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1、预应力锚索在深基坑支护中的应用 摘要:该文介绍了预应力锚索技术在地铁车站工程深基坑边坡支护中的应用情况,较好地解决了工程施工中由于锚索张拉力损失过大、不能达到设计要求,从而导致基坑变形的问题,保证了基坑及周围建筑物的安全,为工程后期施工创造了有利条件。关键词:锚索;深基坑;支护 前言 深基坑开挖采取多种多样的支护形式,而采用预应力锚索的支护形式至今日益引起人们的关注,该技术可有效地限制基坑土壁侧位移,保证基坑开挖和紧临基坑建筑物的安全。但由于锚索抗拔力受地层条件、材料强度、张拉机具等影响较大,容易出现锚固力不足的现象,导致基坑边坡变形
2、。变形过大会造成周边建筑物结构破坏,影响其正常使用;变形严重时甚至会造成塌方。因此,施工中确保锚索锚固力达到设计值无疑对基坑的安全性影响重大。1工程概况 广州市轨道交通三号线汉溪站车站总长为162m,基坑底宽为为36.5~42.5m,开挖深度约17.3m。车站采用明挖法施工,结构类型为现浇钢筋混凝土框架结构。基坑边坡采用预应力锚索+喷混凝土支护形式,锚索采用直径为15.2mm、强度为1860MPa的钢绞线作为杆体材料,锚索纵横间距为1500mm,钻孔总数约1220个。坡面挂双层Ф12@150×150钢筋网,喷射25cm厚C15混凝土。
3、预应力锚索设计参数如表1所示:2工程地质及水文地质条件 根据广州市基岩地质构造位置图,车站场地地貌为海相冲积平原区,地形波状起伏。场地位于市桥断隆区北部,下伏基岩为震旦系(Z)混合岩,风化带厚度大,无断裂构造。地基土构成及岩性特征如下:①人工填土:以素填土为主,部分为杂填土。由粉质粘土、砂等组成,厚薄不均,厚度为0.30～5.40m。②粉砂:混有少量中砂,饱和、松散,含约15%的粘粒,厚度为2.30m。③粉质粘土:含少量砂,深灰色、湿、软塑,厚度为1.50m。④淤泥质粉质粘土:饱和,流塑状,含有机质,埋藏浅,厚度薄,厚度为1.80m。
4、⑤砂质粘性土:混有少量粘性土,呈可塑状,残留约15%的石英颗粒,遇水易软化。埋藏深度不一,厚薄不均。层厚为1.80～18.90m,平均厚度为12.00m。 场地地下水有基岩孔隙、裂隙承压水一种类型。主要赋存于基岩强风化孔隙、裂隙中,由大气降水及上覆盖土层孔隙水补给。3预应力锚索施工3.1钻孔 该工程孔位成梅花型布置,水平间距为1500mm,排距为1500mm,与水平成设计夹角,孔径Φ200。施工中采用XY-2型钻机,Φ200钻头开孔,原浆护壁,硬质合金钻头钻进。钻进时,先启动水泵,使冲洗液(水)从钻杆中心流向孔底,在一定水压力
5、(0.15~0.30MPa)下,水流携带钻削下来的土屑从钻杆与孔壁间的孔隙处排出。钻进时要不断供浆冲洗,始终保持孔口水位,并根据地质条件控制钻进速度,一般以300～400mm/min为宜。待钻至规定深度后,继续用水反复冲洗钻孔中的泥砂。3.2锚索安放 1)钢绞线下料 钢绞线下料长度应等于锚索设计长度加上喷射混凝土厚度、腰梁宽度及张拉长度,张拉长度计算公式如下:L=l1+2(l1+100)+l2+l3 式中l为构件孔道自由段长度;l1为工作锚厚度;l2为千斤顶预留长度;l3为夹片式工具锚厚度。 经计算钢绞线张拉长
6、度L=800mm。 断好的钢绞线长度要求基本一致,偏差不大于5cm。端部用铁丝绑扎牢,不得参差不齐或散架。 2)钢绞线安放 钢绞线要求顺直,使用前清除表面的油污及锈膜。自由段涂抹黄油后用塑料管包裹,与锚固体连接处用铁丝绑牢。为保证钢绞线在孔中处于居中位置,防止自由段产生过大的挠度和插入钻孔时不搅动土壁,并保证拉杆有足够的水泥浆保护层,沿杆体轴线方向锚固段每隔2.0m设置一个定位器,自由段每隔2.5～3.0m设置一个定位架,两定位架之间的钢绞线用铁丝捆绑牢固。定位架安装如图1所示: 钢绞线锚索采用人工通过锚杆架送
7、入孔中完成,注浆管随锚索绑在一起同时放入孔内,注浆管口距孔底50cm。放置时,要求操作人员均匀用力,若发现孔壁坍塌,应重新透孔、清孔,直至能顺利送入锚杆为止。3.3注浆 锚索注浆采用水灰比为0.45～0.50的纯水泥浆,注浆压力为0.5~1.0MPa,用KBY-50/70型砂浆泵供浆。常压注浆采用砂浆泵将浆液经压浆管输送至孔底,再由孔底返出孔口,待孔口溢出浆液,才可以停止注浆,并封堵孔口。 注浆前用水引路,润湿输浆管道。注浆时,应注意管口始终处于浆面以下,随时活动注浆管。注浆完成后,将外露的钢绞线清洗干净,并保护好。
8、初凝硬化后若浆体不饱满时,再以0.4~0.6MPa的压力进行补浆,稳定数分钟即完成。注浆后自然养护不少于7d,在灌浆体硬化之前,不能承受外力或由外力引起的锚杆移动。
