錨桿施工技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用分析

前言
　　深基坑支護(hù)是近十年來(lái)涉及的施工難題，是地下建筑工程施工中十分重要的工序，土層錨桿支護(hù)是解決深基坑支護(hù)施工難題安全、經(jīng)濟(jì)的方法，它的施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響到工程的施工質(zhì)量、施工進(jìn)度以及相鄰建筑物的保護(hù)程度。本文主要就錨桿施工時(shí)的穩(wěn)鉆、成孔、拉桿制作及防腐、注漿、張拉鎖定等施工工藝進(jìn)行了闡述。
　　一、穩(wěn)鉆及成孔
　　鉆機(jī)移至設(shè)計(jì)點(diǎn)位后，將鉆機(jī)調(diào)至設(shè)計(jì)傾角，對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)位，并對(duì)傾角和穩(wěn)點(diǎn)情況進(jìn)行檢查直到符合設(shè)計(jì)為止。錨桿的成孔工藝，直接影響土層錨桿的承載力，施工效率和整個(gè)支護(hù)工程的造價(jià)。按成孔方法的不同，可分為干作業(yè)法和濕作業(yè)法，濕作業(yè)法即為壓水鉆進(jìn)法，可把成孔過(guò)程中的鉆進(jìn)、出渣、清孔等工序一次完成。可防止塌孔：不留殘土，能適用于各種軟硬土層，水壓力控制在0.15-0.30Mpa。注水應(yīng)保持連續(xù)，始終保持孔口水位，到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)徹底清孔，直到流出清水為止。
　　二、拉桿的制安和防腐
　　1、拉桿的制作
　?。?）鋼筋拉桿
　　用變形鋼筋制作錨拉桿時(shí)，首先要除銹，有時(shí)為了承受荷載需要采用的拉桿是兩根以上組成的鋼筋束時(shí)，應(yīng)將所需長(zhǎng)度的拉桿點(diǎn)焊成束，間隔2-3m點(diǎn)焊一點(diǎn)，為了使拉桿鋼筋能放置在鉆孔的中心以便于插入，以及為了保證拉桿有足夠厚度的水泥漿保護(hù)層，在拉桿下部焊船形支架，或在拉桿表面上設(shè)定位器，間隔1.5-2.0m一個(gè)(非錨固段4m一個(gè))，同時(shí)為了插入鉆孔時(shí)不至于從孔壁帶入大量土體到孔底，可在拉桿尾端放置圓形錨靴。
　?。?）鋼絞線和鋼絲束拉桿
　　拉桿也可用鋼絞線和鋼絲束構(gòu)成，是在工地工棚里現(xiàn)場(chǎng)裝配，因此，首先要決定錨索的總長(zhǎng)，并將各鋼束切斷至該長(zhǎng)度，由于錨索通常涂油脂和包裝物保護(hù)的形式送到現(xiàn)場(chǎng)，為此，鋼束切斷后應(yīng)清除有效錨固段的防護(hù)層，并用溶劑或蒸氣清除防護(hù)油脂，如果錨索是由若干根鋼絲束構(gòu)成，則必須沿錨索長(zhǎng)度使用和安裝可靠的間隔塊以使各鋼絲束來(lái)保持平行，間隔塊間距2-4m，這些間隔塊必須是堅(jiān)固耐用的，使用的材料能經(jīng)受住裝卸和安裝就位時(shí)的強(qiáng)度，并能保證對(duì)錨索鋼材無(wú)有害的影響。
　　2、拉桿的防腐
　　鉆孔內(nèi)的錨固段錨桿用水泥砂漿保護(hù)，自由段及鉆孔外的錨桿要另做防腐和隔離處理。對(duì)于錨桿防腐應(yīng)從以下幾方面考慮：
　?。?）對(duì)臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)置錨桿時(shí)，應(yīng)盡可能避免錨桿處于干濕交替環(huán)境。若無(wú)法避免時(shí)，對(duì)水流采取有效措施，疏、排、堵、引等。
