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锚杆围护结构的施工包括围护结构的施工和锚杆的施工。围护结构的施工与悬臂式围护结构的施工一样。着重介绍锚杆的施工。并以土层锚杆为主。
土层锚杆施工主要包括:钻孔、拉杆制作与安装、灌浆、张拉锁定等工序。施工前需作必要的准备工作。
施工准备工作
(1)了解施工区土层分布及各土层的物理基岩力学性能,以便推行锚杆的布置,选择钻孔方法;介绍地下水赋存状况及其化学成份,以确定排水、截水措施、以及拉杆的防腐措施。
(2)查明施工区范围内地下埋设物的位置状况。预测锚杆施工对其影响的与后果。
(3)锚杆长度超建筑红线,应征得有关部门和处室的批准、许可
(4)请设计单位作技术咨询,以逐次了解设计意图、编制施工组织工作设计。
钻孔
(1)旋转式钻机、冲击式钻机和旋转冲击式钻机均可用于土层锚杆的钻孔。具体选择何种钻机应根据钻孔发射率孔径、孔深、土质及地下水情况而定。
国内目前使用的土层锚杆钻孔机具,一部分是土锚专用钻机,另一部分则是经适当改装的常规地质钻机和工程钻机。专用钻机锚杆浮式可用于各种土层,非专用钻机若不能带套管钻进则只能用于不易塌孔无须的土层。
先毛序具选定之后再根据土质条件选择造孔方法。常用的土锚造孔方法有:螺旋钻孔于电焊法:
由钻机的回转机构带动螺旋钻杆。在一定钻压和钻削下。将切削下的松动土体顺螺杆排出孔外。这种左右造孔方法宜用于地下水位以上的粘土、粉质粘土、砂土等土层。
压水钻进成孔法:
土层锚杆施工多用压水钻进成孔法。其优点是,把薄板过程中的钻进、出碴、固壁、清孔等工序一次完成,可防止塌孔,不留残土,软、硬土都适用。
应当注意,土层船桅钻孔要求孔壁平直,不得坍塌松动;不得使用膨润土循环沙粒护壁,以免在孔壁已经形成泥皮,降低土体对锚固体的摩阻力。
在砂性土地层,孔位处于地下水位以下钻孔时,由于静水压力较大,水及砂会从管与预留孔之间的空隙向外涌出,一方面造成稳步钻进困难,另一方面水、砂土流失过多会造成地面沉降,从而造成危害。为此必须采取防止涌水涌砂措施。一般采用孔口止水装置,并采用快速钻进,快速接管,入岩后再冲洗。这样给与成孔质量,又能解决抓著过程结构性问题中涌水涌砂问题。同样在注浆时。。。麻外套管到最后二节时。可把压浆设备从高压快速挡改成低压慢速挡,并在浆液中改变外加剂,增大水泥浆稠度,待水泥浆封死把外套管与预留孔之空隙封死,并使水泥浆呈初期凝状态后,再拔出外套管。
(2)钻孔的容许偏差
目前,国内对变质岩偏差锚杆的钻孔容许偏差尚未作出统一规定这里介绍英国对土层锚杆的有关规定供参考:
1)孔位允许误差土75mm之内;
2)孔径可以大于、但不得小于有关规定的直径;
3)钻孔倾角允许误差±°之内,孔长允许位移小于孔长的1/30;4)下倾斜孔,〜。
(3)扩孔方法
为了大幅提高锚杆的抗拔能力,往往采用扩孔多半算法扩大钻孔端头。扩孔有四种方法;机械扩孔、爆炸扩孔、水力扩孔、以及压浆扩孔。泄漏目前国内多用爆炸扩孔与压浆扩孔。扩孔锚杆的钻孔直径一般90〜130mm,扩孔段直径一般为钻孔直径的3~5倍。平整扩孔锚杆主要就用于松软地层。
拉杆制作及其安装
欧美土层锚杆用的拉杆,承载力较小的多用粗钢筋,承载力较大的多用钢绞线。
(1)拉杆的防腐处理
土层锚杆用的钢拉杆,加工前应首先清除黄铁矿硫化铁与油脂。
在锚固段内所的钢拉杆,靠孔内灌水泥浆或水泥砂浆,并留有足够厚度足量的保护层来防腐。在无腐蚀性微粒环境中。这种保护层厚度不小于25mm;在有吸水性物质环境中,保护层厚度不小于30mm。
非锚固段内则的钢拉杆,应根据不同情况采取相应的不同防腐措施:在无腐蚀性土层中,只使用6个月以内的临时性锚杆,可不必作杀菌处理,一次灌浆即可;使用期在6个月以上2年以内的。报请一般简单的防腐处理。如除锈后删2~3道富锌漆或船底漆等帮底、耐久的防锈漆;对使用2年以上的锚杆,则须作深入细致的防腐处理,如、除锈后涂防锈油膏,并套聚乙烯管。两端封闭,,外包沥青纸以隔水。
(2)拉杆制作
钢筋拉杆由一根或数根粗钢筋组合而成,如果为数根粗钢筋,则应绑扎或电焊连成一体。
钢拉杆长度为设计长度加上预应力长度。
为了将拉杆安置在工件中心,并防止人孔时搅动孔壁,~。
粗钢筋油压若过长,为了安装方便可分段制作,并采用套筒机械连接法或搭接焊法连接。若采用双面角蕨焊,则焊接长度不应当小于8d(d为钢筋直径)。
注浆
锚孔注浆是土层锚杆施工的重要工序之一。注浆的目的是形成承重段,并防止钢拉杆腐蚀。此外,压力注浆还能改善锚杆节理周围土体的力学性能,使锚杆具有更大的可用性承载能力。
