某工程鉚釘式錨桿的施工技術(shù)方案

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　　一、工程概況

　　我單位承建的某危改工程乙棟住宅，基礎為φ300鉆孔灌注樁及承臺梁組合結(jié)構(gòu)?；A置于粉砂泥巖的坡頂上，坡高12m左右，粉砂泥巖，裂隙發(fā)育，巖體呈50°~60°滑坡帶。在平基時，因雨季施工，巖體裸露后，受雨水滲透影響，造成粉砂泥巖產(chǎn)生局部垮蹋。危及建筑物基礎的穩(wěn)定和施工人員的安全操作。影響相鄰建筑甲棟住宅的安全，在此情況下，我們立即停止施工，向公司總工辦反映，與公司共同查勘研討后，為保證巖坡的穩(wěn)定，決定先采用鉚釘式錨桿來將巖坡錨固好，然后再施工乙棟住宅鉆孔灌注樁。當時，對危巖的處理，一般采取錨桿深入穩(wěn)定層后在外作擋土墻，鑒于本處巖層不是太破碎，采用鉚釘式擴大頭鉚住滑動層，以防止危巖下滑，這種處理方法很新穎。

　　鉚釘錨桿，設計直徑D=125mm，每孔采用3根Ⅱ級鋼筋焊接骨架，錨桿錨固砂漿采用水泥砂漿M30.垂直高度12m高共計布置五排鉚釘式錨桿，錨桿水平間距離1.65m，固定錨固段落不小于5m，自由錨固段隨巖坡高度呈線性增加，鉚釘砼C28，內(nèi)配雙向φ12@100，雙層鋼筋網(wǎng)片，錨桿水平傾角15°。

　　二、錨桿施工準備

　　錨桿是一種新型承拉桿件，它的一端與結(jié)構(gòu)物或擋土墻樁聯(lián)結(jié)，另一端錨固于地基巖石中，利用巖石與錨桿不能與錨固力來承受各種向外傾覆力。

　　本工程鉚釘式錨桿的施工難度在于錨桿不能與豎向鉆孔灌注樁相撞，必須準確控制鉆孔角度，不能左右偏斜。

　　針對施工中可能出現(xiàn)的問題，制定了如下技術(shù)措施：

　　1、定好一平行于乙棟住宅基礎線的垂直面，以此控制鉆孔角度和鉆孔位置。

　　2、用水平尺控制機座水平，用自制量角器控制錨桿的傾角和左右偏差角度。確保錨桿和水平呈15°角。

　　3、采用φ15mm鍍鋅水管絲接檢測鉆孔深度。

　　4、為保證砂漿有低收縮性高耐久性，砂漿水灰比控制為0.40，并摻入5‰的NNO.

　　三、錨桿施工程序根據(jù)實際情況，制訂了工藝流程，要求嚴格執(zhí)行。

　　四、成孔

　　鋼管架設好后，按設計要求測量定孔位，錨桿孔的鉆孔工藝將直接影響錨桿錨固能力。本工程采用國內(nèi)通常采用的旋轉(zhuǎn)鉆孔機鉆孔，因考慮巖體裂隙發(fā)育，且考慮巖體裂隙發(fā)育，且?guī)r體呈50°~55°滑坡帶，為免造成粉砂巖繼續(xù)垮踏，鉆孔為干鉆法施工，采用機械為4m3氣壓縮機，利用空氣介質(zhì)清孔，鉆為重慶探礦機械廠生產(chǎn)的XY-2PB型鉆機，整機重量不到1.0t.該鉆機能將回轉(zhuǎn)軸固定在不同的角度施行鉆孔，加之用自制量角器測，有效地保證了錨桿和水平面呈15°夾角要求，鉆機底部裝有便于移動的行走架，移動方便。鉆機就位準確方便，保證了鉆孔的質(zhì)量。

　　設計錨桿孔孔徑在錨固段和非錨固段為φ125mm.下傾15°，成孔后立即驗孔及清錨桿孔，下錨灌漿。

　　五、下錨灌漿

　　設計在非錨固段，仍采用砂漿封閉，減少了對錨桿的特殊防腐處理。灌漿是錨桿施工的關鍵階段，直接影響錨桿的質(zhì)量，不僅灌漿時作好有關數(shù)據(jù)記錄，而且采取有效的措施控制灌漿質(zhì)量。為了減少砂漿凝固時的收縮，盡量減小水灰比，加大用砂量，選用配合比為水泥：砂：水=1：1.1：0.4，并摻入5%NNO，砂為特細砂，細度模數(shù)不小于0.7，含泥量不大于3%.水泥為普通硅酸鹽水泥525#.

