專利名稱：：預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，特別涉及預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法。
背景技術(shù)：
：預(yù)應(yīng)力錨桿作為基坑支護是利用錨桿周圍地層土的抗剪強度來傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或保持地層開挖面的自身穩(wěn)定，由于錨桿的使用，使錨固地層產(chǎn)生壓應(yīng)力區(qū)并對加固地層起到加筋作用；另外，預(yù)應(yīng)力錨桿與土層形成一種共同工作的復(fù)合體，能有效地承受拉力和剪力，從而改善地層的力學(xué)性能。預(yù)應(yīng)力錨桿由錨頭、自由段和錨固段組成，錨頭是用于鎖定錨桿拉力的部件，由錨具、托板、螺帽等組成；自由段是將錨頭拉力傳至錨固段的中間區(qū)段，由鋼絞束、注漿體和防腐構(gòu)造組成；錨固段將作用在錨頭的拉力傳遞給穩(wěn)定地層。傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨桿中自由段和錨固段注漿采用水泥衆(zhòng)，而基坑支護時錨固段需要快凝，內(nèi)錨段采用普通水泥漿不能使基坑支護體系的安全性和經(jīng)濟性得到了保證。另外，傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力錨桿張拉質(zhì)量并不理想，給基坑支護帶來安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，解決傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護安全性不佳的問題。為此，本發(fā)明中預(yù)應(yīng)力錨桿施工采取內(nèi)錨段灌注快凝、早強水泥巻錨固劑，圍梁采用早強混凝土，從而可以實現(xiàn)對錨桿的快速張拉防止基坑變形；張拉段灌注經(jīng)濟性的水泥漿液，達到節(jié)約成本的目的；錨桿張拉采用扭力板手擰緊螺帽鎖定的方式，確保錨桿預(yù)應(yīng)力達到要求。本發(fā)明錨固劑采用錨固風槍送入鉆孔，能夠準確地控制其注入量，而錨固劑浸泡后其稠度大，不易流動，因此內(nèi)錨段的灌注質(zhì)量能夠得到有效地保證。施工步驟包括(1)錨孔定位錨桿鉆機就位時應(yīng)準確，底座應(yīng)墊平，鉆桿的傾斜角度應(yīng)用羅盤校核，角度偏差不大于2。，高差不超過30mm。(2)鉆孔施鉆時鉆頭要對準錨桿孔孔位標識下鉆，最大孔位偏差不得大于lOOmm，初始時應(yīng)用小功率緩慢鉆進，鉆進約500mm后，校正鉆孔方向，全功率鉆進。鉆機鉆進速度為0.30.5m/min，退出速度為0.50.6m/min。錨桿鉆機鉆進過程中，泥漿性能根據(jù)地質(zhì)情況進行調(diào)整。當鉆到粘土層時，泥漿比重采用1.05X103kg/m3~UX103kg/m3;當鉆到砂層時，泥漿比重采用1.2X103kg/m3~1.3X410'kg/m3。(3)清孔采用往復(fù)式壓漿泵進行大泵量清孔3min5min，把孔內(nèi)沉渣和孔壁泥皮沖洗干凈，孔底沉渣小于等于300mm。(4)錨桿制作對中支架采用將3根鋼筋圓條巻成弧狀按120°間隔點焊在錨桿上，確保錨桿保護層厚度不小于10mm,對中支架的間距按23m控第lj;止?jié){板是將圓狀薄鐵板焊接在張拉段與內(nèi)錨固段分界處，比錨桿孔孔徑小10mm。(5)錨桿孔注入錨固劑待鉆孔清洗干凈后將下人孔內(nèi)的送料管從孔底向外拔出300500mm，用錨固風槍向孔內(nèi)送入錨固劑，風槍所需風壓0.50.7MPa。錨固風槍每裝入一支錨固劑即扳動風槍板手，同時將送料管向外拔出20mm左右，如此連續(xù)不斷的向孔內(nèi)送入錨固劑直到計劃的錨固劑用量送完，然后將送料管拔出孔外。