淺析工民建施工中土層錨桿技術(shù)

土層錨桿是一種受拉桿件，它是一端與支護(hù)結(jié)構(gòu)連接，另一端錨桿在土體中，將支護(hù)結(jié)構(gòu)和其它結(jié)構(gòu)所承受的荷載通過拉桿傳遞到處于穩(wěn)定土層中的描固體上，再四描固體將傳來的荷載分散到周圍穩(wěn)定的土層中去。土層錨桿不僅用于臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)，而且在永久性建筑工程中也得到廣泛的應(yīng)用，是基坑支護(hù)工程的一種重要形式。土層錨桿施工的前提需要了解土層錨桿的構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上根據(jù)具體工程情況及相關(guān)因素進(jìn)行土層錨桿設(shè)計，一個準(zhǔn)確、完整的土層錨桿設(shè)計才能促使土層錨桿施工的順利進(jìn)行。
　　1鉆孔
　　(1)鉆孔機械選擇。土層錨桿鉆孔用的鉆孔機械，按工作原理分，有旋轉(zhuǎn)式鉆孔機、沖擊式鉆孔機和旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆孔機三類。主要根據(jù)土質(zhì)、鉆孔深度和地下水情況進(jìn)行選擇
　　(2)鉆孔方法。土層錨桿的鉆孔工藝直接影響土層錨桿的承載能力、施工效率和整個支護(hù)工程的成本。因此，根據(jù)不同土質(zhì)正確選擇鉆孔方法對保證土層錨桿的質(zhì)量和降低工程成本至關(guān)重要。
　　(3)擴孔。由于有的土質(zhì)不好或密實度不高，容易造成錨桿孔壁開裂、掉塊，甚至坍塌。因此在有必要的情況下，要對錨桿孔進(jìn)行擴孔形成大頭土層錨桿的承載能力會有所提高。擴孔的方法有四種:機械擴孔、爆炸擴孔、水力擴孔及壓漿擴孔、
　　(4)土層錨桿鉆孔的特點及應(yīng)達(dá)到的要求。由于土層錨桿的鉆孔多數(shù)有一定的傾角，因此孔壁的穩(wěn)定性較差;且土層錨桿的長細(xì)比很大，孔洞很長，保證鉆孔的準(zhǔn)確方向和直線性較困難，易偏斜和彎曲，因此施工時應(yīng)該注意:孔壁要求平直，以便安放鋼拉桿和灌注水泥漿;孔壁不得坍陷和松動，否則影響鋼拉桿安放和土層錨桿的承載能力;鉆孔時不得使用膨潤土循環(huán)泥漿護(hù)壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低錨固體與土壁間的摩阻力。
　　2安放拉桿
　　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)有材料的情況來選擇，承載能力較小時，多用粗鋼筋；承載能力較大時，多用鋼絞線鋼筋拉桿
　　2.1鋼筋拉桿
　　由一根或數(shù)根粗鋼筋組合而成，如為數(shù)根粗鋼筋則需用綁扎或電焊連接成一整體。其長度應(yīng)按錨桿設(shè)計長度加上張拉長度。
　　對有自由段的土層錨桿，鋼筋拉桿的自由段要做好防腐和隔離處理。防腐層施工時，宜先清除拉桿上的鐵銹，再涂一度環(huán)氧防腐漆冷底子油，待其干燥后，再涂二度環(huán)氧玻璃銅，待其固化后，再纏繞兩層聚乙烯塑料薄膜
　　土層錨桿的長度一般都在10m以上，有的達(dá)30m甚至更長。為了將拉桿安置在鉆孔的中心，防止自由段產(chǎn)生過大的撓度和插入鉆孔時不攪動土壁，同時為了增加拉桿與錨固體的握裹力，在拉桿表面需設(shè)置定位器(或撐筋環(huán))。鋼筋拉桿的定位器用細(xì)鋼筋制作，在鋼筋拉桿軸心按1200夾角布置，間距一般22.5m。定位器的外徑宜小于鉆孔直徑10mm。
　　2.2鋼絲束拉桿
　　鋼絲束拉桿可以制成通長一根，它的柔性較好，往鉆孔中沉放較方便。但施工時應(yīng)將灌漿管與鋼絲束綁扎在一起同時沉放，否則放置灌漿管有困難。
　　鋼絲束拉桿的自由段需理順扎緊，然后進(jìn)行防腐處理。防腐方法可用玻璃纖維布纏繞兩層，外面再用粘膠帶纏繞，亦可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固段同時進(jìn)行灌漿。鋼絲束拉桿的錨固段亦需用定位器，該定位器為撐筋環(huán)鋼絲束的鋼絲分為內(nèi)外兩層，外層鋼絲綁扎在撐筋環(huán)上，撐筋環(huán)的間距為0.5-1.0m，這樣錨固段就形成一連串的菱形，使鋼絲束與錨固體砂漿的接觸面積增大，增強了粘結(jié)力，內(nèi)層鋼絲則從撐筋環(huán)的中間穿過鋼絲束拉桿的錨頭要能保證各根鋼絲受力均勻，常用者有鐓頭錨具等，可按預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)錨具選用。沉放鋼絲束時要對準(zhǔn)鉆孔中心，如有偏斜易將鋼絲束端部插入孔壁內(nèi)，既破壞了孔壁，引起坍孔，又可能堵塞灌漿管。為此，可用一長25cm的小竹筒將鋼絲束下端套起來。
