關(guān)于土層錨桿的施工技術(shù)的研究

土層錨桿支護(hù)是一種廣泛應(yīng)用于建筑物基礎(chǔ)工程中邊坡加固、深基坑支護(hù)、滑坡整治、檔土墻錨固和結(jié)構(gòu)抗傾覆等工程中的一種施工工藝。它與鋼筋混凝土擋板結(jié)合起來(lái)，更能發(fā)揮承載能力大，形式簡(jiǎn)單，受力明確，施工方便等優(yōu)勢(shì)，保證自然邊坡和開挖后邊坡的穩(wěn)定性。
　　一、土層錨桿的特性
　　土層錨桿是先在土層中斜向成孔，待埋入錨桿(錨索)后灌注水泥漿(或水泥砂漿)，依靠錨同體與土體之間的摩擦力、拉桿與錨固體的摩擦力以及拉桿強(qiáng)度共同作用來(lái)承受作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載。它具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：
　　a、施工作業(yè)不需要太大的場(chǎng)地，適用性強(qiáng)，可以應(yīng)用于各種地形；
　　b、施工工序簡(jiǎn)單，技術(shù)含量較其他結(jié)構(gòu)低，易于操作；
　　c、工期比較短，周轉(zhuǎn)快；
　　d、由錨桿代替內(nèi)支撐，降低工程造價(jià)；
　　e、錨桿的設(shè)計(jì)拉力可通過抗拔試驗(yàn)確定，安全度較高；
　　f、可對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力，控制后期側(cè)向位移。
　　二、錨桿的組成及構(gòu)造
　?。ㄒ唬╁^頭
　　錨頭是構(gòu)筑物與拉桿的連接部分，為了保證能夠安全地將來(lái)自構(gòu)筑物的拉力傳遞給拉桿，一方面必須保證構(gòu)件本身要有足夠的強(qiáng)度，另一方面又必須保證將集中的力分散開，傳遞給不同的錨桿。因此，錨桿頭部可分為臺(tái)座、承壓板和緊固器3個(gè)部分。
　　（二）拉桿
　　拉桿依靠抗拔力承受作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)向壓力，是錨桿的中心受拉部分。它的全長(zhǎng)應(yīng)包括有效錨固長(zhǎng)度部分和非錨固長(zhǎng)度部分。
　　（三）錨固體
　　錨固體是錨桿尾端的錨固部分，它是錨桿與水泥漿與土層形成抗拔力很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。通過錨固體與土之間的相互作用，將力傳遞給穩(wěn)定地層，它所提供的錨固力是保證支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定―邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵。
　　三、土層錨桿的構(gòu)造要求
　?。ㄒ唬訑?shù)確定
　　錨桿的層數(shù)取決于支護(hù)結(jié)構(gòu)的截面和其所承受的荷載，并要考慮開挖后未施工錨桿時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)所能承受的最大彎矩。為了便于施工，上下排錨桿的間距不宜小于2.5 m。為了保證最上排錨桿的覆土厚度，不致造成土體隆起，使錨桿的向上垂直分力小于上覆土體的重量，一般要求不宜小于4m～5m。
　　（二）水平間距的確定
　　錨桿的水平間距取決于支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的荷載和每根錨桿所能承受的拉力。在支護(hù)結(jié)構(gòu)荷載一定的情況下，水平間距越大，每根錨桿所承受的拉力越大。另外，水平間距過小也會(huì)造成錨桿間的相互影響，降低單根錨桿承載能力的發(fā)揮。一般要求錨桿的水平間距最好不小于2m。
