摘要:預應力錨桿技術已在國內工程建設領域廣泛應用,該技術雖然比較成熟,施工條件多樣、復雜,要求較高,稍不注意就容易出問題,本文正是通過一個工程實例講述預應力錨桿施工過程中要注意的一些問題,以期施工人員能重視出現的問題。
深基坑支護施工除了要求必須滿足自身結構的安全、保證地下室施工安全順利進行、確保周邊環(huán)境與建筑物、道路管線的安全外,同時還必須實現施工對周邊的環(huán)境影響最少,降低地下污染、降低造價的目的。而預應力錨桿技術,其不僅可決定支護結構的穩(wěn)定性,而且還能有效控制基坑變形,在深基坑支護中起著相當重要的作用。預應力錨桿施工較復雜,施工技術要求高,施工過程中影響施工質量的因素較多,因此必須嚴格按規(guī)范要求進行施工,否則造成的后果非常嚴重,現通過具體工程實例進行禪述。
1工程概況
某工程地處鬧市,周圍環(huán)境對圍護結構施工的約束較多,除東向圍護結構退入規(guī)劃路邊線2.5m外,其余圍護結構緊貼規(guī)劃路邊線,施工場地狹窄。東側和南側的為交通主干道,路下鋪設的市政管線多,南側有地鐵站及其管線距基坑邊約32m~36m,同時南側有一個2m寬的箱涵對基坑的位移限制很嚴;西側分別為兩棟有兩層地下室(距規(guī)劃路邊線約12m,地下室深度約11.2m)的高層及5層框架無地下室的中學(距規(guī)劃路邊約19m);西北角為某居民小區(qū)(距規(guī)劃路邊線較遠);北側由西至東分別為二層地下室的操場(長度為78.8m,深度約7.1m)及二層地下室的高層建筑物(距規(guī)劃路邊線約20m,長度為162.4m,深度約為11.2m)。
該工程基坑面積大,長、寬分別有260m及160m;基坑開挖深度較深,一般開挖深度約23.5m,出土方量大,施工周期長。根據相關規(guī)定,該基坑屬于一級基坑支護等級。
2地質水文條件
(1)根據地質鉆孔揭露,下伏基巖為白堊系上統(tǒng)大朗山組三元里段(K2dl)細砂巖及礫巖,各地層情況分別如下。
人工堆積→沖積層→坡積層→殘積層→巖層(細砂巖)
(2)各鉆孔靜止地下水位埋深0.8m~4.6m,標高8.4m~4.3m。
3施工方案采用的施工工藝及施工措施
預應力錨桿施工工藝流程:定位→錨桿鉆機就位→鉆進成孔→清孔→安放錨桿及止?jié){塞→注漿→養(yǎng)護→安裝腰梁、臺座→安裝錨頭(及測力計)、張拉鎖定。主要施工階段的具體要求如下。
(1)鉆孔:應根據土層條件選擇合適的鉆孔設備及鉆頭,在鉆進過程中,應精心操作,合理掌握鉆進參數,合理掌握鉆進速度,防止埋鉆、卡鉆等各種孔內事故。一旦發(fā)生孔內事故,應爭取一切時間盡快處理,并備齊必要的事故打撈工具。
(2)清孔:鉆孔完畢后,必須用清水把孔底沉渣沖洗干凈,直至溢出清水為止。
(3)錨桿組裝及安放:按設計要求制作錨桿,應在錨桿桿件上安設定中架或隔離架;桿體自由段應用塑料布或塑料管包扎,與錨固體連接處用鉛絲綁扎;安放錨桿桿體時,應防止桿體扭曲、壓彎,管端距孔底為50mm~100mm;若發(fā)現孔壁坍塌,應重新鉆孔、清孔,直至能順利送入錨桿為止。
(4)注漿:漿液水灰比采用0.4~0.45的水泥凈漿,水泥宜使用普通的硅酸鹽水泥。第一次注漿的注漿壓力應維持在0.4MPa~0.6MPa之間,注漿施工時注漿管要距孔底保持50mm~100mm距離,注漿應直至孔口溢出漿液為止。第二次注漿的注漿壓力應維持在2.0MPa~3.0MPa之間,在灌漿全過程中逐漸提高壓力,使?jié){液向土體逐漸擴散。
(5)張拉與鎖定:本工程采用超張拉法,張拉程序為0→105σcon。①張拉前錨固體強度應大于15MPa,并不小于預定強度的75%。②張拉鎖定系統(tǒng)應事先經過標定,并將油壓表的讀數換算成張拉壓力進行控制,在鎖定過程中,采用錨桿預定承載力進行校核。③錨桿正式張拉前先取10%預定軸向力進行預張拉,使各部位緊密接觸,張拉時按預定荷載的10%~20%逐級加荷(前三級可取大值,后面可取小值),每級荷載的觀測時間在5min以上,并待變形穩(wěn)定后方可進行下一級荷載的張拉,達到預定荷載并穩(wěn)定10min以上才能鎖定。④錨桿張拉時應由專人操縱機械、記錄和觀測數據,并隨時畫出錨桿荷載——變形曲線圖,作為判斷錨桿質量的依據。
4施工結束后出現的問題
第一道錨桿總共安放了20個錨頭應力計,施工結束后,經過一個多月的監(jiān)測,各個錨頭應力計的應力均出現不同程度的下降,應力損失最大的約只剩初始應力的30%,基坑圍護結構略向基坑內偏移。
5原因分析
經現場了解及查看施工記錄,主要存在以下問題:(1)清孔過程中,為加快施工速度,灌水后直接用高壓空氣將水從孔中吹,高壓空氣對孔壁的土層擾動較大,且孔內仍有較多泥漿殘留,部分泥漿粘在孔壁上。(2)注漿過程中,水灰比控制不嚴,部分錨孔注漿時壓力異常;第一、第二次注漿間隔時間過長,導致堵管,從而沒法完成第二次注漿。(3)張拉過程中,監(jiān)管不嚴,部分錨桿最后一級荷載不能恒定,或持荷完成后,錨索的伸長量有突變,出現上述情況后沒有采取措施繼續(xù)進行鎖定,從荷載——變形曲線圖看,部分錨桿最后一級張拉的線形明顯不呈線性變化。
6防治措施
(1)各施工工序必須嚴格按照施工規(guī)程和已批準的施工方案進行施工,施工過程發(fā)現的問題必須進行處理,不能弄虛作假。
(2)因錨桿施工是在地下眼睛看不見的地方,而地下土層的變體可能會較大,因此,清孔時應盡量采用對土體擾動較小的方法,以免造成塌孔或渣土不能清理干凈。
(3)錨桿正式施工前應盡可能在基坑內不同點做試驗錨,以確定工藝性能和各施工的參數,同時摸清場地情況。
通過以上所述,該工程的預應力錨桿施工管理不嚴,施工過程中,清孔、注漿及張拉鎖定這三道工序均出現嚴重的問題,且從過往的工程情況看,上述三道工序的質量的確難以監(jiān)控,因此,上述三道工序我們必須重點進行監(jiān)控,尤其是張拉鎖定工序,因為該工序是否合格,將最終決定錨桿的施工是否合格。
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