摘要:本文作者結(jié)合武城·紅城住宅樓地下室實例,通過對場地的水文地質(zhì)條件分析,探討了抗浮錨桿設(shè)計及施工工藝,同時對施工質(zhì)量保證進行了闡述。
1、工程概況
武城·紅城位于成都市九興大道,由四棟18層住宅樓及1F純地下室組成(局部為2F),主樓高56.80米左右,采用框剪結(jié)構(gòu)、筏板基礎(chǔ);地下室擬采用柱下獨立基礎(chǔ)。設(shè)計±0.00標高為501.00m。地下室部分和1#主樓A、B單元間基底需施工抗浮錨桿,具體要求如下:
?。?)單根錨桿抗拔設(shè)計值為280KN。
?。?)抗浮錨桿施工范圍:純地下室部分和1#主樓A、B單元間基底,抗浮平面面積約3200m2,基底標高為-9.4m。
?。?)抗浮錨桿位置和間距:已由設(shè)計在基礎(chǔ)圖中標示具體位置,一般間距為3.0m,總數(shù)量約400根。
2、場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
勘探深度內(nèi),場地地層從上至下依次為:第四系全新統(tǒng)人工填土層(Q4ml)、第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)。地層巖性分述如下:
?。?)第四系全新統(tǒng)人工填土層(Q4ml):
a、雜填土:色雜。主要由磚瓦塊及少量粘性土等組成;結(jié)構(gòu)雜亂,松散。濕。
b、素填土:灰、灰黃色。主要由粘性土組成,混少量磚、瓦碎屑及植物根系等。以可塑(稍密)為主,濕。
場地人工填土層分布連續(xù),厚度1.2~4.5m。
?。?)第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al):
a、粉質(zhì)粘土:灰黃色;含鐵、錳質(zhì)氧化物及其斑痕,局部地段底部夾薄層粉土、細砂。分布基本連續(xù),局部地段缺失,最大厚度約3.2m。
b、細砂:灰黃、灰色。系長石、石英、云母細片、巖屑及暗色礦物等顆粒組成;松散。濕。不連續(xù)分布于卵石土層頂部;最大厚度約0.5m。
c、中砂:灰色。系長石、石英、云母細片、巖屑及暗色礦物等顆粒組成,部分地段混20~40%卵礫石。松散,濕~飽和。部分孔段根據(jù)動力觸探擊數(shù)劃分,N120動力觸探實測平均擊數(shù)為2.24擊/dm。呈透鏡體狀分布于卵石土層中,最大厚度約1.8m。
d、卵石:灰黃色、黃灰色。卵石成分系巖漿巖及變質(zhì)巖類巖石組成。多呈圓形~亞圓形。一般粒徑3~8cm。部分粒徑大于15cm,混少量漂石。充填物主要為中砂,混少量粘性土及礫石,含量約15~45%。以弱風化為主。濕~飽和。卵石頂板埋深3.5~4.6m。按卵石土層的密實程度、N120超重型動力觸探擊數(shù)以及充填物含量等的差異,根據(jù)市地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(DB51/T5026-2001)可將其劃分為松散卵石、稍密卵石、中密卵石和密實卵石四個亞層:①松散卵石:充填物含量約35~45%,部分地段偶夾厚度<30cm的薄層中砂。鉆進容易,N120動力觸探實測平均擊數(shù)為3.24擊/dm。②稍密卵石:充填物含量約30~35%。鉆進較容易,N120動力觸探實測平均擊數(shù)為5.73擊/dm。③中密卵石:充填物含量約20~25%。鉆進較困難,N120動力觸探實測平均擊數(shù)為8.52擊/dm。④密實卵石:充填物含量約15~20%。鉆進困難,N120動力觸探實測平均擊數(shù)為13.89擊/dm??辈炱陂g,場地內(nèi)及周邊未發(fā)現(xiàn)地表水分布。場地地下水為埋藏于第四系砂、卵石層中的孔隙潛水。其主要補給來源為大氣降水及區(qū)域地下水,通過地下徑流、蒸發(fā)等方式排泄。砂、卵石層為主要含水層,具較強滲透性。受場地周邊工地施工降水影響,水位埋藏較深;勘探結(jié)束后,測得孔隙潛水穩(wěn)定水位埋深6.7~7.4m,相應標高為493.54~494.1m。據(jù)勘察成果分析,豐水期間場地地下水位最高水位埋深應在3.0m左右,相應標高497.50m左右。
