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文档简介

地铁车站支护结构施工工艺标准本次主要介绍三种常用形式的支护结构施工,即钻孔灌注桩+内支撑、钻孔灌注桩+土层锚杆、土钉墙护坡。其施工内容主要包含钻孔灌注桩施工、钢管内支撑的安装、土层锚杆施工、安装钢筋网片及喷射混凝土。钻孔灌注桩+钢管内支撑钻孔灌注桩+钢管内支撑钻孔灌注桩+土层锚杆钻孔灌注桩+土层锚杆2.2.1钻孔灌注桩+内支撑施工(一)施工工艺流程第一步:架设围挡、管线改移,开挖至冠梁底设计标高,进行钻孔灌注围护桩及冠梁施工图一第二步:土方开挖及分别架设钢支撑,直至基坑底部,并严格遵守“先支撑,后开挖”的原则;其架设支撑和土方开挖的顺序如“图一”所示:挖除①位置土方→架设第一道支撑→挖除②位置土方→架设第二道支撑→挖除③位置土方→架设第三道支撑→持续挖除eq\o\ac(○,n)位置土方→架设第n道支撑→挖除eq\o\ac(○,n1)位置土方→清理坑底。图一第三步:进行基坑底部处理,施工垫层,铺设防水层,施工底板、底梁等。第四步:拆除最低道及第三道支撑,继续向上铺设防水层,浇筑边墙、中柱及梁板结构。第五步:拆除第二道支撑,继续向上铺设防水层,施工二层(站厅层)结构,铺设顶饭防水层第六步:拆除第一道支撑,回填覆土,恢复临时改移管线、路面及施工车站各层其他结构。(二)钻孔灌注护坡桩施工(1)钻孔灌注护坡桩的特点1.桩位精度、垂直度要求高2.护坡桩承受侧压力不同于普通的垂直受力,桩的保护层不同将很大影响桩的受力状态,特别是桩径较小时对桩的影响更大。3.由于土方开挖的时效性,桩两侧钢筋处在不同的时间受力状态一直在改变。(2)钻孔灌注桩成桩方式及使用条件:序号成桩方式与设备使用土质1泥浆护壁成桩正循环回转钻黏性土、粉土、细砂、中砂、粗砂、含少量砾石、卵石(含量少于20%)土、软岩反循环回转钻黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石(含量少于20%,粒径小于钻杆内径2/3)的土冲抓钻黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层冲击钻旋挖钻2干作业成孔桩长螺旋钻孔地下水位以上的黏性土、砂土及人工填土非密实的碎石类土、强风化岩钻孔扩底地下水位以上的坚硬、硬塑的黏性土及中密以上的砂土风化岩人工挖孔地下水位以上的黏性土、黄土及人工填土3沉管成孔桩夯扩桩端持力层为埋深不超过20m的中、低压缩性黏土、粉土、砂土和碎石类土振动黏性土、粉土和砂土4爆破成孔地下水位以上的黏性土、黄土碎石土及风化岩目前,北方地区根据地质及地下水位的不同常用的是正反循环回转钻、冲击钻、旋挖钻、长螺旋钻孔。(3)施工工艺流程示意图测量放线定位制备泥浆测量放线定位制备泥浆安置护筒钻机就位边钻进,边灌泥浆护壁钻进至设计深度停钻制作钢筋笼测量孔深钢筋笼检查测量孔底沉渣,清孔下导管水下混凝土浇注拔出护筒养护成桩钢筋笼吊放(4)施工方法及技术要求1.测量定位及复检测量人员根据基线控制点和高程点、桩位平面图及现场基准水准点,使用全站仪测定桩位,并打入明显标记,测量人员和监理复核后方可开钻。基点应做特殊专门保护,不得损坏。2.埋设护筒在每个桩位定出十字控制桩后,进行护筒埋设工作,根据顶标高计算出孔深。护筒采用6~8mm厚钢板制作,护筒内径根据桩径选择,长度一般为1~2m,护筒顶部高出地面0.5m,周围夯实,护筒平面位置偏差不得大于50mm。3.钻机就位钻进、成孔钻机就位时底座必须保持平稳,不发生倾斜移位,钻头钻进前必须用十字桩复核钻头中心位置。桩垂直度≤1%桩长。钻进深度采用操作室液晶显示器控制,并辅以人工测量孔深。为防止相邻桩施工互相干扰,钻孔桩施工采用跳打方式。4.