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        預(yù)應(yīng)力旋噴樁錨索施工技術(shù)

        2018-09-28 05:41:32王鴻飛
        建材與裝飾 2018年40期
        關(guān)鍵詞:鋼絞線水泥漿張拉

        謝 靖 王鴻飛

        (中國建筑第八工程局有限公司 上海 200000)

        1 預(yù)應(yīng)力旋噴樁錨索施工技術(shù)概述

        1.1 基本構(gòu)造

        錨固段、自由段和腰梁以及錨頭三部分共同構(gòu)成了預(yù)應(yīng)力旋噴樁錨索結(jié)構(gòu)。錨固段主要供給錨索需要的承載力,位于穩(wěn)定的土體內(nèi),通過基坑設(shè)計(jì)錨索承載力來計(jì)算得出其具體的長度。錨固段、腰梁和錨頭間的部分為自由段,其長度通常大于5m,且進(jìn)入穩(wěn)定土層的長度需超過1.5m,其主要作用在于傳遞錨固力。錨索腰梁則可以選用型鋼組合梁或者是混凝土梁均可,選用混凝土梁式,其混凝土強(qiáng)度等于應(yīng)超過C25。

        1.2 作用機(jī)理

        預(yù)應(yīng)力旋噴樁錨索施工技術(shù)的作用原理為:利用高壓旋噴的方式來將混合料噴射到土體之中,進(jìn)而形成水泥土樁體,經(jīng)過物理化學(xué)反應(yīng),使得水泥和土體相互作用,最終形成錨固體。同時(shí)腰梁和錨頭依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加,并經(jīng)由自由段傳輸?shù)藉^固段,來承載基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所受到的土體和水壓力,確?;舆吰碌乃轿灰屏糠显O(shè)計(jì)規(guī)范,確?;舆吰碌陌踩€(wěn)固性。

        1.3 主要特點(diǎn)

        ①適用范圍廣泛。軟土地基、粘性土和砂土層均可以運(yùn)用,能夠避免出現(xiàn)施工塌孔現(xiàn)象。另外針對(duì)地下水的高低無任何約束,防止了施工時(shí)出現(xiàn)的泌水、流砂等質(zhì)量問題。②施工中對(duì)于地層的擾動(dòng)較小,對(duì)于周邊環(huán)境的影響也十分微弱,特別適用于周邊含有重要建筑以及管線的基坑工程。③通過控制泵送水泥漿的壓力可以對(duì)錨固段錨固體的直徑予以相應(yīng)的調(diào)整,一般為150~500mm的范圍之內(nèi),且可以分段調(diào)整單根錨索的錨固段錨固體直徑,形成擴(kuò)大頭。可見其具備更強(qiáng)的承載力,所需要的錨固體長度也比常規(guī)錨索要短,能夠有效節(jié)約鋼絞線以及水泥等材料,能夠切實(shí)降低工程造價(jià)。④施工質(zhì)量易于保保證。和常規(guī)錨索施工注漿相比,能夠進(jìn)一步降低塌孔、進(jìn)回漿管路堵塞等問題,切實(shí)降低質(zhì)量病害的出現(xiàn)幾率,提升整體施工質(zhì)量水平。⑤施工工藝簡單,施工效率得到大幅度提升。和常規(guī)錨索施工方法相比較,預(yù)應(yīng)力旋噴錨索施工技術(shù)無需引孔就可以直接將錨索頂進(jìn),然后邊退出鉆桿邊進(jìn)行旋噴水泥漿操作,能夠極大提升施工效率,節(jié)省工期,降低施工成本。

        2 工程概況

        本工程位于南京市高新區(qū)星火路與文景路交界處,占地面積約63398m2,基坑周長約902m,地下2層,局部3層?;娱_挖深度10.1~16.8m。2層地下室區(qū)域地板墊層底標(biāo)高為+19.4m,3層地下室區(qū)域地板墊層底標(biāo)高為+15.7m。

        基坑采用的支護(hù)形式為:4棟塔樓區(qū)域?yàn)閮蓪拥叵率?,采用混凝土灌注樁直?00@1300、直徑1000@1300+單道/兩道預(yù)應(yīng)力錨索;其余商業(yè)地庫區(qū)域采用混凝土灌注樁直徑1100@1500、直徑1000@1400、直徑1000@1600+兩道拋撐(局部一道拋撐)。

        3 預(yù)應(yīng)力旋噴樁錨索施工工藝

        3.1 工藝流程(見圖1)