3、抗浮錨桿設(shè)計
(1)錨固地層計算參數(shù)
根據(jù)業(yè)主提供的基礎(chǔ)平面布置圖抗浮錨桿設(shè)置范圍,本工程±0.00為絕對標高501.00m,抗浮錨桿設(shè)置范圍內(nèi)基坑底標高為-9.4m,根據(jù)地勘資料,抗浮錨桿設(shè)置范圍內(nèi)基坑底錨固地層主要為中密~密實卵石層,各土層與錨固體的摩阻力特征值為:松散卵石:qsi=50KPa,稍密卵石:qsi=70KPa,中密卵石:qsi=90KPa,密實卵石:qsi=120KPa。
(2)錨固段長度計算
根據(jù)市地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范第11.4.9計算公式:Nt=πdLqsi
式中:Nt-單根錨桿抗拔力設(shè)計值(KN/根);
d-錨桿孔直徑(m),d=0.130m;
L-錨桿錨固長度(m)
qsi-錨固體與土體間的摩阻力特征值(KPa),取120Kpa
Nt=πdLqsi
280=3.14×0.13m×L密實×120Kpa
則:錨固段長度L=5.72m,為便于施工,取錨固段長度L=6m。
(3)錨桿體設(shè)計計算
錨桿(索)截面積As≥KtNt/fyk
Kt-錨桿桿體抗拉安全系數(shù),Kt=1.8
Nt-錨桿的軸向拉力設(shè)計值(KN);
fy-錨筋的抗拉強度標準值,鋼筋fyk=335MPa;
As≥KtNt/fyk=1.8×280KN÷335×10-3KPa=1505mm2
采用2Φ25+1Φ28的II級螺紋鋼,錨桿截面積為1596.69mm2>1505mm2,滿足要求。
?。?)抗浮錨桿設(shè)計參數(shù)
錨桿孔直徑(m),d=0.130m;錨固長度及總工程量:6m/根;總長度約2400米。錨桿桿體材料:2Φ25+Φ28的II級螺紋鋼;錨桿錨入筏板砼為1.2m。
4.錨桿施工工藝
?。?)測量放線。素混凝土墊層施工完成后,以建筑軸線為準,用鋼尺測量定出錨桿位置,并用鋼釘打入混凝土內(nèi)做標記。若土方需超挖回填素混凝土的,需通過測量標記好錨桿位置,并預埋φ200mm的PVC管。
?。?)錨孔鉆進施工。鉆機就位后調(diào)整鉆機的垂直度并開始試機,裝上鉆頭和套管,開始鉆進時用1/3的氣量進行沖擊鉆進(嚴禁旋轉(zhuǎn)),待進入地層20cm以上后逐漸加大氣量并開始旋轉(zhuǎn)。在施工過程中必須密切注意套管的跟進狀態(tài),防止脫管。鉆至設(shè)計孔深度后繼續(xù)鉆進20cm,并加大供氣量將孔內(nèi)殘渣完全排出。在鉆進過程中操作手必須密切注意鉆機施工情況,防止卡鉆及鉆頭脫落情況的發(fā)生,同時因施加過大的壓力而導致鉆機的傾倒。錨孔直徑偏差應小于±100mm;錨位偏差不應超過50mm;錨孔垂直度偏差應小于孔長的0.5%。
?。?)鉆孔、清孔。本工程的錨桿孔采用風動高頻沖擊的方法施工,鉆進時采用干成孔,對孔口吹出的渣土不斷進行清楚。待鉆孔達到設(shè)計深度后,繼續(xù)鉆孔500mm,鉆孔完畢后,采用高風壓清孔,清除空內(nèi)巖屑、泥渣等殘留物。注意成孔過程中應做好灑水防塵等措施,以免影響施工進度。
(4)錨桿制作。鉆孔過程中,同時組織工人制作鋼筋錨桿,按設(shè)計要求制作,鋼筋應平直、順直、除油、除銹;錨桿連接采用錐螺紋機械連接,并按規(guī)范要求及時送檢。
