠家加工

        根據(jù)鋼絞線隔離支架加工圖紙,采用對桿體、注漿材料無害的硬質(zhì)塑料作為主材,進行工廠加工并統(tǒng)一配送。

        4.1.3 鋼絞線下料

        根據(jù)圖紙要求對鋼絞線采用J3GY-LD切割機進行切割,切割成品根據(jù)長度進行分類堆放。鋼絞線下料長度=自由段長度+錨固段長度+工作長度。

        4.1.4 鋼絞線、隔離支架排布

        下料完成的鋼絞線平放在即將施工的錨索孔附近,鋼絞線隔離支架沿鋼絞線長度每2.5~3.0 m放置1個,鋼絞線平均分布在鋼絞線隔離支架板體外側(cè)的U形口處。

        4.1.5 鋼絞線自由段防腐處理

        在鋼絞線自由段需使用150目砂紙做除銹處理,在自由段套管長度范圍內(nèi)用黃油包裹,然后穿入套管,外用工程膠布固定進行防腐蝕處理;套管材料應(yīng)光滑,具有足夠強度,保證其在加工和安裝過程中不被損壞,且具有抗水性和化學(xué)穩(wěn)定性,與管道壓漿料或防腐油脂接觸無不良反應(yīng)。

        4.1.6 鋼絞線、隔離支架綁扎

        在鋼絞線自由段防腐完成后,對事先排布好的材料進行固定綁扎,綁扎材料使用22#鍍鋅鐵絲鋼筋綁線。

        4.1.7 注漿管安裝

        鋼絞線與隔離支架綁扎完成后,在鋼絞線隔離支架板體中央的注漿管孔中穿入注漿管。

        4.2 土方開挖

        將原有土體按照圖紙中錨索設(shè)計排數(shù)分層開挖,利用CAT313D2反鏟挖掘機開挖至擬施工錨索孔位以下600 mm水平高度處,采用反鏟挖掘機攤平土體并碾壓密實,保證潛孔鉆機能夠進行施工作業(yè)。

        4.3 測量放線

        根據(jù)圖紙中錨索設(shè)計標高采用水準儀進行錨索標高控制,確定錨桿鉆孔施工的位置后,使用紅油漆繪制十字線標記確定錨索孔位。

        4.4 一次成孔

        土方開挖至比錨索孔位標高低600 mm,作業(yè)面寬度6 000 mm,在完成錨索孔位標記后,采用SKQ100型潛孔鉆機調(diào)整合適角度對準畫在支護樁之間的錨索孔位十字線,擊碎飽和粉質(zhì)黏土中大塊碎石及孤石,對錨索孔位進行一次成孔。

        4.5 鋪設(shè)土體

        利用CAT313D2反鏟挖掘機,將潛孔鉆機一次成孔的行駛路線回填高300 mm、寬6 000 mm,采用反鏟挖掘機攤平土體并碾壓密實,滿足二次成孔錨索鉆機行駛及施工作業(yè)條件。

        4.6 二次成孔

        采用廣探GY-2H錨索鉆機,對潛孔鉆機已成孔位置進行二次成孔,在錨索鉆機二次成孔過程中,邊鉆進邊向孔內(nèi)注水,孔內(nèi)淤泥受到水的沖擊從孔內(nèi)流出,達到洗孔清淤的作用。

        4.7 一次注漿

        錨索鉆機鉆孔至設(shè)計深度、淤泥排出孔外后,將水更換成錨索注漿液,邊向孔內(nèi)注入錨索注漿液邊緩慢旋出孔外(緩慢旋出可保證錨索注漿的飽滿性),由于錨索注漿液密度大于水及泥漿的密度,故注漿液可將錨索孔內(nèi)水及泥漿從孔內(nèi)置換出來。錨索注漿液可起到護壁的作用,防止錨索孔坍塌,保證了錨索成孔直徑及施工質(zhì)量。

        4.8 成品安置

        將安裝成整體的鋼絞線、鋼絞線隔離支架、注漿管一同送入錨索孔中,注漿管出漿口距離孔底不大于300 mm。

        4.9 二次補漿

        1)鋼絞線安置完成后,待注漿液初凝,采用管道壓漿料進行二次補漿,管道壓漿料與自來水的質(zhì)量比為1 000 kg的壓漿料配備330 kg的水;首先在高速攪拌機中加入80%的水,開動攪拌機,低速旋轉(zhuǎn),緩慢加入全部壓漿料,攪拌2 min后,加入剩余的20%水,高速旋轉(zhuǎn)3 min即可使用。

        2)將注漿設(shè)備的注漿輸送管與安裝完成的鋼絞線上的注漿管連接,啟動注漿設(shè)備進行注漿。待注漿液從錨索孔溢出后,逐漸抽出注漿管,保證錨索孔內(nèi)滿漿。

        4.10 腰梁、墊板、錨具安裝及張拉

        錨索注漿完成后,將提前加工完成的錨索鋼絞線插入孔內(nèi),待錨索注漿液強度達到設(shè)計強度后,安裝鋼腰梁、墊板、錨具并進行張拉[4-6]。

        5 效益分析

        5.1 社會效益

        飽和型粉質(zhì)黏土+碎石地質(zhì)高精度早強型錨索施工技術(shù)具有施工簡單、速度快、錨索成型質(zhì)量好、施工成本較低等優(yōu)點,可有效提高錨索的施工質(zhì)量并節(jié)約錨索施工工期。此技術(shù)的應(yīng)用具有良好的社會效益,可增強企業(yè)的市場競爭力,在以后類似工程施工中起到很好的借鑒作用。

        5.2 經(jīng)濟效益

        傳統(tǒng)的錨索鉆孔施工工藝為偏心潛孔錘套管施工,其進度緩慢、效率低、成本高。通過采用飽和型粉質(zhì)黏土+碎石地質(zhì)高精度早強型錨索施工技術(shù),提高了錨索成孔的施工速度,保證錨索施工質(zhì)量,節(jié)約了施工成本。

        5.2.1 節(jié)約工期

        采用傳統(tǒng)方式偏心潛孔錘套管跟進成孔,每天可施工20 m長錨索5~6根,而采用錨索二次成孔,一臺錨索鉆機及潛孔鉆機每天可施工20 m長錨索15~20根,相對提高錨索施工速度3~4倍。施工現(xiàn)場錨索每層使用壓漿料,可提前2 d進入下一步工序。

        5.2.2 節(jié)省成本

        本工程采用錨索鉆機二次成孔,所需費用比采用偏心潛孔錘套管跟進成孔低;采用灌漿料,所需費用比采用傳統(tǒng)方式灌漿水泥低;采用飽和型粉質(zhì)黏土+碎石地質(zhì)高精度早強型錨索施工技術(shù),在節(jié)約工期的同時,節(jié)約了期間的降水費用、降水泵用電費用和塔吊使用費用,相較于制作錨索隔離支架和二次回填的增加成本來說,總體上大大節(jié)約了施工成本。

        6 結(jié)語

        本工程采用飽和型粉質(zhì)黏土+碎石地質(zhì)高精度早強型錨索施工技術(shù),有效實現(xiàn)了錨索施工精細化,解決了常規(guī)跟管方式施工造價較高、速度較慢和質(zhì)量控制難度大等問題。同時大大提高了錨索安裝精度與質(zhì)量,確保了基坑支護安全,得到了社會各界的一致好評,同時為在飽和型粉質(zhì)黏土+碎石地質(zhì)情況下的錨索施工積累了經(jīng)驗。

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