　?。ㄈ﹥A角的確定
　　傾角不同，錨桿在水平和垂直方向的分力大小也就不同。在錨桿的分力中，水平分力是有效分力，垂直分力不但無(wú)效而且還增加支護(hù)結(jié)構(gòu)底部的壓力，當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)底部土質(zhì)不好時(shí)很不利。因此，從這點(diǎn)出發(fā)傾角是越小越好。但實(shí)際工程中，我們還要考慮錨桿要位于土質(zhì)情況好的土層中，另外還要避開相鄰錨桿和原有土層中的構(gòu)筑物和管線等，以及鉆孔和灌漿的方便，錨桿的傾角一般不宜小于12.5o，也不宜大于45o，設(shè)計(jì)時(shí)按照經(jīng)驗(yàn)取15o～35o。
　　四、錨桿施工過程及工藝要點(diǎn)
　　常見土層錨桿的施工包括以下幾個(gè)工序：鉆孔、安放拉桿、灌注、養(yǎng)護(hù)、肋柱及擋板鋼筋綁扎、錨頭固定、支模、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模。對(duì)于后期需施加預(yù)應(yīng)力的錨桿，還要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求安排張拉的準(zhǔn)確時(shí)間。
　　（一）施工前的準(zhǔn)備
　　施工前的準(zhǔn)備包括施工前的調(diào)查和施工組織設(shè)計(jì)。施工前調(diào)查包括：收集場(chǎng)地巖土報(bào)告，錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方案；分析地下水性質(zhì)、埋深，預(yù)測(cè)降水效果及對(duì)錨桿施工的影響；地下障礙物的核實(shí)；了解作業(yè)限制、環(huán)保規(guī)則、地方法規(guī)；了解施工空間、各種設(shè)備、工程道路情況，了解現(xiàn)場(chǎng)各工種配合要求。施工組織設(shè)計(jì)，也就是開工前，詳細(xì)制定施工組織設(shè)計(jì)，確定施工方法、施工程序、使用機(jī)械設(shè)備、工程進(jìn)度、質(zhì)量控制和安全管理等事項(xiàng)、內(nèi)容包括：工程概況；工程名稱、地點(diǎn)、工期要求、工程量、目的；巖土勘察報(bào)告中地層、地下水位簡(jiǎn)介；錨桿設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介；施工機(jī)械設(shè)備，臨時(shí)設(shè)施，施工材料；作業(yè)程序，各工種人員配備；施工管理，質(zhì)量、進(jìn)度控制，施工適用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)；安全、文明施工措施；應(yīng)支付的工程驗(yàn)收技術(shù)資料。
　?。ǘ┿@孔
　　a、清水循環(huán)鉆進(jìn)成孔法。這種方法在實(shí)際工程中運(yùn)用最廣，軟硬土層都能適用，但需要有配套的排水循環(huán)系統(tǒng)。有些施工單位為了方便，在現(xiàn)場(chǎng)只設(shè)置排水系統(tǒng)，沒有設(shè)置重復(fù)利用水系統(tǒng)裝置。在軟黏土成孔時(shí)，如果不用跟管鉆進(jìn)，應(yīng)在鉆孔孔口處放入1m～2m的護(hù)壁套管，以保證孔口處土層不坍塌。
　　b、螺旋鉆孔干作業(yè)法。該法適用于無(wú)地下水條件的黏土、粉質(zhì)黏土、密實(shí)性和穩(wěn)定性都較好的砂土等地層。
　　（三）安放拉體