　?。?）材料選用上，應(yīng)優(yōu)先選用質(zhì)量可靠的鋼材和硅酸鹽水泥，避免使用含鹵離子的早強(qiáng)劑或其它填加劑。
　　（3）施工中注意錨桿對(duì)中，控制水灰比和漿液濃度，注漿連續(xù)，均勻，密實(shí)，盡可能采用二次灌漿或在漿液中添加適量的減水劑，提高錨固體的密實(shí)性和抗?jié)B性。
　　錨桿的防腐方法很多，國(guó)內(nèi)目前常用的多是在鋼筋表面涂防銹底漆(可采用富鋅漆或船底漆)并用兩層瀝青玻璃布或三層塑料布包扎并扎緊，或在外套上塑料管，在與錨固端接觸部位將塑料管密封，一般均能起到良好的防銹效果。
　　3、安放拉桿
　　一般情況下，拉桿鋼筋與灌漿管應(yīng)同時(shí)插入到鉆孔底部，尤其對(duì)于土層錨桿要求在鉆孔到達(dá)孔底，退出鉆桿后，立即將拉桿插入孔內(nèi)，以免塌孔，插入時(shí)要將拉桿有支架的一面向下，若鉆孔使用套管，則在插入拉桿灌漿后，再將套管拔出。對(duì)長(zhǎng)錨桿或錨索負(fù)載量較大時(shí)，要用起重設(shè)備，起吊的高度與錨桿鉆孔的傾斜角度有關(guān)，目的是能順著鉆孔的斜度將拉桿送入孔內(nèi)，避免由于人工搬運(yùn)，插入等引起錨索的彎曲。
　　三、灌漿及其工藝
　　1、砂漿的配制
　　為了砂漿能在灌漿管中流動(dòng)，亦采用灰砂比l:1或1:0.5(重量比)，水灰比0.4-0.5的砂漿。砂宜選用中砂并過(guò)篩，水泥宜采用硅酸鹽水泥，為避免堵塞壓漿泵，砂漿需經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)再注入壓漿泵，也可直接使用純水泥漿灌注的錨桿，水灰比約為0.45。拌合良好的砂漿需具有高可泵送性，低泌漿性，且凝固時(shí)只有少量或沒(méi)有膨脹，使?jié){液達(dá)到足夠的強(qiáng)度。
　　2、灌漿及工藝
　?。?）灌漿
　　如采用粗變形鋼筋作為拉桿，一般灌漿時(shí)采用一根Φ30mm左右鋼管(或膠皮管)作導(dǎo)管，一端與壓漿泵連接，另一端用細(xì)鋼絲捆扎在錨桿鋼筋頭上并同時(shí)送入鉆孔內(nèi)，距孔底應(yīng)預(yù)留約50-100mm的空隙，自孔底向外灌注，隨著砂漿的灌入，應(yīng)逐步將灌漿管向外拔出至孔口，但灌漿管口必須低于漿液面，這樣的灌漿法可使孔內(nèi)的水和空氣擠出孔外，以保證灌漿質(zhì)量。
　　灌漿應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：
　　攪拌過(guò)的漿液需按其配合比，直接均勻地充填到錨固段；必須保證錨固體連續(xù)密實(shí)；在漿液硬化之前，不能承受外力或由外力引起的錨體移動(dòng)。
　　（2）灌漿方法
　　灌漿方法有一次灌漿和重復(fù)灌漿方法。為了增大錨固于土中錨桿承載力，可分兩個(gè)階段向根部灌注砂漿，二次灌漿的方法是在灌漿的錨固體內(nèi)留有一根灌漿管，在初凝24h后，再一次灌漿，使原生的錨固體在壓力灌漿下產(chǎn)生裂縫并用漿液充填，這樣在土中形成徑向應(yīng)力，由于裂縫內(nèi)充填了砂漿，使錨固體獲得粗糙表面，在很大程度上提高了錨桿根部與土之間的粘結(jié)力。
　　（3）擴(kuò)孔錨桿及工藝