(6)下錨桿當錨固劑向錨桿孔孔內(nèi)送完后，向孔內(nèi)下入己加工制作好的錨桿，在錨桿下入孔內(nèi)前在現(xiàn)場綁扎好張拉段的進漿管，進漿管距張拉段底端不大于500mm，桿體外露長度為200300mm。(7)澆筑圍梁圍梁采用C25早強混凝土，配制混凝土?xí)r摻加2%石膏早強劑。澆筑圍梁時先將一根O20mm塑料管埋入孔內(nèi)500mm左右，作為張拉段灌漿時的排氣管，然后將已制作好的帶導(dǎo)向管的鋼墊板裝在錨桿體上，導(dǎo)向管伸入孔內(nèi)200300mm左右，導(dǎo)向管與孔壁之間的空隙用麻繩堵塞，同時將鋼墊板調(diào)整與桿體垂直后進行固定，鋼墊板與坡面之間的空隙用木板封閉即可澆筑混凝土。(8)錨桿張拉預(yù)應(yīng)力錨桿張拉按照伸長值與張拉力雙控制進行，張拉時首先采用20%張拉噸位進行預(yù)緊，然后按各級張拉噸位分級進行張拉，每級張拉噸位持續(xù)3min并測量桿體伸長值。(9)張拉段灌漿預(yù)應(yīng)力錨桿在張拉結(jié)束后應(yīng)盡快進行張拉段封孔灌漿，漿液采用水灰比為0.45的水泥凈漿，灌漿從進漿管灌注，待棑氣管返出濃漿后進行屏漿，且屏漿時間不小于10min方可結(jié)束灌漿。(10)施工監(jiān)測監(jiān)測內(nèi)容包括1、錨桿的軸力監(jiān)測，根據(jù)錨桿應(yīng)力監(jiān)測情況，在錨桿應(yīng)力損失過大時對錨桿進行二次張拉；2、支護位移的量測；3、地表開裂狀態(tài)的觀察；4、附近建筑物和重要管線等設(shè)施的變形測量和裂縫觀察；5、基坑滲水、漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化。本發(fā)明施工作業(yè)的空間不大，適用于各種地形和場地。由錨桿代替內(nèi)支撐，可降低造價，改善施工條件。錨桿拉力可通過抗拔試驗確定，因此可保證足夠的安全度。通過對錨桿施加預(yù)拉力來控制支護結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移。圖1預(yù)應(yīng)力錨樁施工工藝流程圖2預(yù)應(yīng)力錨樁示意圖附圖中1、鋼墊板，2、螺帽，3、墊圈，4、圍梁，5、張拉段排氣管，6、張拉段進漿管，7、水泥漿，8、錨桿，9、擋漿板，10、錨孔，11、錨固劑。具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細描述。某大廈高度為34m，總建筑面積35880m2，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，該工程基坑開挖深度6.40m，基坑開挖面積約為3900m2，基坑支護采取預(yù)應(yīng)力錨桿支護方法。預(yù)應(yīng)力錨桿在土層中斜向成孔，依靠錨固體與土體之間的摩擦力、拉桿與錨固體的握裹力以及錨桿強度的共同作用來承受部分作用于支護結(jié)構(gòu)上的荷載。預(yù)應(yīng)力錨桿改變了基坑的受力狀態(tài)，減小了基坑坑壁位移，維護了結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。預(yù)應(yīng)力錨桿施工采取內(nèi)錨段灌注快凝、早強水泥巻錨固劑，圍梁采用早強混凝土，張拉段灌注經(jīng)濟性的水泥漿液；錨桿張拉采用扭力板手擰緊螺帽鎖定的方式；錨固劑采用錨固風槍送入鉆孔，能夠準確地控制其注入量，使內(nèi)錨段的灌注質(zhì)量能夠得到有效地保證。預(yù)應(yīng)力錨桿施工所需材料主要有水泥、鋼筋、水泥巻錨固劑、球形墊圈和螺帽、鋼墊板、進漿管、送料管等，其中水泥為P.0.42.5級普通硅酸鹽水泥；預(yù)應(yīng)力錨桿鋼筋為032II級鋼筋；球形墊圈和螺帽從專用廠家購買，螺帽為高35mm，邊長為55mm的六方螺帽；圍梁鋼墊板采用普通鋼板，其尺寸為200mmX200mmX20mm;進漿管采用O20塑料管，送料管采用040mmPVC管；錨固劑為快凝水泥巻式錨固劑，該錨固劑由普通硅酸鹽水泥等為基材摻以外加劑的混合物，按一定規(guī)格包上特種透水紙而呈巻狀，浸水后經(jīng)水化作用而能迅速產(chǎn)生強力錨固作用的水硬性膠凝材料，其性能如表l所示。