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深大基坑工程中锚杆支护技术的应用

388 2020-06-09 13:14:29


1、前言

在深大基坑施工中,要注意围护桩的规范施工,避免发生漏桩或桩施工间距过大,而影响基坑支护结构的安全,如果发生桩移位过大,应采取相应的支护方案。锚杆支护技术是我国建筑工程建设施工中的一项实用技术,它是将一种新型受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中,称为锚固段(或锚固端),另一端与挡墙连接,可以承受由土压力、水压力施加在挡墙上的推力,从而利用地层的锚固力维持挡墙在开挖基坑过程中的稳定。土层锚杆是由1958年联邦德国的宝尔(Bauer)在岩石锚杆的基础上发展起来的,并在深基坑施工时,固定挡土墙取得了成功。在1990年以后,长江三角洲一带经济高速的发展,由于高层建筑物的深基坑开挖受到地形、施工场地的限制,因而锚杆大量的用于深基坑挡土桩、挡土墙的支护,解决了地下室机械化挖土的困难。而锚杆固定挡土桩(墙)应用,实现了深基坑工程施工效率高、工期短、造价低的优越性,由于以上的优点,因而适用于城区内高层建筑物深基坑的支护。


2、工程地质概况

某大厦拟建场地周围有8层和12居民楼,基坑边距居民楼仅为0.8m,东侧为一条主要大街,场地狭窄;大厦主楼为22层,裙楼4层,采用框架结构,占地面积为3600m2;基坑开挖深度分别为-13.0m和-8.7m。


3、基坑支护设计方案与设计参数

鉴于该建筑物场地相当狭窄的情况,深基坑开挖时必须采取支护措施。经过多种方案分析比较后,确定该工程采用钻孔桩与锚杆支护方案,其对周围环境不会造成破坏,护坡桩之间土层采用挂网喷浆维护。该方案的主要技术参数为:

a)裙楼-8.7m基坑护坡桩:规格为¢600@1100,长度L=10.6m,桩顶标高为-1.90m;锚杆:规格为¢130@2200,设在-5.1m处,长度L=23m,锚杆倾角为15°,非锚固段长4.4m,锚杆设计荷载为344kN;

b)主楼-13.0m基坑护坡桩:规格为¢600@1100,长度L=14.9m,桩顶标高为-1.90m;锚杆:第一层锚杆规格为¢130@2200,设在-5.1m处,长度L=21m,倾角为15,非锚固段长6.5m,锚杆设计荷载为320kN;第二层锚杆规格为¢130@1100,设在-9.1m处,长度L=16m,倾角为15°和20°交错布置,非锚固段长3m,锚杆设计荷载为316kN;锚杆拉筋:规格为2¢28,锚头丝杆为¢36,45#碳素钢。

在-1.9m处设砖砌370挡土墙,每隔4m设350×350构造柱;在桩顶处设400×700钢筋混凝土帽梁,桩顶钢筋嵌入帽梁0.7m。工程量:共完成¢600钻孔灌注桩234根,土层锚杆289根,400×700混凝土梁265延米,挡土墙95m,挂网喷浆512m2等。


4、施工工艺与质量控制

4.1、施工工艺

先进行¢600支护桩施工,然后将场地开挖到桩顶设计标高处,浇筑混凝土帽梁并进行砖砌挡土墙施工,再开挖基坑至5.1m处打设第一层锚杆,并进行锚杆抗拔试验,安装锚头及腰梁,张拉锁定第一层锚杆,然后将主楼基坑开挖至9.1m处,打设第二层锚杆,并进行第二层锚杆抗拔试验,安置腰梁、张拉锚定第二层锚杆,腰梁与护坡桩连成整体,至此形成基坑锚杆支护结构。


4.2、施工质量控制

具体的施工质量控制措施如下:

a)保证护坡桩桩长、桩径、桩身强度满足设计要求,混凝土标号为C25,坍落度为15cm~18cm;桩长允许误差为±100mm,桩垂直误差应小于1%;

b)保证锚杆倾角、锚筋强度、锚杆长度、灌浆压力、水泥浆配比满足设计要求;锚杆钻孔直径为130mm,注浆前钻孔不得坍塌;锚杆拉筋时设置定位器,间距为2m;

c)先做试验锚杆,经验证抗拔力达到设计要求后,方可正式施工工程锚杆;

d)待锚杆水泥浆凝固7d后,对锚杆进行张拉锚固,预加荷载为设计荷载的80%;

e)严格控制腰梁材质,在锚杆张拉后将腰梁与护坡桩连成整体;

f)护坡桩之间土层的稳定性采用挂网喷浆维护。


5、质量检验及加固效果

5.1、锚杆抗拔试验

为检验锚杆设计数据的可靠性及锚杆施工工艺的可行性,随机抽取5组进行锚杆抗拔试验。试验分十级加荷,每级48kN,用百分表测位移量,每级荷载的稳定标准为连续三次(加荷后每隔5min读数一次,每级荷载读数三次)百分表读数累计位移量不超过0.1mm。

试验结果表明,锚杆抗拔力都超过了设计荷载,并且基坑开挖后未出现锚杆抗拔力不足而被拔出的现象,说明锚杆的设计与施工技术可行,安全可靠。


5.2、桩顶位移观测

在帽梁上设置15个观测点用于观测桩的位移。桩顶位移观测分三个阶段:基坑开挖阶段观测3次,开挖至坑底时观测1次,底板混凝土浇捣后观测1次。观测结果显示,除基坑的北侧开挖到坑底有7.2mm位移(满足设计要求)外,其他各边桩顶均未发生位移。


6、结束语

在深基坑施工锚杆常规的操作方法是,均应先开挖到锚杆设计位置的高度,再进行施工,若为多排锚杆,就要边开挖边施工,而当搭设钻孔、灌桨可移动平台后,施工不受地形的限制,可实现机械化开挖深基坑一次到位,某大厦彩钻孔桩与锚杆支护方案获得了良好的效果,达到支护的深基坑安全、可靠、稳定的设计目的。(来源:基础工程网)