錨桿在土層中的施工技術(shù)

1 土層錨桿施工中常見的質(zhì)量通病與防治措施
　　1.1 錨桿位移大
　　土層錨桿在設(shè)計的試驗(yàn)荷載下,位移量不能滿足設(shè)計要求。為此,正式施工前先進(jìn)行錨桿試驗(yàn),通過試驗(yàn)調(diào)整初步設(shè)計,針對不同工藝和土層地質(zhì)條件確定合理的錨桿長度和直徑;一般在粘土地層中鉆孔時,采用清水循環(huán)鉆進(jìn),自造泥漿,孔壁不會產(chǎn)生泥皮;在容易發(fā)生坍孔的砂性地層中鉆進(jìn)時,可以采用護(hù)壁泥漿,下錨后用清水清孔,使孔內(nèi)泥皮減少到最低程度,清孔結(jié)束立即灌漿;在鉆孔過程中,應(yīng)根據(jù)地層條件的不同采用不同的鉆進(jìn)工藝,粘性土中采用輕壓慢鉆進(jìn)、快轉(zhuǎn)速(120r/min)成孔,有利于破土、造漿,砂性土中采用護(hù)壁泥漿鉆孔、高壓快鉆進(jìn)、慢轉(zhuǎn)速(40r/min)成孔,有利于孔壁的穩(wěn)定;發(fā)現(xiàn)鋼筋下放不到孔底的,應(yīng)使鉆孔超深0.3-0.5m;選用壓力和流量較大的注漿泵;根據(jù)氣溫、地溫等具體情況,通過現(xiàn)場試驗(yàn)合理確定第二次灌漿的時機(jī),以保證第二次灌漿不泛出孔121,第二次灌漿量不宜小于第一次灌漿量的30%;對于受力要求比較高的工程,可以考慮采用分層多次注漿(注漿管的埋設(shè)數(shù)量要增加)的方法;在錨桿抗拔試驗(yàn)后,應(yīng)對原有的構(gòu)造、設(shè)計參數(shù)、施工工藝參數(shù)等進(jìn)行修改后,再進(jìn)行正式施工;在適當(dāng)位置補(bǔ)打錨桿;在原錨桿附近用灌漿進(jìn)行地基處理。
　　1.2 錨桿鋼筋拔出
　　施加預(yù)應(yīng)力時或永久性錨桿在受力過程中,鋼筋從錨桿中拔出。為此,在自由段鋼筋涂油脂以前,將錨固段鋼筋包裹好,并在鋼筋安設(shè)以前都應(yīng)保證錨固筋表面的清潔,對沾有油脂的錨固筋必須進(jìn)行蒸汽洗滌;考慮鋼筋和漿體的握裹力,選用壓力盒流量較小的注漿泵;根據(jù)氣溫、低溫等具體情況,通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定第二次灌漿的時機(jī),以保證第二次灌漿不泛出孔口,第二次灌漿量不宜小于第一次灌漿量的30%;對自由段鋼筋或鋼索表面涂上油脂,并套上塑料套管,對錨固段鋼筋可以先套上波紋管,然后在波紋管內(nèi)外灌漿,以防灌漿體開裂而使地下水滲漏引起銹蝕;嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量,若采用鋼索,可以避免接頭和焊接;在鋼筋的頭部安設(shè)導(dǎo)正器,有利于鋼筋的下放,尤其是斜孔;保證鋼筋的焊接垂直度,現(xiàn)場的鋼筋應(yīng)順直堆放。
　　1.3 錨桿預(yù)應(yīng)力松弛
　　為此,必要時對錨固段地基進(jìn)行加固或預(yù)加固;選用壓力和流量較大的注漿泵;根據(jù)氣溫、地溫等具體情況,通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定第二次灌漿的時機(jī),以保證第二次灌漿不泛出孔口,第二次灌漿量不宜小于第一次灌漿量的30%;選用有自由段的錨桿,必要時可以張拉錨頭,調(diào)整預(yù)應(yīng)力;可以通過擴(kuò)大鉆孔直徑來保證錨固力;錨桿的端部采用機(jī)械擴(kuò)孔或壓漿擴(kuò)孔,避免采用爆破擴(kuò)孔和水力擴(kuò)孔。
　　2 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)計要求安排張拉的準(zhǔn)確時間。
　　2.1 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。施工前調(diào)查包括:收集場地巖土報告,錨桿支護(hù)設(shè)計方案;分析地下水性質(zhì)、埋深,預(yù)測降水效果及對錨桿施工的影響;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)場各工種配合要求。
　　施工組織設(shè)計,也就是開工前,詳細(xì)制定施工組織設(shè)計,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;巖土勘察報告中地層、地下水位簡介;錨桿設(shè)計簡介;施工機(jī)械設(shè)備,臨時設(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。