　　在松軟地層中為了增大錨桿的抗拔能力，還可以采用擴(kuò)孔的方法。機(jī)械式擴(kuò)孔比較多的是擴(kuò)張式刀具，如UAC錨桿擴(kuò)孔，施工時(shí)在拉桿的后端裝有一輔助設(shè)施，從地面鉆到預(yù)定的深度時(shí)，通過(guò)機(jī)械方法將端部裝置張開(kāi)，該擴(kuò)孔裝置能同時(shí)鑿出兩個(gè)擴(kuò)孔錐，重復(fù)多次可多達(dá)8個(gè)擴(kuò)孔錐。
　　四、張拉鎖定
　　灌漿后的錨桿養(yǎng)護(hù)7-8d后，砂漿的強(qiáng)度能夠達(dá)到70-80%的最終強(qiáng)度，用液壓千斤頂張拉固定。對(duì)于作為開(kāi)挖支護(hù)的錨桿，一般施加設(shè)計(jì)承載力的50-100%的初期張拉力，初期張拉力并非越大越好，因?yàn)?，?dāng)實(shí)際荷載較小時(shí)，張拉力作為反向荷載可能過(guò)大而對(duì)結(jié)構(gòu)不利。初期張拉力取決于所需的有效張拉力和張拉力的可能松弛程度，而張拉力的松弛原因來(lái)自：鋼材的松弛；結(jié)構(gòu)物的變形(混凝土的蠕變及干縮)；地基變形。
　　五、腰梁安裝
　　腰梁是傳力結(jié)構(gòu)，將錨頭的軸拉力傳到樁上，分成水平力及垂直力，腰梁設(shè)計(jì)要充分考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、錨桿傾斜角、錨桿的垂直力以及結(jié)構(gòu)形式。腰梁的加工安裝要保證承壓面在一條直線上，才能使梁受力均勻，樁施工過(guò)程中，各樁偏差大，不可能在同一平面上，必須在腰梁安裝中予以調(diào)整，方法是：在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量樁的偏差，在現(xiàn)場(chǎng)加工異形臺(tái)座進(jìn)行調(diào)整，使腰梁承壓在同一平面上，對(duì)錨桿點(diǎn)也同樣進(jìn)行標(biāo)高實(shí)測(cè)，用腰梁的兩根工字鋼間距進(jìn)行調(diào)整。腰梁安裝采用直接安裝法，把工字鋼按設(shè)計(jì)要求放置在擋土樁上，用枕木墊平，然后焊綴板組成箱梁，其特點(diǎn)是安裝方便省事。
　　六、結(jié)論
　　綜上所述，通過(guò)對(duì)土層錨桿施工的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)與規(guī)律進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：
　　1、成孔應(yīng)根據(jù)不同的土質(zhì)條件、地下水條件、鉆孔機(jī)械等情況進(jìn)行綜合確定成孔工藝，對(duì)易成孔的粘土，采用干作業(yè)法成孔。對(duì)于砂類土及地下水位較高時(shí)，采用濕作業(yè)法或采用套管護(hù)壁，濕作業(yè)可采用泥漿或水泥漿護(hù)壁。
　　2、錨桿初始張拉力并非越大越好，應(yīng)根據(jù)所用拉桿的材料松弛性能，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形及土層情況確定。
　　3、土體開(kāi)挖對(duì)臨近建筑物，地下管道及設(shè)施均產(chǎn)生不同程度的影響。對(duì)需要保護(hù)的建筑物及設(shè)施，由于地質(zhì)條件，施工條件等外界因素的復(fù)雜性，很難從理論上預(yù)測(cè)其影響，工程中實(shí)施施工監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，及時(shí)采取措施，防患于未然。