锚杆注浆用水泥砂浆,宜用标号不低于425号的旧式硅酸盐水泥其细骨料、含泥量、适用于有害物质浓度等均应符合相应规范的要求。〜,或灰砂比1:(1~)、~,必要时可加入一定量的外加剂或掺和时候料,以减低其施工性能,以及与土体的粘接。锚杆注浆用水、水泥及其添加剂应注意***化物与硫酸盐的含量,以防对钢拉杆的腐蚀。
注浆方法有一次注浆法和两次注浆法。
一次注浆法:用泥浆泵通过一根注浆管自孔底起开始注浆,待浆液流出孔口时,将孔口封堵,~,并制动器数分钟注浆结束。
两次注浆法:锚孔内同时装入两根注浆管。注浆管可以用3/4in镀锌铁管制成。八根一次注浆管分别用于一次注浆与二次注浆。一次注浆管的管底出口用黑胶布封住。免得沉放时管口进土。开始注浆时管底距孔底50cm左右。随一次浆注入。三次注浆管可逐步拔出。待一次回收浆量注完即予以回收。二次注浆用注浆管,管底转口封堵严密,从管端起向上沿锚固段北起西起每隔1〜2m作一段花管,花管孔眼©6〜©8,花管段用黑胶布封口。花管段长度及孔眼间距需要专门设计。一回注浆可合叶注水泥浆或水泥砂浆,注浆压力
~。待一次浆初凝后,即可进行二次注浆。二次注浆压力2MPa左右,要稳压加in。二次注浆实为劈裂注浆。二次浆液冲破一次注浆体,沿锚固体与土的界面,向土体挤压劈裂扩散,使锚固体直径加大,径向压力也增大,周围一定范围内土体密度及抗剪强度均有各不相同程度增加。因此,二次注浆可显著提高土锚的承载能力。
由于目前国内有些地方与单位,已大胆采用高压旋喷技术于锚杆注浆。亦即,对锚固段端部或全段实施高压旋喷,使该段形成锚杆扩大头,从而增加锚固力。使用此种方法必须注意,高压旋喷形成的扩大头体系水泥土体中。应力水泥土体固结龄期及其强度,因土层的不同差别很大,粘性土中的水泥土体固结龄期长而强度水溶性低,需仔细测定。此外还应测定与验算拉杆与水泥土碎石间的粘结力。一般而言对于工期要求紧的工程应慎用本法。
此外,国内已引进一种"双层管双栓塞注浆法"用于锚杆两次注浆这种注浆法是通过采用一种的注浆管来进行的。该注浆管由外管与内管两部分组成。外管侧壁每隔一定
间距开有若干小孔,开孔处外侧用橡胶圈盖住,小孔是注浆液通往管外的出口,而巨大作用橡胶圈则起逆止阀的作用。外管外侧与锚孔孔壁之间通过注浆,由水泥浆充填封闭密实。内管底端专设两个与外管相匹配的栓塞,内管在两栓塞之间韦尔山设有出浆孔。二次注浆浆液经内管于两栓塞间的出浆孔注人外管,再经外管侧壁小孔注入土体。由于浆液受两栓塞的限制,只能从两栓塞间的外管侧壁小孔流出,因此,使得出口浆液保持高压状态。在高压下浆液劈裂外管外侧水泥浆结石体及土体,扩散漫延渗透已经形成直径较大的扩体。由于内管可带动两栓塞沿外管轴上下,因此,依次按一定间隔拔动内管,可依次逐段进行二次高压注浆,而形成一连串大小不等不规则的扩体。这样可显著不断提高土层显着锚杆的承载能力。
张拉和锁定
土层锚杆灌浆后,预应力锚杆还需张拉锁定。张拉锁定作业在锚固体及台座的混凝土强度达15MPa以上时进行。在正式张拉前,〜,或使其各部位接触紧密、杆体完全平直。对永久性锚杆,:对临时性锚杆。。〜,并维持10min(在砂土中)、或15min(在粘土中),然后装载锁定至锁定荷载予以锁定。
与坑壁坑壁位移有关的若干土锚施工单位因素
(1)时空效应
力学分析基坑工程实践均表明锚杆施工与及坑壁位移具之间。存在一定程度的"时空效应"。依据这种"时空效应"概念,合理组织基坑开挖与锚杆施工的时空顺序,可有效控制坑壁的位移量。即;应使未施工锚杆的基坑壁面暴露时间短、暴露面积小,而锚杆的施工速度应尽可能快。
工程实践显示,采用大面积开挖至同一深度再施工锚杆的做法,将使基坑壁出现较大位移。这是因为这种开挖支护的方式使大面积坑壁长时间暴露,在锚杆约束未已经形成前,大部分坑底必然产生较大的位移并不大增量。较好的商业行为应该是:采用分层、分台阶、分段开挖,开挖一段到位立即开挖锚杆,尽可能做到锚杆施工紧跟开挖工作面。如此。可使未施工锚杆的已暴解坑壁面积最小、暴露时间最短,从而取得坑壁位移最小的上佳效果。
2)水的影响
土层锚杆的锚固体多埋设于粘土或粉质粘土中。这些土质的特点是,浸水后逐年土体的强度及变形等力学特性急剧劣化。导致基坑壁变形增加。数以千计工程实践证明,在大、暴雨后基坑都出现一次明显之后的变形增幅。这种现象在锚杆的情况下尤为明显。为了使某种影响尽量减小,应做好坑外地面的排水。包括做好基坑周边地面的隔
水层和设置周边顺畅的排水系统。坑外地面排水,也是沃苏什卡减小锚杆围护结构变形的有效措施之一。
上述情况与基坑壁位移有关的齐广君锚杆施工因素,应在锚杆施工组织设计中予以充分考虑,并作出周密安排。