　　2.2 鉆孔
　　鉆孔前的準(zhǔn)備工作包括:首先是鉆孔機(jī)具的選擇必須滿足土層錨桿的鉆孔要求,堅硬粘土和不易塌孔的土層,可以選用地質(zhì)鉆機(jī)、螺旋鉆機(jī)和土錨專用機(jī);飽和粘性土與易塌孔的土層,宜選用帶護(hù)壁套管的土錨桿專用鉆機(jī)。其次鉆孔前,還要正確定出孔位,其水平向誤差100mm,垂直向誤差50mm,傾角誤差值為2.0°;最后安放桿體前,濕式鉆孔應(yīng)用水沖洗,直至孔口留出清水為止。
　　鉆孔的施工方法有兩種,一是清水循環(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,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。二是螺旋鉆孔干作業(yè)法。該法適用于無地下水條件的黏土、粉質(zhì)黏土、密實(shí)性和穩(wěn)定性都較好的砂土等地層。
　　2.3 安放拉體
　　土層錨桿用的拉桿,常用的有粗鋼筋、鋼絲束和鋼絞線,也有采用無縫鋼管作為拉桿的。承載能力要求較小時,多用粗鋼筋;承載能力要求較大時,多用鋼絞線。
　　如果是使用Ⅱ、Ⅲ級鋼筋作桿體時,組裝要求如下:鋼筋應(yīng)平直,除油、除銹;接頭采用焊接,長度為30d,但不小于500mm,并排鋼筋也要采用焊接;桿體軸向間隔1.0-2.0m設(shè)置一個對中支架,注漿管、排氣管與桿體綁扎牢固;桿體自由段用塑料管或塑料布包裹,并在與錨固段連接處用鉛絲綁牢固;桿體應(yīng)按防腐要求進(jìn)行防腐處理。防腐保護(hù)層取決于使用年限及周圍介質(zhì)對桿體腐蝕的影響程度,一般來說,臨時錨桿可簡單的采用涂抹黃油作為防腐保護(hù)層或不做,永久性錨桿必須有嚴(yán)格的防腐保護(hù)。
　　如果使用鋼絞線作桿體時,組裝的要求如下:桿體除油、除銹,按設(shè)計尺寸下料,每股長度誤差不超過500mm;桿體平直排列,軸向間隔1.0-1.5m設(shè)置一個隔離架,桿體保護(hù)層不應(yīng)小于20mm。預(yù)應(yīng)力筋、排氣管綁扎牢固、并不得用鍍鋅材料;自由段用塑料管包裹,與描固段相交處的管口應(yīng)密封,并用鉛絲綁緊;按防腐要求作防腐處理。
　　2.4 灌漿
　　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號普通硅酸鹽水泥,標(biāo)號不得低于325號;采用堅硬耐久的中粗砂,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Φ30mm的膠皮管,一端與壓漿泵相連,另一端與拉桿同時送入鉆孔內(nèi),距孔底50cm即可。在確定鉆孔內(nèi)的漿液是否灌滿時,可根據(jù)從孔口流出來的漿液濃度與攪拌的漿液濃度是否相同來判斷。對于壓力灌漿錨桿,待漿液流出孔口時,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。
　　2.5 張拉與鎖定
　　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,才可以進(jìn)行張拉。另外只能對有預(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)計錨固力的75%-80%。
　　(1)張拉宜采用“跳張法,即隔二拉一;
　　(2)錨桿正式張拉前,應(yīng)取設(shè)計拉力的10%-20%,對錨桿預(yù)張拉1次-2次,使各部位接觸緊密;
　　(3)正式張拉應(yīng)分級加載,每級加載后維持3mm,并記錄伸長值,直到設(shè)計錨固力的80%;最后一級荷載應(yīng)維持5min,并記錄伸長值;
　　(4)錨桿預(yù)應(yīng)力沒有明顯損失時,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。
　　結(jié)語
　　土層錨桿的運(yùn)用最重要的是要決定好它的適用范圍,不僅能滿足使用功能要求,也能給建設(shè)單位節(jié)約大筆工程造價。在工程中也發(fā)生過許多事故:比如錨桿在施加預(yù)應(yīng)力時即被拉出,施工過程發(fā)生坍塌錨桿外露,后期使用時發(fā)現(xiàn)錨桿產(chǎn)生過大變形等,所以在今后的工程中,我們還需總結(jié)更多的技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn),將風(fēng)險減到最小,防止造成重大的安全事故,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。