?。?)錨桿安放。采用吊塔起吊配合安裝,安放錨桿應防止桿體扭曲壓彎,注漿管隨錨桿一同放入孔內(nèi),管端離錨桿底為50~100mm,安放好后,桿體始終處于鉆孔中心。下錨桿時在注漿管與錨頭做一標記,下錨時錨桿與注漿管同時送入孔內(nèi),并測量桿體標高定好錨桿,下錨完畢,再次檢驗注漿管與錨頭是否齊平,如發(fā)現(xiàn)注漿管被拉出,應重新下錨。
?。?)配置水泥砂漿及水泥漿。按設(shè)計要求配置水泥砂漿,其配合比采用實驗室的配合比,水泥漿按水灰比0.5配置,根據(jù)現(xiàn)場按質(zhì)量換乘體積計算,水用桶衡量,水泥用斗車衡量,砂用桶衡量。
?。?)注漿。錨桿成孔并安放錨桿后,填礫石后拔導管,填礫石直徑為5-15毫米,并隨即壓力注漿(1:1水泥砂漿),注漿壓力0.4-0.80Mpa,水灰比0.4~0.5,形成細石砼桿體。注漿應確保注漿質(zhì)量,應采用孔底加壓注漿,孔口溢漿后緩慢提升注漿管。然后反復補注漿,直至孔內(nèi)漿體飽滿無空洞。
?。?)錨桿基本試驗。根據(jù)設(shè)計要求,本工程地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級,單根錨桿抗拔力應通過現(xiàn)場基本實驗確定,基本實驗按BD51/T5026-2001附錄M執(zhí)行,錨桿根數(shù)不應少于3根,采用循環(huán)加荷的實驗方法。
5、施工質(zhì)量保證措施
施工中除遵照施工設(shè)計圖和施工規(guī)范、驗收規(guī)范的要求外,還應達到以下要求:
?、拧⑹┕で皯鸺壷饘拥剡M行技術(shù)交底,嚴格按照施工圖要求組織施工,并隨時檢查施工執(zhí)行情況,做好隱蔽工程驗收記錄并及時評定施工質(zhì)量。
?、啤⒄J真學習貫徹施工技術(shù)規(guī)范,熟悉施工程序,對專業(yè)技術(shù)人員定期組織學習,對施工的操作工藝事先進行檢查,確保施工是按規(guī)范要求的操作程序進行后,方可允許開工。
(3)、全面貫徹質(zhì)量第一,預防為主的方針,落實質(zhì)量管理體系和保證體系,在編制質(zhì)量目標計劃時應貫徹本企業(yè)已成熟的質(zhì)量管理手冊,在施工過程中,應采取保證工程質(zhì)量的連環(huán)責任制形式組織施工,即上道工序為下道工序負責,道道工序有兼職質(zhì)檢人員自檢、專職質(zhì)檢人員隨機抽查。各道工序的驗收應實行復核制,各項原始記錄應準確填寫。
?。?)、從材料質(zhì)量抓起,所有進場材料(鋼材、水泥、砂石必須具有生產(chǎn)廠家的合格證及必要的檢驗證明資料),進場后應進行物理力學和化學的符合性抽樣檢驗,確認合格并經(jīng)監(jiān)理工程師認可后,方能使用,不合格的材料不得使用。
?。?)、項目經(jīng)理部設(shè)工程技術(shù)部,負責全面試驗工作,并對各班組試驗工取樣和試塊制作進行指導監(jiān)督。負責施工項目的檢驗及試驗取樣送樣工作。
?。?)、各施工項目的混合料配合比由試驗室試配(委托)。所有計量設(shè)備均應事先進行核定,超出標定期限的計量器具不得使用。
?。?)、落實企業(yè)質(zhì)量管理手冊,推行ISO9001國際質(zhì)量標準,認真搞好施工技術(shù)、施工質(zhì)量管理工作,各個環(huán)節(jié)、各道工序采用現(xiàn)代化管理手段,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
6.結(jié)論
本文中通過對本工程的抗浮錨桿施工的研究,可知,采用抗浮錨桿對其基坑底板做了永久性的抗浮結(jié)構(gòu),從檢測結(jié)果看,取得了良好的效果,滿足了基底由于上部結(jié)構(gòu)及回填土難以平衡地下水浮力的要求。
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