        3.2 技術(shù)要求

        圖1

        該基坑局部支護(hù)段采用灌注樁+1~2道預(yù)應(yīng)力旋噴錨索,第一道位于圈梁層,水平間距2.0m、3.0m,第二道為兩樁一錨。錨樁采用預(yù)應(yīng)力錨索+旋噴法注漿工藝,直徑φ500mm(擴(kuò)大頭直徑700mm),采用P·O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,水泥摻入量40%,水灰比0.7(現(xiàn)場(chǎng)土層情況及試樁情況顯示,適當(dāng)降低水灰比);水泥漿應(yīng)經(jīng)過兩至三個(gè)漿桶進(jìn)行攪拌,保證拌和均勻且水灰比合適,同時(shí)隨拌隨用;在施工前根據(jù)圖紙要求,預(yù)估算出水泥漿體用量,保證水泥漿在規(guī)定時(shí)效內(nèi)使用完。機(jī)械施工的壓力控制在15~20MPa之間。以不影響基坑外地面,不冒水泥漿為準(zhǔn),具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定,同時(shí)確保錨固體直徑不小于設(shè)計(jì)要求。預(yù)應(yīng)力旋噴錨索在正式施工前會(huì)同監(jiān)理、建設(shè)、設(shè)計(jì)、地勘單位進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn),以確定水灰比、壓力值、鉆進(jìn)速率等施工參數(shù)。自由段長度按照?qǐng)D紙要求,分區(qū)段長度不一致,同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)長度預(yù)留增加0.7m以便張拉。自由段采用1.5mm聚丙烯套管隔離,套管外低壓注漿填充。旋噴錨樁內(nèi)插2根φS17.8鋼絞線,鋼絞線端頭采用φ150×10鋼板錨盤。待冠梁強(qiáng)度一周后強(qiáng)度達(dá)到80%后施加預(yù)張力鎖定,確保筋體與圈梁、圍檁、錨具連接牢固。張拉采用高壓油泵和100t穿心千斤頂。正式張拉前先用20%鎖定荷載預(yù)張拉二次,再以50%、100%的鎖定荷載分級(jí)張拉,然后超張拉至110%設(shè)計(jì)荷載,在超張拉荷載下保持5min,觀測(cè)錨頭無位移現(xiàn)象后再按鎖定荷載鎖定,鎖定拉力設(shè)計(jì)值分別50及100kN。水泥土錨樁鉆孔前按施工圖放線確定位置,做上標(biāo)記。并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)樁長施工。所有鋼板材均為Q235-B級(jí)鋼。圈梁和圍檁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),施工圈梁、圍檁之前必須完成旋噴錨索施工。

        3.3 施工要點(diǎn)

        (1)測(cè)量布點(diǎn)。

        旋噴樁樁位的確定,由施工單位專業(yè)測(cè)量員根據(jù)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)樁施工的實(shí)際情況(如果現(xiàn)場(chǎng)樁位無法施工,會(huì)同建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位一同確認(rèn)調(diào)整細(xì)節(jié))將樁位逐一定出,并用鋼筋插入土中做好標(biāo)識(shí),以方便施工及質(zhì)量記錄。;鉆孔定位誤差小于50mm,孔斜誤差小于3°。當(dāng)旋噴樁樁位與支護(hù)樁沖突時(shí),處理措施一般選擇:縮小相鄰旋噴攪拌樁的樁間距,靠近支護(hù)樁確定旋噴樁的樁位來解決。

        (2)旋噴樁預(yù)鉆孔。

        鉆機(jī)選型:MDL-135D型深基坑錨固鉆機(jī),功率大,鉆進(jìn)速度快。每根樁前2m三軸深攪樁部分硬度較大,可能需要預(yù)鉆孔。預(yù)鉆孔采用麻花鉆桿將土體或三軸深攪樁樁體鉆穿,再更換成旋噴用鉆頭,進(jìn)行旋噴鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時(shí)不噴射水泥漿,保持現(xiàn)場(chǎng)清潔。

        (3)鋼絞線的組裝。

        鋼絞線應(yīng)除油污、除繡,尺寸下料長度按照基坑支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙要求(外加外部錨固長度不小于0.7m),每股長度誤差不大于50mm。鋼絞線按圖紙區(qū)段要求分長度擺放,錨盤為φ150×10鋼板,錨頭用冷擠壓法與錨盤進(jìn)行固定。每根鋼絞線由7根鋼絲絞合而成,樁外留0.7m以便張拉。在做主體結(jié)構(gòu)防水處理時(shí),可將外露部分切去。放入鉆體之前,應(yīng)檢查鋼絞線的質(zhì)量,確保鋼絞線組裝滿足設(shè)計(jì)要求。

        (4)制作水泥漿。

        采用水泥攪拌桶造漿,根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制配合比W/C=0.7。水泥采用P·O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。