　　土層錨桿用的拉桿，常用的有鋼管、粗鋼筋、鋼絲束和鋼絞線。主要根據(jù)土層錨桿的承載能力和現(xiàn)有材料的情況來(lái)選擇，承載能力較小時(shí)，多用粗鋼筋；承載能力較大時(shí)，多用鋼絞線。
　　a、鋼筋拉桿由單根或數(shù)根粗鋼筋組合而成，如果是數(shù)根鋼筋則需用綁扎或電焊連成一體。為了使拉桿鋼筋安置在鉆孔的中心以便插入，另外為了增加錨固段拉桿與錨固體的握裹力，應(yīng)在拉桿表面設(shè)置定位器，每隔1.5 m～2.0 m設(shè)置一個(gè)。鋼筋拉桿的定位器用細(xì)鋼筋制作，外徑宜小于鉆孔直徑1cm。
　　b、鋼絲束拉桿的柔性較好，安放方便，它的自由段需理順扎緊，并要進(jìn)行防腐處理。也可以將鋼絲束拉桿的自由段插入特制護(hù)管內(nèi)，護(hù)管與孔壁間的空隙可與錨同段同時(shí)澆筑。鋼絲束拉桿的錨固段需用撐筋環(huán)，將外層鋼絲綁扎在環(huán)上，增加鋼絲束與砂漿接觸面積，增強(qiáng)粘結(jié)力。
　　c、鋼絞線拉桿
　　鋼絞線拉桿的柔性更好，向鉆孔中沉放更容易，用于承載能力大的土層錨桿。
　　錨固段的鋼絞線要仔細(xì)清除其表面的油脂，保證與錨固體砂漿有良好的粘結(jié)。自由段的鋼絞線要套以聚丙烯防護(hù)套等進(jìn)行防腐處理。鋼絞線拉桿需用特制的定位架。
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　　灌漿是土層錨桿施工過程中重要的工序。灌漿的漿液為水泥砂漿或水泥凈漿。首先是材料準(zhǔn)備，優(yōu)先選用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)不得低于325號(hào)；采用堅(jiān)硬耐久的中粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5，含水率控制在5％～7％，含泥量不得大于2％；采用強(qiáng)度較高的碎石或卵石，抗壓強(qiáng)度大于50MPa，粒徑不宜大于15mm；選用符合要求的外加劑；灰砂比為1：1～1：0.5，砂率宜為45％～55％，水灰比宜為0.4～0.5。灌漿的方法分為一次灌漿和二次灌漿。一次灌漿只用一根注漿管，一般采用Ф30mm的膠皮管，一端與壓漿泵相連，另一端與拉桿同時(shí)送入鉆孔內(nèi)，距孔底50cm即可。在確定鉆孔內(nèi)的漿液是否灌滿時(shí)，可根據(jù)從孔口流出來(lái)的漿液濃度與攪拌的漿液濃度是否相同來(lái)判斷。對(duì)于壓力灌漿錨桿，待漿液流出孔口時(shí)，將孔口用黏土封堵，嚴(yán)密搗實(shí)，再用2MPa～4MPa的壓力進(jìn)行補(bǔ)灌，穩(wěn)壓數(shù)分鐘后再停止。二次灌漿法適用于壓力灌漿錨桿，要用兩根注漿管，其管端距離錨桿末端50cm左右，管端出口需用膠布塞住，以防止土進(jìn)入管中。
　?。ㄎ澹埨c錨固
　　灌注完成后，須養(yǎng)護(hù)7d～8d，當(dāng)砂漿的強(qiáng)度能達(dá)到70％～80％時(shí)，才可以進(jìn)行張拉錨固。另外只能對(duì)有預(yù)應(yīng)力要求的錨桿才能進(jìn)行張拉。張拉應(yīng)力一般為設(shè)計(jì)錨固力的75％～80％。
　　a、張拉宜采用“跳張法，即隔二拉一；
　　b、錨桿正式張拉前，應(yīng)取設(shè)計(jì)拉力的10％～20％，對(duì)錨桿預(yù)張拉1一2次，使各部位接觸緊密；
　　c、正式張拉應(yīng)分級(jí)加載，每級(jí)加載后維持3mm，并記錄伸長(zhǎng)值，直到設(shè)計(jì)錨固力的80％；最后一級(jí)荷載應(yīng)維持5min，并記錄伸長(zhǎng)值；
　　d、錨桿預(yù)應(yīng)力沒有明顯損失時(shí)，可鎖住錨桿；如果鎖定后發(fā)現(xiàn)有明顯應(yīng)力損失，應(yīng)重新進(jìn)行張拉。