表1錨固劑性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>施工步驟包括:(1)錨孔定位錨桿鉆機就位時應(yīng)準確，底座應(yīng)墊平，鉆桿的傾斜角度應(yīng)用羅盤校核，角度偏差不大于2。，高差不超過30mm。成孔施工前應(yīng)在場地中挖好排水溝，以避免因泥漿隨意排放而影響施工。(2)鉆孔施鉆時鉆頭要對準錨桿孔孔位標識下鉆，最大孔位偏差不得大于100mm，初始時應(yīng)用小功率緩慢鉆進，鉆進約500mm后，校正鉆孔方向，全功率鉆進。為了準確控制鉆孔的角度，在施鉆時要由當班技術(shù)員用地質(zhì)羅盤控制鉆桿方向，使鉆孔角度偏差控制在2°以內(nèi)。鉆孔深度通過在鉆桿上所作標記控制，要求鉆孔深度不小于桿體有效長度，并不大于設(shè)計孔深200mm。鉆機鉆進速度為0.30.5m/min，退出速度為0.50.6m/min。錨桿鉆機鉆進過程中，泥漿性能根據(jù)地質(zhì)情況進行調(diào)整。當鉆到粘土層時，泥漿比重采用1.05X103kg/m3~l.lX103kg/m3;當鉆到砂層時，泥漿比重采用1.2X103kg/m3~1.3X103kg/m3。(3)錨桿制作在錨桿存放和轉(zhuǎn)運過程中對加工好的螺紋應(yīng)進行保護；對中支架采用3根鋼筋圓條巻成弧狀按120°間隔點焊在錨桿上，確保錨桿保護層厚度不小于10mm，對中支架的間距按23m控制；止?jié){板是將圓狀薄鐵板焊接在張拉段與內(nèi)錨固段分界處，比錨桿孔孔徑小10mm，其作用是阻擋內(nèi)錨段的錨固劑串到張拉段。(4)錨桿孔注入錨固劑把錨固風槍與主風管和送料管連接好，將送料管放入孔內(nèi)，送料管在距其出口端相應(yīng)于錨桿孔深度的距離處和距此錨固段長度的位置均作好標記，以此控制送料管下入孔內(nèi)的深度。將送料管下入錨桿孔后，通過錨固風槍采用風水聯(lián)合清洗鉆L，待鉆孔清洗干凈后將下入孔內(nèi)的送料管從孔底向外拔出300500mm，即用錨固風槍向孔內(nèi)送入錨固劑，錨固劑先浸泡約lmin左右，風槍所需風壓0.50.7MPa。錨固風槍每裝入一支錨固劑即扳動風槍板手，同時將送料管向外拔出20mm左右，如此連續(xù)不斷的向孔內(nèi)送入錨固劑直到計劃的錨固劑用量送完，然后將送料管拔出孔外。在向內(nèi)錨段送入錨固劑的過程中，當送料管出口端已向外拔出到內(nèi)錨段的頂端時，若錨固劑計劃量未用，則在送料過程中不再向外拔動送料管直至錨固劑送?！?5)下錨桿當錨固劑向錨桿孔孔內(nèi)送完后，向孔內(nèi)下入已加工制作好的錨桿，在錨桿下入孔內(nèi)前在現(xiàn)場綁扎好張拉段的進漿管，進漿管距張拉段底端不大于500mm，桿體外露長度為200300mm。(6)澆筑圍梁圍梁采用C25早強混凝土，配制混凝土?xí)r摻加2%石膏早強劑。澆筑圍梁時先將一根020mm塑料管埋入孔內(nèi)500mm左右，作為張拉段灌漿時的排氣管，然后將已制作好的帶導(dǎo)向管的鋼墊板裝在錨桿體上，導(dǎo)向管伸入孔內(nèi)200300mm左右，導(dǎo)向管與孔壁之間的空隙用麻繩堵塞，防止?jié)仓旱幕炷亮鞯娇變?nèi)，同時將鋼墊板調(diào)整與桿體垂直后進行固定，鋼墊板與坡面之間的空隙用木板封閉即可澆筑混凝土。圍梁使承受螺帽的鋼墊板與錨桿垂直且與基坑坡面緊密接觸，圍梁厚度為150mm，保證裝上螺帽后桿體外露長度50mm左右。(7)錨桿張拉預(yù)應(yīng)力錨桿張拉按照伸長值與張拉力雙控制進行，張拉時首先采用20%張拉噸位進行預(yù)緊，然后按各級張拉噸位分級進行張拉，每級張拉噸位持續(xù)3min并測量桿體伸長值(用游標卡尺測量螺帽至桿體頂端的距離確定)，實際伸長值與理論伸長值的偏差應(yīng)在-5%10%之間，否則應(yīng)暫停張拉進行檢查，查明原因后再繼續(xù)張拉。