所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-12-01 17:17 熱度:
【摘要】在分析探討加筋水泥土門字型錨樁支護結構比傳統支護技術優越的基礎上,探討了加筋水泥土門字型錨樁支護結構的構造,并從攪拌樁施工和預應力錨索施工兩個方面闡述了加筋水泥土門字型錨樁支護結構的施工。
關鍵詞:加筋水泥土;門子型;錨樁支護結構;施工
1引言
加筋水泥土門字型錨樁支護結構是一項基坑支護新技術,在安全性、經濟性、施工方便性等方面都比傳統支護技術優越。但是,對這項新技術的設計理論研究明顯不能滿足工程實踐的需要。至今,對于這一支護形式尚沒有系統的設計分析理論,從而導致在實際設計計算中照搬傳統支護的設計模式,不能真正體現這一結構體系的自身特點,引起設計計算模型和結構的實際受力變形相脫節、現行理論對于該種支護結構的工程實踐失去了指導意義。因而工程領域迫切需要對該項技術的設計理論進行研究,為此本文對加筋水泥土門字形型錨樁支護體系的結構和施工進行探討具有重要的現實意義。
2加筋水泥土門字型錨樁支護結構的構造
加筋水泥土門字型錨樁支護結構通常由水泥土攪拌樁、預應力錨樁(或型鋼)、和冠梁組成門字型結構,如圖1所示。
1-水泥土墻;2-型鋼或預應力錨索(如果是型鋼則不需要如圖a所示做法)
圖5“門字型”加筋水泥土門字型錨樁支護結構示意圖
A—A樁墻截面圖B—B錨樁截面圖a、b—局部放大圖
。1)水泥土攪拌樁
水泥土攪拌樁通常把水泥作為固化劑的主劑,水泥一般采用強度等級42.5或52.5#普通硅酸鹽水泥,水泥摻入比為12%~15%,同時可加入適量的外加劑,如水玻璃等,其摻入量宜為水泥重量的0.2%。水泥土的28天立方體抗壓強度不小于0.9MPa。
攪拌樁分為豎樁和斜樁兩種,攪拌樁的截面尺寸和深度取決于設計計算。目前樁體直徑多采用650~850mm,當考慮止水作用時豎樁咬合寬度不宜小于150mm,不考慮止水作用時咬合寬度不宜小于100mm,斜向水泥土錨樁體的傾角為45~70,水平間距1.0~2.0m。
。2)預應力錨樁
預應力錨樁由自由段、錨固段、錨頭及墊塊五部分組成。其形式有多種,最簡單的是拉力型錨樁。預應力錨樁分為自由段和錨固段,自由段的拉桿與漿體是分開的,可以認為該段與漿體無粘結力傳遞。其作用是將錨頭所承擔的力傳遞給錨固段及擴大頭。錨固段處于深層穩定土體,與周圍土體牢固結合,以剪力的形式將插筋拉力分散到穩定土層,其形式有圓柱型、擴大端部型、連續球型,這里采用的為擴大端部型此處只簡要介紹一下本文所述錨樁的構造,其構造簡圖見圖2。
圖2錨固段端部擴大頭示意圖
這種錨樁可以在錨固端形成直徑為水泥錨樁固段二倍左右的擴大頭,以增大斜錨樁的抗拔力。
。3)冠梁
冠梁的作用為壓頂和把豎樁的水平力傳遞給斜錨樁。冠梁的高度一般為400~700m,厚度根據攪拌樁直徑確定。冠梁與錨樁體的連接應按照圖3。
3加筋水泥土門字型錨樁支護結構的施工
加筋水泥土門字型錨樁支護結構的施工過程如下圖4所示
圖4加筋水泥土門字型錨樁支護結構施工流程
3.1攪拌樁施工
攪拌樁是該圍護結構的主體,豎直攪拌樁之間搭接而構成水泥土擋墻以抵抗墻外的水土壓力,斜向攪拌樁由于其本身具有剛度可以承擔部分土壓力,但其主要作用為預應力錨索發揮作用的載體。
