浅谈钻孔咬合桩+预应力锚索支护体系在工程中的应用

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年7期   作者:岳柯 赵年珍 严樑
[导读] 钻孔咬合桩与预应力锚索结合的桩锚支护体系既能有效的降低排桩间漏
        摘要:钻孔咬合桩与预应力锚索结合的桩锚支护体系既能有效的降低排桩间漏水,又能保证支护体系的稳定性要求。通过具体工程案例,简要论述了钻孔咬合桩与预应力锚索结合的桩锚支护体系施工工艺流程、施工要点及其监测方法,为其在工程中的应用提供理论支撑。
        关键词:钻孔咬合桩、预应力锚索、桩锚支护体系
一、工程概况
        本项目金街业态为2层商业楼,地下1层。基坑形状大体呈不规则矩型,东西宽约172.00m,南北长约51.20m,基坑支护总长度约457.31m,基坑开挖深度6.20m~9.20m。因项目东临北川河,地下水位常年保持较高水位,为保证基坑及基础正常施工,本项目基坑支护采用钻孔咬合桩+2道预应力锚索的桩锚支护体系。
二、施工工艺流程
2.1 钻孔咬合桩施工工艺流程
        A桩为钢筋混凝土桩,B桩为素混凝土桩,总的原则是先施工B桩,后施工A桩,其施工顺序是:B1—B2—A1—B3—A2—B4—A3……Bn—An-1, 如图1所示。