為加快張拉的速度，對同一部位的預(yù)應(yīng)力錨桿采取分批次分級循環(huán)張拉。(8)張拉段灌漿預(yù)應(yīng)力錨桿在張拉結(jié)束后應(yīng)盡快進行張拉段封孔灌漿，漿液采用水灰比為0.45的水泥凈漿，灌漿從進漿管灌注，待排氣管返出濃漿后進行屏漿，且屏漿時間不小于10min方可結(jié)束灌漿。(9)施工監(jiān)測監(jiān)測內(nèi)容包括1、錨桿的軸力監(jiān)測，根據(jù)錨桿應(yīng)力監(jiān)測情況，在錨桿應(yīng)力損失過大時對錨桿進行二次張拉；、支護位移的量測；3、地表開裂狀態(tài)的觀察；4、附近建筑物和重要管線等設(shè)施的變形測量和裂縫觀察；5、基坑滲水、漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化。在土方開挖期間對于基坑邊坡土體頂部水平位移和支護結(jié)構(gòu)側(cè)移必須每曰觀測不少于一次。當基坑開挖深度增大或發(fā)現(xiàn)變形發(fā)展較大時，必須加大監(jiān)測頻率；當變形急劇發(fā)展或出現(xiàn)破壞預(yù)兆時，必須對變形情況加密監(jiān)測。本實施例施工過程中對基坑進行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明基坑變形量在規(guī)定范圍內(nèi)，周圍道路及地面未出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，實施效果理想。權(quán)利要求1、一種預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是包括以下步驟(1)錨孔定位錨桿鉆機就位時應(yīng)準確，底座應(yīng)墊平，鉆桿的傾斜角度應(yīng)用羅盤校核，角度偏差不大于2°，高差不超過30mm。(2)鉆孔施鉆時鉆頭要對準錨桿孔孔位標識下鉆，最大孔位偏差不得大于100mm，初始時應(yīng)用小功率緩慢鉆進，鉆進約500mm后，校正鉆孔方向，全功率鉆進。鉆機鉆進速度為0.3～0.5m/min，退出速度為0.5～0.6m/min。(3)清孔采用往復(fù)式壓漿泵進行大泵量清孔3～5min，把孔內(nèi)沉渣和孔壁泥皮沖洗干凈，孔底沉渣小于等于300mm。(4)錨桿制作對中支架采用將3根鋼筋圓條卷成弧狀按120°間隔點焊在錨桿上，確保錨桿保護層厚度不小于10mm，對中支架的間距按2～3m控制；止?jié){板是將圓狀薄鐵板焊接在張拉段與內(nèi)錨固段分界處，比錨桿孔孔徑小10mm。(5)錨桿孔注入錨固劑待鉆孔清洗干凈后將下人孔內(nèi)的送料管從孔底向外拔出300～500mm，用錨固風槍向孔內(nèi)送入錨固劑，風槍所需風壓為0.5～0.7MPa。錨固風槍每裝入一支錨固劑即扳動風槍板手，同時將送料管向外拔出20mm左右，如此連續(xù)不斷的向孔內(nèi)送入錨固劑直到計劃的錨固劑用量送完，然后將送料管拔出孔外。(6)下錨桿當錨固劑向錨桿孔孔內(nèi)送完后，向孔內(nèi)下入已加工制作好的錨桿，在錨桿下入孔內(nèi)前在現(xiàn)場綁扎好張拉段的進漿管，進漿管距張拉段底端不大于500mm，桿體外露長度為200～300mm。(7)澆筑圍梁圍梁采用C25混凝土，澆筑圍梁時先將一根Ф20mm塑料管埋入孔內(nèi)500mm左右，作為張拉段灌漿時的排氣管，然后將已制作好的帶導(dǎo)向管的鋼墊板裝在錨桿體上，導(dǎo)向管伸入孔內(nèi)200～300mm左右，導(dǎo)向管與孔壁之間的空隙用麻繩堵塞，同時將鋼墊板調(diào)整與桿體垂直后進行固定，鋼墊板與坡面之間的空隙用木板封閉即可澆筑混凝土。(8)錨桿張拉預(yù)應(yīng)力錨桿張拉按照伸長值與張拉力雙控制進行。(9)張拉段灌漿預(yù)應(yīng)力錨桿在張拉結(jié)束后應(yīng)盡快進行張拉段封孔灌漿，漿液采用水灰比為0.45的水泥凈漿，灌漿從進漿管灌注，待排氣管返出濃漿后進行屏漿。