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锚杆施工机械及施工工艺!

363 2021-08-27 14:51:32

施工机械

我国现用的有日本矿研株式会 RPD 型钻机、德国 Krupp 公司钻机以及北京市机械施工公司研制的 MZⅡ型钻机等。克虏伯公司钻机的外视如图4-38,钻机性能参数为表4-9 所示。

日本矿研株式会社钻机外观如图 4-39,其机械性能如表 4-10 所示。

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我国北京市机械施工公司于1986年自行设计制作的 MZⅡ型电动双速长螺旋步履式钻机,经过鉴定在干作业时有较大优越性。其钻机性能如表 4-II。

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施工工艺

一、锚杆施工顺序

场地须先挖土后按图 4-40 施工,并循环进行第二层、三层施工。

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二、工艺流程 

1.干作业

干作业的工艺流程是(按机械公司自制钻杆);

施工准备→移机就位→校正孔位调整角度→钻孔→接螺旋钻杆,继续钻孔到预定深度→退螺旋钻杆→插放钢筋或钢绞线→插入注浆管→灌水泥浆→养护→上腰梁及锚头(如地下连续墙或桩顶圈梁则不需腰梁) →预应力张拉→锁紧螺栓或楔片→锚杆施工完继续挖土。

2.湿作业

湿作业的工序中增加用水冲钻入,采用内外套管钻进并拔出,在有地下水,有卵石、岩石的情况下施工便利。其工艺流程系按 Krupp 公司钻机施工。

湿作业工艺流程为∶

施工准备→移机就位→安钻杆校正孔位调整倾角→打开水源→钻孔→反复提内钻杆冲洗-→接内套管钻杆及外套管-→继续钻进一→反复提内钻杆冲洗到预定深度→反复提内钻杆冲洗至孔内出清水→停水→拔内钻杆 (按节拔出)→插放钢绞线束及注浆管→灌浆→用拔管机拔外套管(按节拔出),一次灌浆→养护→安装梁→安锚头锚具→预应力张拉→楔片锁紧→锚杆完后挖土。


施工要点

一、施工前的准备工作

施工前除做好锚杆施工分项组织设计外,还应做好以下工作∶

1.与挖土方作业配合,使挖方作业面低于锚杆头标高 50~60cm,并平整好锚杆操作范围内的场地,以便手钻孔机施工。

2.采用湿作业施工时,要挖好排水沟,沉淀池、集水坑,准备好潜水泵,使成孔时排出的泥水通过排水沟到沉淀池,再入集水坑用水泵抽出,同时准备好钻孔用水。

3.其他准备,包括电源、注浆机泵、注浆管钢索、腰梁、预应力张拉设备等。

二、钻孔

1.钻孔前按设计及土层定出孔位作出标记。

2.锚杆水平方向孔距误差不大于 50mm,垂直方向孔距误差不大于100mm。钻孔底部偏斜尺寸,不大于长度的 3%,可用钻孔测斜仪控制钻孔方向。

3.湿作业成孔;先启动水泵。注水钻进,并根据地质条件控制钻进速度,每节钻杆在接杆前,一定要反复冲洗外套管内的泥水,直到清水溢出。接外套管时要停止供水,把丝扣处泥砂清除干净,抹上少量黄油,要保证接的套管与原有套管在同一轴线上。钻进过程中随时注意速度。压力及钻杆轴线平直。钻进到离设计深度 20cm 时。用清水反复冲洗管中泥砂,直到外套管内溢出清水,然后退出内钻杆,逐节拔出后,用塑料管测深并作记录。

4.干作业成孔;要随时注意钻进速度,避免"别钻杆",应把土充分倒出后再拔钻杆,以减少孔内虚土,方便拔杆。

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四、灌浆

1.灌浆材料用 325 号以上的水泥,水灰比0.4~0.45。如用砂浆,则配合比为1∶1~ 1∶2,砂粒不大于 2mm,砂浆仅用于一次注浆。

2. 水泥浆或砂浆搅拌后用 0.1~12MPa 的压力泵以耐高压塑料管,将水泥浆注入钻孔内。

3.湿作业有外套管留在孔内的,注浆后用液压拔管器拔外套管。拔外管时要保证拔管器油缸与外套管同心,如不合适应在液压缸前用方木垫平垫实,使液压缸卡住下 一-节套管,保证卡住后,再慢慢开丝扣。

4.如需在锚固段采用压力灌浆,则在外套管口戴上灌浆帽(压紧器 Packer)进行压力灌浆,第一节可从 0.3~0.5MPa,以后逐渐加大压力到 2~3MPa。


五、预应力张拉

锚体养护一般达到水泥砂浆强度的 70%值,可以进行预应力张拉。 

1.为避免相邻锚杆张拉的应力损失,可采用"跳张法"即隔1拉 1 的方法。

2.正式张拉前,应取设计拉力的 10%~20%,对锚杆预张1~2 次,使各部位接触紧密,杆体与土层紧密,产生初剪。

3.正式张拉宜分级载,每级加载后恒载 3min 记录伸长值。张拉到设计荷载(不超过轴力),恒载10min,再无变化可以锁定。

4.锁定预应力以设计轴拉力的 75%为宜。


六、腰梁设计与安装 

1.腰梁设计

腰梁是传力结构,将锚头的轴拉力传到桩上,分成水平力及垂直力。腰梁设计要充分考虑支护结构特点、材料、锚杆倾角,锚杆的垂直分力以及结构形式。

一种是垂直分力较小,采用工字钢组合箱型直梁式,如图 4-42(a)所示,组合箱型直梁通过腰梁托板承受垂直分力,制作简单,拆装方便。

另一种倾角较大垂直分力大,腰梁需承受较大的复合力矩,采用直梁式无法承受,为此设计异形支承座板,其特点是组合工字钢斜梁,承受轴压力,充分发挥工字组合梁的特点。如图 4-42(b)所示。垂直分力由异形钢板承受,结构受力合理,节约钢材、加工简单。腰梁计算从略。

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2.腰梁加工及安装

腰梁的加工安装要保证异形支承板承压面在一条直线上。才能使梁受力均匀。护坡桩施工过程中,各桩偏差大,不可能在同--平面上,有时甚至偏差较大,必须在腰梁安装中予以调整。方法是∶在现场测量桩的偏差,在现场加工异形支撑板,进行调整,使腰梁承压面在同一平面上,对锚杆点也同样进行标高实测,找出最大偏差和平均值,用腰梁的两根工字钢间距进行调整。

腰梁安装可采取直接安装和先组装成梁后整体吊装两种安装方法。

直接安装法;把工字钢按设计要求放置在挡土桩上,用枕木垫平,然后焊缀板组成箱梁,其特点是安装方便省事。但后焊缀板不能通焊立缝,不易保证质量。

组装成梁后藿体吊装法;在现场基坑上面将梁分段组装焊接,再运到坑内整体吊装安装。采用此法须预先测量长度,要有吊运机具,安装时用人较多,但质量可集。可以在基坑上面同时先行施工,与锚杆施工.平行流水作业,缩短工时。