　　2.3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。
　　3壓力灌漿
　　壓力灌漿是土層錨桿施工中的一個重要工序。施工時，應(yīng)將有關(guān)數(shù)據(jù)記錄下來，以備將來查用。灌漿的作用是：1）形成錨固段，將錨桿錨固在土層中；2）防止鋼拉桿腐蝕；3）充填土層中的孔隙和裂縫。
　　灌漿方法有一次灌漿法和二次灌漿法兩種。一次灌漿法只用一根灌漿管，利用2DN-15/40型等泥漿泵進(jìn)行灌漿，灌漿管端距孔底20cm左右，待漿液流出孔口時，用水泥袋紙等搗塞入孔口，并用濕粘土封堵孔口，嚴(yán)密搗實，再以2-4MPa的壓力進(jìn)行補灌，要穩(wěn)壓數(shù)分鐘灌漿才告結(jié)束。
　　二次灌漿法要用兩根灌漿管(直徑3/4in鍍鋅鐵管)，第一次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端50mm左右，管底出口處用黑膠布等封住，以防沉放時土進(jìn)入管口。第二次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端1000mm左右，管底出口處亦用黑膠布封位，且從管端500m處開始向上每隔2m左右作出lm長的花管，花管的孔眼為φ8mm，花管做幾段視錨固段長度而定。
　　第一次灌漿是灌注水泥砂漿，利用普通的單缸活塞式壓漿機，其壓力為0.3-0.5MPa，流量為100L/min水泥砂漿在上述壓力作用下沖出封口的黑膠布流向鉆孔。鉆孔后曾用清水洗孔，孔內(nèi)可能殘留有部分水和泥漿，但由于灌入的水泥砂漿相對密度較大，能夠?qū)埩粼诳變?nèi)的泥漿等置換出來。第一次灌漿量根據(jù)孔徑和錨固段的長度而。第一次灌漿后把灌漿管拔出，可以重復(fù)使用。
　　待第一次灌注的漿液初凝后，進(jìn)行第二次灌漿，利用BW200-40/50型等泥漿泵，控制壓力為2MPa左右，要穩(wěn)壓2min，漿液沖破第一次灌漿體，向錨固體與土的接觸面之間擴散，使錨固體直徑擴大，增加徑向壓應(yīng)力。由于擠壓作用，使錨固體周圍的土受到壓縮，孔隙比減小，含水量減少，也提高了土的內(nèi)摩擦角。因此，二次灌漿法可以顯著提高土層錨桿的承載能力。
　　對于二次灌漿，國內(nèi)外都試用過化學(xué)漿液(如聚胺酯漿液等）代替水泥漿，這些化學(xué)漿液滲透能力強，且遇水后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，體積可膨脹數(shù)倍，這樣既可提高土的抗剪能力，又形成如樹根那樣的脈狀滲透。
　　如果鉆孔時利用了外套管，還可利用外套管進(jìn)行高壓灌漿。其順序是：向外拔幾節(jié)外套管(一般每節(jié)長1.5m)，加上帽蓋，加壓灌漿一次，壓力約2MPa；再向外拔幾個外套管，再加壓灌漿，如此反復(fù)進(jìn)行，直至全部外套管拔出為止。
　　4張拉錨固
　　土層錨桿灌漿后，待錨固體強度達(dá)到80%設(shè)計強度以上，便可對錨桿進(jìn)行張拉張拉前先在支護(hù)結(jié)構(gòu)上裝圍擦。張拉所用設(shè)備與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉所用設(shè)備相同。預(yù)加應(yīng)力的錨桿，要正確估算預(yù)應(yīng)力損失。由于土層錨桿與一般預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)不同，預(yù)應(yīng)力損失的因素除了通常發(fā)生的外，還包括相鄰錨桿施工引起的預(yù)應(yīng)力損失支護(hù)結(jié)構(gòu)變形引起的預(yù)應(yīng)力損失、以及土體蠕變引起的預(yù)應(yīng)力損失錨桿鎖定后，若發(fā)現(xiàn)有明顯預(yù)應(yīng)力損失時，應(yīng)進(jìn)行補償張拉。
　　5結(jié)語
　　通過土層錨桿基本知識的介紹，從構(gòu)造了解，到錨桿設(shè)計，以及施工分析，讓我們對土層錨桿有了一個完整的認(rèn)識。其具體工程方面，從錨桿設(shè)計到錨桿施工應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇分析，以保證施工的質(zhì)量及效率