　　灌漿時將灌漿管插入孔底，用砂漿泵水泥砂漿壓入孔內(nèi)，灌漿泵工作壓力要求為0.4MPa以上，壓力灌漿直到孔口溢出濃度為所灌砂漿一致時為止。灌漿管的移出速度應根據(jù)泥巖區(qū)情況和孔深控制，特別在裂隙發(fā)育的強風化泥巖區(qū)，要根據(jù)施鉆記錄，鄰近孔的灌漿情況，并振動式緩慢移出，確保灌漿管始終埋入砂漿內(nèi)。移出灌漿管時，使所灌砂漿都受到輕微振動，以減少氣泡產(chǎn)生的防止灌漿不密實。灌漿管撥出后，立即插放錨桿鋼筋骨架，并施以輕微振動，鋼筋骨架安裝位置見剖面圖3.然后檢查鋼筋骨架是否放到位，當鋼筋骨架放到位后再檢查灌漿完好情況，進行二次灌漿并封閉孔口。整個錨桿施工完畢，三天內(nèi)達不到強度后，立即施工鉚釘式錨桿的鉚釘，幾何尺寸詳圖5A大樣。在施工中，承力臺內(nèi)布置增加二片鋼筋網(wǎng)片，采用鋼筋為φ12雙向布置間距@100×100.承臺澆搗好后，整個鉚釘式錨桿的施工宣告完畢。

　　六、鉚釘式錨桿的施工驗算

　　根據(jù)巖石穩(wěn)定分析，按最不穩(wěn)定面確定，按圖6進行滑動面應力分析。

　　1、錨桿抗力計算：

　　H=12m

　　L=H÷sin55°=12/0.819=14.65m

　　B=L×cos55°=14.65×0.574=8.41m

　　γ=2.5（t/m3）（巖石容重）

　　A=1.65（m）（錨桿水平間距）

　　F=0.1（滑動面內(nèi)磨擦系數(shù)）

　　巖石重力W=H？B？A？γ/2

　　=12×8.41×1.65×2.5/2

　　=208（t）

　　F=F？L？A=0.1×14.65×1.65=2.42（t）

　　應用工程錨桿拉力N=K？P

　　K=1.3（抗滑安全系數(shù)）

　　P=錨桿抗滑拉力

　　F=巖體抗滑磨擦力

　　根據(jù)滑動面應力分析圖建立平衡方程式，

　　Psin70°×tan35°+Pcos70°+F-Wcos55°+Wcos55°×tan35°=0

　　整理后，得：

　　P=[（sin55°-cos55°×tan35°）-F]/（in70°×tan35°+cos70°）

　　=[208（0.819-0.574×0.7）-2.42]/（0.94×0.7+0.342）

　　=84.4

　　N=kp=1.3×84.4=109.72t

　　tan35°=tan⊙——為內(nèi)磨擦角。

　　2、錨桿鋼筋計算

　　Ag=K1？N/δg？K2=1.4×109720/3400×0.9=50.2（cm2）

　　K1-軸心受拉基本安全系數(shù)

　　K2-附加安全系數(shù)

　　實際采用錨桿鋼筋

　　二排3@25Ag=14.73×2=29.46（cm2）

　　二排3@22Ag=11.4×2=22.8（cm2）

　　一排3@20Ag=9.41（cm2）

　　錨筋合計面積61.67（cm3）＞50.2（cm2）

　　滿足要求。

　　3、錨固長度驗算

　　實際鋼筋應力

　　δg=K1？N/Ag=1.4×109720/61.67=2491kg/（cm2）

　　最大使用鋼筋錨桿

　　3@25Ag=14.73（cm2）

　　錨桿拉力N1‘=Ag？δg=14.73×2491=36.70t

　　L=5m（錨桿固定錨固段）

　　τ=2kg/（cm2）（水泥砂漿與巖石的粘結(jié)力）

　　實際錨固力　N1=πDτL

　　=3.14×12.5×2×500

　　=39.25t＞36.7t

　　滿足要求

　　4、鉚釘計算按局部承壓驗算采用C28砼

　　取　β=3

　　Ra=175kg/（cm3）

　　Uc=0.75（局部抗壓強度修正系數(shù)）

　　K=2.65（局部抗壓安全系數(shù)）

　　Ad=60×60=3600（cm2）

　　Nc=βRaAdUc/K=3×175×3600×0.75/2.65

　　=534.9（t）＞N1（t）

　　滿足要求

　　七、小結(jié)

　　錨桿以其用料省，工郊快，施工方便，在國外已被廣泛應用于防滑護坡工程，隨著深基礎工程不斷增多，特別是深基礎工程的鄰近舊有建筑，公路干線、管線，開挖不能放坡時，它的動用將給施工帶來極大的方便，采用錨桿施工是解決坡頂建筑的安全穩(wěn)定的極好辦法。中二路危改工程乙棟住宅鉚釘式錨桿是錨固技術(shù)在巖土工程中的應用的一項成功實例。

　　該工程采用鉚釘式錨桿的施工，即解決甲棟住宅的主體施工的安全進行，又將滑坡巖體錨固穩(wěn)定，在滑坡體上建造8層住宅，安全、可靠，大量減少土石方開挖量，在施工過程中，未產(chǎn)生危巖體垮蹋。乙棟住宅基礎邊坡采用鉚釘式錨桿進行護坡，是一次大膽嘗試，現(xiàn)該建筑已于93年建好，經(jīng)過幾年來的使用，筆者多次現(xiàn)場觀察，基礎和邊坡未見異常，效果很好。

　　錨桿施工工藝在巖土錨固工程應用，前途廣泛，安全可靠，特別在危巖處理，擋土墻的邊坡處理，地下室側(cè)墻處理，以及滑坡治理中，在坡頂建筑安全穩(wěn)定的處理中，經(jīng)濟性好，減少材料用量，工效快，有著廣闊的發(fā)展前景。