攪拌樁是通過特制的深層攪拌機些在地基深處將土和水泥強制攪拌,利用水泥和土之間的一系列物理與化學反應,是土硬結成整體性、水穩定性良好且具有一定強度的樁體。對于具有防滲要求的基坑圍護可以通過控制水泥摻入比和豎直樁搭接寬度達到防滲帷幕的功能:一般水泥摻入比宜在13%~15%,搭接寬度不小于150mm。攪拌樁的施工流程如圖5。
圖5攪拌樁施工流程圖
攪拌樁施工過程中常采用的技術措施:攪拌機的定位誤差應小于50mm;樁架平臺應水平,以避免出現樁與樁之間出現分叉;成樁采用邊轉進邊往土中噴射水泥漿液的方法,漿液水灰比控制在1:3左右,噴漿時提升速度應與輸漿速度同步,一般不大于0.5m/min;相鄰樁之間的施工應連續作業,施工間歇不宜超過8小時。豎直攪拌樁完成可立即吊裝型鋼(或者插筋),對于有預應力要求的錨樁體,采用一次跟進法施工錨索,待到水泥土強度達到75%的最終強度時即可進行鎖定。
3.2預應力錨索施工
。1)鉆孔
特制錨桿鉆機采用垂直或傾斜向下鉆孔兩種方式,孔深一般為在8~20m,為保證樁體順直,孔體鉆進方向的誤差一般應小于1.0%,否則豎樁傾斜、斜樁體偏離設計位置,施加預應力鎖定后,由于錨索與預應力不重合,錨索在拉力作用下將發生向順直方向回位的現象,從而,造成預應力損失;孔徑一般為300~600mm,誤差應控制在2%以內。
。2)預應力錨索加工
目前預應力筋體一般采用2根7Φ5的鋼鉸線或者2根Φ15.2的鋼絞線制成,要求鋼絞線順直且應除銹。對于拉筋體自由段及孔口附近的錨索要用PVC管封裝,以隔絕錨索與水泥土之間的粘結。錨索的端部穿過法籃盤并用特制擠壓錨或者Φ40的厚壁鋼管鎖定。擴大頭部分構造如圖2-3所示,下部的擴孔裝置為三塊鋼板焊接于Φ120的厚壁鋼管,鋼管外套一個可以自由轉動的法蘭盤和一墊圈,Φ120鋼管的頂部再焊接于Φ140的厚壁鋼管。施工時地質轉桿套接于Φ140的鋼管,便可達到鉆孔與錨索的同步作業。施工結束地質轉桿可以回收。
。3)冠梁施工
冠梁施工前要清理攪拌樁頂上的浮漿,并整平基槽以確保冠梁的厚度保持一致;炷翝沧⑶皵嚢铇吨械牟褰顟c冠梁中的鋼筋焊接好。錨索錨固位置處的配筋應適當加密,以便于集中力的擴散。
。4)預應力錨索鎖定及基坑開挖
錨索施工后,經過兩周的養護即可按照《土層錨桿設計與施工規范》(中國工程建設標準化協會)所介紹的方法進行張拉。預應力分級張拉至1.2倍設計值后再退至設計值鎖定。錨索張拉至設計值鎖定后,由于錨頭部分的墊板剛度不足而導致預應力損失,此時應再行張拉至設計值。
張拉過程中還應抽樣檢驗錨索,其標準為實測錨索軸向變形是否超出最大和最小變形標準值。標準值可以參照下式選取:
式中:P—預加荷載值;Lf—錨桿自由段長度;Le—錨桿錨固段長度;E、A—錨桿的彈性模量和斷面面積。
錨索全部鎖定,24小時后即可進行基坑開挖,開挖應分層,一般每層宜控制在2~3m,這樣土體應力逐步釋放,有利于控制支護結構和土層的水平位移。
參考文獻
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文章標題:加筋水泥土門字型錨樁支護結構的構造與施工
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