图1 钻孔咬合桩施工工艺流程图
2.2 预应力锚索施工工艺流程
        预应力锚索施工工艺流程见图2。

图2 预应力锚索施工工艺流程图
三、施工要点
3.1 钻孔咬合桩施工要点
        1、为了保证钻孔咬合桩底部有足够咬合量,应对其孔口的定位误差进行严格的控制,孔口定位误差的允许值,一般为±10mm。
        2、为保证钻孔咬合桩底部足够咬合量,除对其孔口定位误差严格控制外,还应对垂直度进行严格控制,桩的垂直度控制标准为≤3‰。
        3、超缓凝砼质量控制
        超缓凝砼各项性能指标能否满足设计施工要求是钻孔咬合桩施工成功的前提和关键,钻孔咬合桩所采用的超缓凝砼的初凝时间大于等于90h。因此对砼生产质量控制要求较高,慎重选用高效缓凝减水剂,施工前进行工艺试验。各种原材料的质量应保持稳定,主要材料应专罐专用,专车转送,各车砼运抵工地后按规定制备试块。做好现场施工组织管理,保证施工连续快速进行。
        4、分段施工接头的措施
        往往一台钻机施工无法满足工程进度,需要多台钻机分段施工,这就存在一个段与段之间的接头问题,采用砂桩接头是一个比较好的方法。在先施工的端头设置一个砂桩(成孔后用砂灌满),待施工段到此接头时,挖出砂灌上砼,并在其外侧施做2根旋喷桩。
        5、遇到地下障碍物的处理方法
        套管钻机施工过程中如遇地下障碍物处理较困难,但对一些比较小的障碍物,如砾石、卵石层能穿过。如遇大块石可将冲抓换成十字冲击锤冲砸击碎后下压套管清除。对地下管线、钢筋、型钢等大型障碍物可抽干积水,在保障安全的前提下吊放人员下孔切割处理。
        6、A序桩切割成孔困难时的处理措施
        由于特殊情况造成B1桩砼超过终凝时间较长,砼强度超过10Mpa时,A1桩无法切割B1桩成孔。此时在B2桩不调整桩位的情况下先保证A1与B2咬合施工,A1桩与B1桩相切,然后按顺序继续施工B3、A2、…,最后沿B1、A1两桩外侧施工旋喷桩进行封堵。
        7、防止管涌的措施
        在成孔过程中,依据套管的切割下压能力,一般情况下始终保持套管超前于冲抓面至少2m以上,轻抓慢挖,使孔内留有一定厚度的反压土层,防止管涌现象的发生。主要措施如下:
        (1)在地下水丰富的含砂地层施工,钢套管要尽量压入砂层中一般2~4m,就不会出现管涌。
        (2)对于地下水位过高,可以在套筒内补水,以平衡套筒外的水压力。
        (3)在施工过程中随时注意套筒内涌砂现象,有问题及时处理。
        8、断桩事故的处理措施
        如因不可抗拒原因造成断桩事故,应先重新下导管将该桩灌注完成,然后按顺序施工其它桩,最后在该桩外侧施工2根高压旋喷桩以加强此根桩水平推力,必要时采取背桩补强措施。
3.2 预应力锚索施工要点
        1、锚杆施工应分层进行,同一层锚杆施工前的土层超挖深度不得大于0.50m。
        2、同一层锚杆应采用隔锚两序(或隔两锚三序)施工。
        3、锚杆成孔采用回转钻进成孔工艺,残积土地层施工时可采用跟管钻进或采用自钻式锚杆。
        4、同一根锚杆成孔、插筋、一次注浆完成后方可施工下一根锚杆,严禁批量成孔长时间裸孔后再进行注浆。
        5、锚杆注浆材料为水泥浆,水灰比为0.50;采用二次压力分段劈裂注浆工艺,二次注浆压力2-5MPa,注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行。
        6、锚杆应在锚固强度达到设计强度75%且不小于15MPa后可进行张拉,锚杆张拉锁定时,应按要求进行检测预张拉,锁定时的锚杆拉力取锁定值的1.1倍。
        7、锚杆注浆管应与锚杆杆体一起绑扎下放到孔内,一次注浆管距孔底20cm左右,二次注浆管应按要求密封。
        8、锚杆杆体自由段每隔2.0m设置一个定位支架,锚固段每隔1.50m设置一个定位支架,锚杆位置误差不得超过10cm,倾斜度偏差3%。
        9、基本试验:同一条件下的极限抗拔承载力试验的锚杆数量不应少于3根。最大试验荷载下的锚杆杆体应力,不应超过其极限强度标准值的0.85倍。锚杆极限抗拔承载力试验宜采用多循环加载法,其加载分级和锚头位移观测时间应按规范确定。基坑支护施工前应进行各单元各排锚索的基本试验,基本试验完成前,不得大面积施工。
        10、验收试验:锚杆抗拔承载力检测试验,抗拔承载力检测值与轴向拉力标准值的比值≥1.3。检测数量不应少于锚杆总数的5%,且同一土层中的锚杆检测数量不应少于3根。检测锚杆采用随机抽样的方法选取。
四、基坑监测
4.1 监测点布置
        1、现场巡检:基坑工程施工和使用期内,每天由专人对支护结构、施工工况、周边环境、监测设施等进行巡视检查。
        2、支护结构顶部水平、竖向位移监测:沿基坑顶边线上按照20.00m的间距设置水平、竖向位移监测点共布置24个,基坑边线中部、阳角处布置监测点,每边监测点数目为3个。
        3、道路监测:于东侧滨河西路、南侧汇金路,按照30.00m的间距布置监测点12个,且道路的监测点为3个。
        4、深层水平位移监测点在基坑周边的中部、阳角处及代表性部位布置,间距50.00m,共布置9个。
        5、锚索内力监测点布置在受力较大且有代表性的位置,共布置9个。
        6、坑边地面沉降监测:按监测剖面设在坑边中部或其他有代表性的部位,监测剖面与坑边垂直,每个监测剖面上的监测点为5个,充分利用基坑顶水平位移监测处进行监测。
4.2 监测频率与周期
        基坑开挖深度≤5m时,每2天测一次;开挖深度>5m时,每天测一次;遇监测数值达到报警值、数据变化较大或速率加快、基坑周边大量积水或长时间降雨时,应加大监测频率。
        基坑监测工作应贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程。监测期应从基坑工程施工前开始,直至地下工程完成为止。
五、结语
        预应力锚索与钻孔咬合桩结合的桩锚支护体系是一种新型深基坑支护结构, 尤其适用于基坑平面较大且周边区域狭窄的工程,此种支护形式既能有效解决强透水层复杂地质条件的深基坑工程,又能保证支护体系的稳定性要求,还能节约资源、降低造价、节省工期,为深基坑支护及止水结构提供了新的选择。
参考文献:
[1]褚锡星,殷建.预应力锚索与钻孔咬合桩相结合的桩锚支护体系[J].湖州职业技术学院学报.2013,11(03):56-59+63.
[2]谭力良.预应力锚索与钻孔咬合桩结合在深基坑支护中的应用[J].地球.2015(000),0z1:390.
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