        (5)帶鋼絞線旋噴鉆進(jìn)。

        旋噴樁直徑φ500,水泥摻入量40%。正式施工前施工試樁(不少于3根)必須在建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位等多方監(jiān)管下施工,從而根據(jù)實(shí)際地址情況確認(rèn)實(shí)際水泥投放量、漿液泵送時(shí)間等正常施工的控制標(biāo)準(zhǔn),確保有效成樁。旋噴攪拌的壓力應(yīng)為15~20MPa,擴(kuò)大頭位置旋噴的進(jìn)退次數(shù)比樁身增加二次,以保證擴(kuò)大頭的直徑(700mm)。在鉆桿鉆進(jìn)過程中,通過操作手的操作,鉆桿左右旋轉(zhuǎn)半圈,將φ17.8鋼絞線一并頂進(jìn)孔內(nèi),同時(shí)也根據(jù)鋼絞線長度明確成孔深度。

        (6)養(yǎng)護(hù)與張拉鎖定。

        旋噴樁及壓頂梁、圍檁強(qiáng)度達(dá)到80%后方可進(jìn)行張拉鎖定。在鋼絞線上施加預(yù)張力后鎖定,使筋體與圍檁、錨具連接牢固。

        4 旋噴錨索樁質(zhì)量控制重點(diǎn)、難點(diǎn)

        4.1 旋噴柱體強(qiáng)度不均勻

        4.1.1 產(chǎn)生原因

        (1)帶鋼絞線旋噴鉆進(jìn)時(shí),操作人員操作不當(dāng),導(dǎo)致旋噴柱體只有左側(cè)右側(cè)有漿體,柱體上下方漿體不足。

        (2)噴漿設(shè)備出現(xiàn)故障中斷施工。

        (3)拔管速度、旋轉(zhuǎn)速度及注漿量適配不當(dāng),造成樁身直徑大小不均勻,漿液有多有少。

        (4)噴射的漿液與切削的土粒強(qiáng)制攪拌不均勻,不充分。

        (5)穿過較硬的粘性土,產(chǎn)生頸縮。

        4.1.2 預(yù)防措施及處理方法

        (1)產(chǎn)生不均勻的主要原因在于該工法要求必須一邊旋噴鉆進(jìn),一邊將鋼絞線帶入。為了將鋼絞線帶入的同時(shí)保證鋼絞線不糾纏在一起,必須在鉆進(jìn)的過程中,由機(jī)長操作鉆桿順時(shí)針半圈、逆時(shí)針半圈往復(fù)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。故可能在操作過程中:①由熟練的操作人員進(jìn)行操作,保證鉆桿旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)、時(shí)機(jī)恰到好處。②在回提鉆桿旋噴注漿的過程中,調(diào)整噴漿壓力、鉆桿旋轉(zhuǎn)速率及提鉆速度,保證旋噴柱體成型完好均勻。

        (2)噴漿前,先進(jìn)行壓漿壓氣試驗(yàn),一切正常后方可配漿,準(zhǔn)備噴射,保證連續(xù)進(jìn)行,配漿時(shí)必須用篩過濾。

        (3)根據(jù)固結(jié)體的形狀及樁身勻質(zhì)性,調(diào)整噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、噴射壓力和噴漿量。

        (4)對(duì)易出現(xiàn)縮頸部位及底部不易檢查處進(jìn)行定位旋轉(zhuǎn)噴射(不提升)或復(fù)噴的擴(kuò)大樁徑辦法。

        (5)控制漿液的水灰比及稠度。

        (6)嚴(yán)格要求噴嘴的加工精度、位置、形狀、直徑等,保證噴漿效果。

        4.2 固結(jié)體頂部下凹

        (1)產(chǎn)生原因在水泥漿液與土攪拌混合后,由于漿液的析水特性,會(huì)產(chǎn)生一定的收縮作用,因而造成在固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹陷。其深度隨土質(zhì)漿液的析水性、固結(jié)體的直徑和長度等因素的不同而異。

        (2)預(yù)防措施及處理方法。

        根據(jù)該項(xiàng)目基坑支護(hù)圖紙要求及實(shí)際地勘情況,在保證錨固段長度的基礎(chǔ)上,根據(jù)水灰比、注漿流速、提鉆速度,合理加長旋噴長度1m,以保證錨固段長度滿足設(shè)計(jì)要求。

        或在凹穴部位用混凝土填滿或直接在旋噴孔中再次注入漿液,或在旋噴注漿完成后,在固結(jié)體的頂部0.5~1.0m范圍內(nèi)再鉆進(jìn)0.5~1.0m,在原位提桿再注漿復(fù)噴一次加強(qiáng)。

        總之,預(yù)應(yīng)力旋噴錨索施工技術(shù)在基坑工程中的應(yīng)用十分廣泛。文章總結(jié)了預(yù)應(yīng)力旋噴錨索施工技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理、特點(diǎn),并結(jié)合結(jié)合南京NO.2017G08地塊商服配套項(xiàng)目實(shí)踐,就該技術(shù)的施工工藝和質(zhì)量控制重難點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,期望能夠?qū)ν愋凸こ唐鸬揭欢ǖ慕梃b意義。

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