鋼板樁加預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)在深基坑施工中的應(yīng)用

鋼板樁加預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)在深基坑施工中的應(yīng)用摘要：在深基坑施工中若遇地質(zhì)條件不好，土壤凝聚力和成型較差，采用自然放坡無(wú)法滿(mǎn)足工程需要時(shí)，采用鋼板樁加預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)是一種有效的支護(hù)方式。本文主要介紹了鋼板樁加預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：深基坑；鋼板樁；錨索；聯(lián)合支護(hù)1鋼板樁加預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)工藝原理鋼板樁加預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)是在鋼板樁支護(hù)的基礎(chǔ)上增加錨索，通過(guò)錨索固結(jié)體與土壤產(chǎn)生的粘結(jié)力來(lái)增大鋼板樁抵抗土壤應(yīng)力的能力。鋼板樁插打完成后進(jìn)行基坑土方開(kāi)挖，開(kāi)挖到錨索位置后進(jìn)行錨索施工。在鋼板樁內(nèi)側(cè)距離樁頂一定高度進(jìn)行鉆孔，鉆孔成型后塞入鋼絞線，然后向孔內(nèi)進(jìn)行注漿，注漿強(qiáng)度達(dá)到要求后進(jìn)行鋼絞線張拉，張拉完后及時(shí)鎖定在鋼板樁側(cè)面的圍檁上。鉆孔內(nèi)的注漿材料和鋼絞線形成整體固結(jié)體，通過(guò)固結(jié)體與土壤產(chǎn)生的粘結(jié)力來(lái)增大鋼板樁抵抗土壤應(yīng)力的能力，從而達(dá)到支護(hù)效果（圖1-1）。1.1鋼板樁的嵌入深度鋼板樁插入基坑底下方土體的長(zhǎng)度稱(chēng)為嵌入深度，根據(jù)規(guī)范要求，鋼板樁嵌入深度H2不小于基坑深度H1的1/3。1.2錨索傾角錨索傾角越大分配到水平方向的拉力就越小，會(huì)降低錨索使用效果；但是過(guò)小的錨索傾角不利于灌漿施工，無(wú)法確保灌漿的密實(shí)性和飽滿(mǎn)性，畢竟密實(shí)飽滿(mǎn)的灌漿體對(duì)摩擦力影響較大。綜合考慮錨索傾角為15°和25°之間。1.3錨索的固定端和自由端錨索固定端的作用主要是提供鋼板樁所需的拉力，自由端的作用主要是提供錨索張拉時(shí)產(chǎn)生的伸縮量，自由端不需要進(jìn)行灌漿。同時(shí)錨索的固定端和自由端的長(zhǎng)度都需要通過(guò)計(jì)算得出。規(guī)范要求錨索自由端長(zhǎng)度≥5m，施工中長(zhǎng)度設(shè)定為5m；固定端長(zhǎng)度≥6m。1.4圍檁（腰梁）圍檁也稱(chēng)為腰梁，圍檁的作用一方可以增加鋼板樁的整體剛度，另一方起到固定錨具的作用。圍檁一般采用槽鋼、H型鋼等材料制成。2適用范圍本支護(hù)工藝適用于粘性土、粉土、砂土等土壤類(lèi)別的深基坑支護(hù)，深度不宜大于10m。3工藝特點(diǎn)1、施工快速、便捷，支護(hù)效果顯著；2、對(duì)施工場(chǎng)地要求低，不占用基坑內(nèi)部空間，給后續(xù)施工帶來(lái)方便；3、綠色、環(huán)保而且可以循環(huán)使用、施工費(fèi)用低，具有較好的防水功能。