(10)施工監(jiān)測。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是預(yù)應(yīng)力錨桿施工采取內(nèi)錨段灌注快凝、早強水泥巻錨固劑，圍梁采用早強混凝土，張拉段灌注經(jīng)濟性的水泥漿液。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是錨桿張拉采用扭力板手擰緊螺帽鎖定的方式。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是錨桿鉆機鉆進過程中，泥漿性能根據(jù)地質(zhì)情況進行調(diào)整。當鉆到粘土層時，泥漿比重采用1.05X103kg/m3~l.lX103kg/m3;當鉆到砂層時，泥漿比重采用1.2X103kg/m3~1.3X103kg/m3。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是錨桿鉆機鉆進過程中，泥漿性能根據(jù)地質(zhì)情況進行調(diào)整。當鉆到粘土層時，泥漿比重采用1.05X103kg/m3~l.lX103kg/m3;當鉆到砂層時，泥漿比重采用1.2X103kg/m3~1.3X103kg/m3。6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是張拉時首先采用20%張拉噸位進行預(yù)緊，然后按各級張拉噸位分級進行張拉，每級張拉噸位持續(xù)3min并測量桿體伸長值。7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是張拉時首先采用20%張拉噸位進行預(yù)緊，然后按各級張拉噸位分級進行張拉，每級張拉噸位持續(xù)3min并測量桿體伸長值。8、根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是張拉時首先采用20%張拉噸位進行預(yù)緊，然后按各級張拉噸位分級進行張拉，每級張拉噸位持續(xù)3min并測量桿體伸長值。9、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是施工步驟(9)張拉段灌漿中屏漿時間不小于10min后結(jié)束灌漿。10、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是監(jiān)測內(nèi)容包括-1)錨桿的軸力監(jiān)測，根據(jù)錨桿應(yīng)力監(jiān)測情況，在錨桿應(yīng)力損失過大時對錨桿進行二次張拉；2)支護位移的量測；3)地表開裂狀態(tài)的觀察；4)附近建筑物和重要管線等設(shè)施的變形測量和裂縫觀察；5)基坑滲水、漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化。全文摘要本發(fā)明公開一種預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護及施工方法，其特征是預(yù)應(yīng)力錨桿施工采取內(nèi)錨段灌注快凝、早強水泥卷錨固劑，圍梁采用早強混凝土，張拉段灌注經(jīng)濟性的水泥漿液。錨桿張拉采用扭力板手擰緊螺帽鎖定的方式。包括以下步驟(1)錨孔定位；(2)鉆孔；(3)清孔；(4)錨桿制作；(5)錨桿孔注入錨固劑；(6)下錨桿；(7)澆筑圍梁；(8)錨桿張拉；(9)張拉段灌漿；(10)施工監(jiān)測。本發(fā)明施工作業(yè)的空間不大，適用于各種地形和場地。由錨桿代替內(nèi)支撐，可降低造價，改善施工條件。文檔編號E02D17/02GK101634149SQ20091016418公開日2010年1月27日申請日期2009年8月5日優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日發(fā)明者奎朱申請人:奎朱