錨桿支護作為巖土工程加固的一種重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等優點,錨桿進行邊坡支護不占單獨工期,可以和基坑開挖同期進行。而工程造價比傳統樁支護節省費用40%以上,且能夠滿足基坑邊坡穩定和對周圍建筑物保護的要求。
1 錨桿支護的優越性
(1)錨桿支護作為巖土工程加固的一種重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等優點,深基坑開挖后,巖土的受力狀態發生改變。當打入錨桿后,由于錨桿與巖土的相互作用,使得深基坑巖土受力狀態又發生改變。主要表現在:1)錨桿與巖土黏結在一起,提高了巖土體的整體剛度,增強了巖土的抗變形能力,加強了巖土巖體的整體性;2)由于錨桿的抗拉作用,當錨桿穿越破巖土層深入穩定巖土層時,對不穩定巖土起著懸吊作用;它是將錨桿錨噴網與基坑滑裂面以外的巖土體連成的一個整體。
(2)降低成本、減少工人的勞動強度。采用錨桿支護與其他圍護措施對比可以大幅度節約大量鋼材、水泥、木材等支護材料,有利于節約自然資源。采用錨噴網支護技術,同時也減小了工作量,加快了工程進度。
2 基坑支護設計
根據《人防工程施工及驗收規范》(GBJ134―90)當基坑開挖不能放坡時,可采用土層錨桿支護。而深基坑開挖時必須采取支護措施,經過多種方案分析比較后再確定支護方案,對于巖土層錨桿的設計應考慮以下幾個方面的問題:
(1)埋置深度:錨桿埋設深度應遵循最上層錨桿的覆土厚度,不使錨桿向上垂直分力引起地面隆起的原則,一般為4-5M,
若周圍有建筑物,可小一些。
(2)錨桿層數:應由計算確定。一般上下兩層的間距為2~5M。層數決定了錨桿的垂直間距。
(3)錨桿的水平問題和傾角:錨桿水平間距為1.5-4.0M,傾角不應小于12.50,多為15~250。
(4)錨桿長度及直徑:錨桿直徑根據機械成孔或人工成孔方式,大多為130mm左右。
3 施工工藝流程
工藝流程
3.1開挖
(1)土方開挖采用反鏟開挖,開挖前由測量員測放基坑開挖線。
(2)土方開挖在基坑邊應分層開挖,每層開挖深度應同設計錨桿豎向間距。
(3)基坑周邊開挖時,必須做到開挖一層,支護一層,開挖一段,支護一段,嚴禁超挖。開挖后,坡面要及時支護露過長。同一坡面上,上層支護體施工時間與下層土開挖時間間隔不得暴露5天。
3.2 施工
(1)修坡:依據基抗放坡系數,進行修坡。坡面采用人工修坡,嚴禁機械對已形成的坡面進行碰撞破壞,。
(2)成孔:成孔機械多種多樣,根據現場和進深能力達到要求的情況下,一般利用小型機械較容易操作。對于土質較好,孔較短的土方也可用洛陽鏟成孔也可達到事半功倍的效果。
(3)放筋:鋼筋放置應居中延長放置,每隔2.0M放置一個定位器。鋼筋長度不夠可采用對焊或綁焊,綁焊長度不應小于4d(d為鋼筋直徑),在插入鋼管時應將注漿管與鋼筋一起綁扎入孔,注漿管距孔底50cm左右。
(4)編鋼筋網:鋼筋網采用?6.5?鋼筋制作,鋼筋間距為250?×250?,加強筋采用Ф16螺紋鋼筋制作。網筋與網筋、網筋與加強筋、加強筋與錨桿芯之間用422電焊條點焊。上下網搭接、網筋之間搭接長度應大于300?。
注漿液可采用純水泥漿,也可用灰砂比1:1的水泥砂漿;注漿壓力控制在2~3MPa左右,水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥,為保證注漿液與周圍土體緊密結合,在孔口處設里注漿塞。
(6)對軟弱土層處理:軟弱土層指邊坡自穩時間為零或及短,不易成孔,隨挖隨塌的土質,如雜填土,飽和淤泥質土等。對于含水量較大的土層有時還會伴隨流砂現象產生。對這類土的處理辦法是設置超前錨管,并設置反濾層塑料管進行有序排水。
具體操作為:土方分層分段開挖,每層段不宜過大,坡面形成后初噴一次,將土面覆蓋即可,待鋼筋網及錨桿安置后進行第二次噴射混凝土面板,混凝土混凝土強度為C20,厚度為80~100mm,均采用兩層噴射。混凝土配合比為水泥:砂:瓜米石=1:2:2.5,水泥采用強度為PO32.5MPa普通硅酸鹽水泥,噴射時加入適量的早強劑,噴射由上至下進行。為保證噴射混凝土的厚度,則在坡面上垂直打入短鋼筋作為控制標志。
在開挖之前利用外徑不小于48mm的鋼管(錨管)直接垂直壓(打)入土層中,鋼管長度不應小于單層開挖深度的2倍,間距為30~50cm。開挖后再以大致150傾角沿坡面壓力鋼管。該處鋼管應在管壁上鉆8~10mm,間距30cm左右的小孔(邊端1.5m不設孔),作為出漿眼,在管上快速掛網(提前制作),
4技術保障措施
(1)一般支護應與土方開挖同期進行。支護現場人員分為四個班組,即成孔班、鋼筋班、噴注班,材料供應、每班人員大致相等。
(2)鉆孔要保證位置正確,要隨時注意調整好錯孔位置(上、下左右及角度),防止高低參差不齊和相互交錯。
(3)鉆孔后要反復提搖孔內鉆桿,并用水沖洗,直至出清水,再接下節鉆桿,遇有粗砂、砂卵石土層,在鉆桿鉆進最后一節時,應比要求深度多10~20cm,以防砂、碎卵石堵塞管子。
(4)注漿管使用前要檢查有無破裂堵塞,接口處要處理牢固,防止壓力加大時開裂跑漿。
(5)干作業鉆孔拔出鉆桿后要立即注漿,以防塌孔。水作業砼孔拔出鉆桿后,外套留在孔內不會坍孔,但不宜間隔時間過長,以防流砂涌入管內,造成堵塞。
(6)注漿壓力一般不能低于0.8MPa,但不宜大于2MPa宜采用封閉式壓力注漿和二次壓力注漿,可有效把提高鉆桿抗拔力(20%左右)。注漿材料可根據氣溫和土質情況與使用要求,適量摻加早強劑、防凍劑或減水劑。