4支護(hù)形式選擇4.1拉森鋼板樁鋼板樁常采用拉森鋼板樁，拉森鋼板樁帶有止口（鎖扣），其優(yōu)點(diǎn)為強(qiáng)度高，防水性能好，綠色、環(huán)保，施工速度快，并可多次重復(fù)使用。4.2鋼板樁和支護(hù)形式選擇鋼板樁選擇不僅要滿(mǎn)足施工需要，還要經(jīng)濟(jì)合理，盡量節(jié)省費(fèi)用，但需通過(guò)驗(yàn)算。以下是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件驗(yàn)算得出的不同深度的基坑所采用的支護(hù)形式（表5.2-1）。其中鋼板樁型號(hào)統(tǒng)一采用拉森鋼板樁NSP-Ⅲw型（厚度13.4mm），錨索采用2Φs15.2（7Φ5）鋼絞線（兩束公稱(chēng)直徑為15.2mm的鋼絞線，每束由7根直徑為5mm的鋼絲擰成）。5重點(diǎn)工序介紹（本文主要介紹錨索和圍檁施工工藝）先期進(jìn)行鋼板樁打入和基槽開(kāi)挖工作，基坑開(kāi)挖完成后便可進(jìn)行錨索和圍檁的施工。先進(jìn)行錨索的鉆孔和注漿施工，接著進(jìn)行圍檁安裝，最后進(jìn)行錨索的張拉和鎖定。距樁頂一定高度（單排：高度為1.8m；雙排：第一排高度為1.8m，第二排高度為4.8m）處背靠背錨接2根24#槽鋼圍檁，打入一排20m錨索，三樁一錨，水平間距1.8m，錨索由2Φs15.2（7Φ5）鋼絞線制作而成（兩束公稱(chēng)直徑為15.2mm的鋼絞線，每束由7根直徑為5mm的鋼絲擰成）。5.1錨孔定位鉆孔前按方案要求放線確定錨孔位置，并在鋼板樁上作上標(biāo)記，畫(huà)出錨孔的輪廓邊線。錨孔水平方向的孔距偏差不大于50mm，垂直方向的孔距偏差，不大于100mm。5.2鉆孔1、鉆孔前安排人工使用火焊沿著鋼板樁上的錨孔輪廓邊線把邊線內(nèi)的鋼板切割掏出。2、鉆孔機(jī)具應(yīng)滿(mǎn)足支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)錨桿鉆孔參數(shù)的要求，鉆孔直徑100mm-150mm，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的鉆孔角度、孔深及孔徑施工。如錨孔鉆進(jìn)時(shí)遇到地下障礙，可做局部調(diào)整。鉆孔孔徑、孔深要求不得小于設(shè)計(jì)值。為確保錨孔直徑，要求實(shí)際使用鉆頭直徑不得小于設(shè)計(jì)孔徑。為確保錨孔深度，要求實(shí)際鉆孔深度大于設(shè)計(jì)深度0.2m以上。5.3錨索制作與安裝1、錨索采用低松弛高強(qiáng)度鋼絞線，單根強(qiáng)度為1860MPa。錨索下料長(zhǎng)度為：自由段長(zhǎng)度（5m）+錨固段長(zhǎng)度（長(zhǎng)度不小于6m）+1.0m千斤頂工作長(zhǎng)度。2、錨索自由段不需要注漿，因此在錨索自由端設(shè)置隔離套筒或用塑料布包裹兩層。3、安裝前，要確保每根鋼絞線順直，不扭不叉，排列均勻，除銹、除油污，對(duì)有死彎、機(jī)械損傷及銹坑處剔出。4、應(yīng)沿錨索全長(zhǎng)設(shè)置架線環(huán)。架線環(huán)的作用類(lèi)似混凝土墊塊，一方面能夠保證錨索體的保護(hù)層厚度不小于10mm，另一方面可以安裝注漿管有效解決注漿問(wèn)題。定位支架的間距自由端為1.5m-2.0m，錨固段為1.0m-1.5m。5、注漿管應(yīng)在末端1/4-1/3范圍內(nèi)設(shè)置注漿孔，孔間距500mm-800mm，每個(gè)注漿截面的注漿孔為2個(gè)。6、錨索體安裝采用人工緩緩將錨索體塞入孔內(nèi)，用鋼尺量出孔外露出的鋼絞線長(zhǎng)度，計(jì)算孔內(nèi)錨索長(zhǎng)度（誤差控制在50mm范圍內(nèi)），確保錨固長(zhǎng)度。5.4錨索注漿注漿液采用純水泥漿,注漿固結(jié)體強(qiáng)度不低于20Mpa，注漿采用二次壓力注漿，終止注漿的壓力不小于1.5Mpa。2、注漿材料選用32.5級(jí)水泥，水灰比為0.5-0.55，水泥漿可摻入提高注漿固結(jié)體早期強(qiáng)度和微膨脹的外加劑，其摻入量應(yīng)按試驗(yàn)確定。3、注漿量應(yīng)達(dá)到理論注漿量的1.0-1.2倍，并及時(shí)補(bǔ)漿。實(shí)際注漿量一般要大于理論的注漿量，或以錨孔不再排氣且孔口漿液溢出濃漿作為注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)。如一次注不滿(mǎn)或注漿后產(chǎn)生沉降，要補(bǔ)充注漿，直至注滿(mǎn)為止。4、注漿結(jié)束后，將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈，同時(shí)做好注漿記錄。5.5圍檁（腰梁）安裝1、在注漿體養(yǎng)護(hù)期間進(jìn)行圍檁安裝，距樁頂一定高度處背靠背錨接2根24#槽鋼圍檁。2、上下兩排槽鋼背靠背放置，兩排槽鋼兩腹板凈距與錨孔位置一致,間距為50mm。3、槽鋼安裝時(shí)使用吊車(chē)把槽鋼吊至錨孔位置，使用手工焊把槽鋼固定在鋼板樁上，要確保槽鋼水平。若槽鋼與鋼板樁之間的空隙大小不一，可以塞入不同厚度的墊板，然后手工焊把槽鋼與鋼板樁焊接牢固。4、上下兩排槽鋼用連接焊板進(jìn)行連接，連接焊板尺寸為200mm×80mm×10mm，間距為2m，焊接為滿(mǎn)焊。同一排兩根槽鋼對(duì)焊連接，同時(shí)通過(guò)連接綴板進(jìn)行連接，連接綴板的尺寸為100mm×50mm×10mm。5.6張拉1、張拉條件。當(dāng)注漿體強(qiáng)度達(dá)到15MPa或設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)方可張拉（可通過(guò)同條件試塊抗壓強(qiáng)度判斷）。2、張拉機(jī)具。錨索張拉采用專(zhuān)用設(shè)備，設(shè)備在張拉前進(jìn)行標(biāo)定，錨具、夾片經(jīng)檢驗(yàn)合格方可使用。3、張拉方法。錨索張拉采取鋼絞線束整體張拉鎖定的方法，張拉應(yīng)平緩加載，加載速率不大于0.1Nk/min（Nk為錨索軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值）。錨索張拉分三個(gè)階次，第一階次張拉至設(shè)計(jì)荷載的50%，第二階次張拉至設(shè)計(jì)荷載的75%，第三階次張拉至設(shè)計(jì)荷載的110%（避免預(yù)應(yīng)力損失）。前兩階次張拉持荷停留時(shí)間為5min，最后階次張拉持荷停留時(shí)間為30min，同時(shí)最后階次張拉在注漿體強(qiáng)度達(dá)到90%以上進(jìn)行，整個(gè)張拉過(guò)程做好張拉記錄。4、鎖定。最后一階次張拉完成后使用錨具進(jìn)行鎖定。5、后續(xù)處理。張拉完成后的鋼絞線其余部分截去，須用機(jī)械切割，嚴(yán)禁電弧燒割。錨具鎖定后，對(duì)孔口段實(shí)施二次注漿，確?？卓诙巫{密實(shí)。結(jié)束語(yǔ)鋼板樁加預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)是一種有效的深基坑支護(hù)方式，不論在建橋圍堰、