钻孔泥浆护壁①旋挖斗钻机的护壁泥浆采用膨润土造浆,护壁泥浆可经泥浆净化装置(沉淀池)净化后重复利用;②泥浆材料的选定及配合比:7~10%膨润土;0.5~1%工业用碱;0.1%羟甲基纤维素(CMC);拌和用水为自来水;③可按下表性能指标及测试方法制备泥浆:顺序项目性能指标测试方法及仪器1比重1.1~1.15g/cm3泥浆比重称2粘度10~25秒500cc/700cc漏斗法3含砂量<6%泥浆含砂量计④泥浆制备的技术及操作要求:在测定泥浆材料性能的基础上,及时试配泥浆的最佳配合比;认真做好泥浆测试工作。新制备的泥浆进行第一次测试,使用前进行一次测试,钻孔过程中测试一次,钻孔结束后在泥浆面下1m及孔底以上0.5m处各取泥浆样品测试一次,回收泥浆后、泥浆处理后各测试一次;施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m;在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至灌注水下混凝土;浇注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25,含砂率≤8%,粘度≤28s。5.清孔钻孔至设计标高检查合格后及时清孔,护壁泥浆可采用换浆法清孔,置换出的泥浆比重小于1.25时为合格。清孔时保持孔内的水位高出地下水位以防坍孔。成孔并清孔后应对孔位、孔深、孔径、孔形、垂直度和泥浆浓度厚度等进行检查。6.钢筋笼制作及安装①钢筋运至现场须按型号、类别分别架空堆放。使用前必须调直除锈,且在工程开工或每批钢筋正式焊接之前,根据现场条件进行焊接性能试验,并具备出厂合格证和试验合格,方可使用;②钢筋笼制作应满足(《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-96)的设计及规范要求;③钢筋笼尺寸:按图施工。主筋的对接连接采用闪光对焊或搭接焊,主筋与箍筋、螺旋筋与主筋之间均采用点焊。加工允许偏差见质量标准;④钢筋骨架现场组装,位置准确及焊接牢固,成型骨架架空堆放,经质检和监理检查合格后方可使用,并认真做好隐检记录;⑤在钢筋笼外圈自上而下设置4~5层保护层垫块,以便钢筋笼居于孔中,垫块卡在主筋上,每层4块,每4m一层。垫层厚度50mm;⑥钢筋笼吊装处用φ10钢筋焊4个吊点,吊放钢筋笼入孔时,现场技术人员必须在场计算出笼顶标高,以控制钢筋笼的笼顶标高,钢筋笼安放必须对准孔位,吊直扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁。孔口必须采取吊筋固定措施,防止钢筋笼上浮。7.水下混凝土灌注①钢筋笼安装完毕,应进行隐蔽工程验收,合格后应立即浇注水下混凝土;②使用的商品混凝土应具有良好的和易性,坍落度宜为180~220mm,③水下混凝土浇注采用直径200~300mm导管,导管接头采用双螺纹丝扣快速接头。导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6~1.0Mpa。④施工中向导管内放入隔水球。导管入孔后应徐徐转动导管,检查导管与钢筋笼之间是否卡在一起;⑤导管底部至孔底的距离宜为300~500mm。头盘灌注应有足够的混凝土储备量,使导管第一次埋入混凝土面以下1.5m以上;孔口安装排浆泵,返出的泥浆回收到回浆池中;⑥导管埋入混凝土面深度宜为2~6m,严禁导管提出混凝土面,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土的高差,填写混凝土的浇注记录;⑦水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制,对浇注过程中的一切故障均应记录备案;⑧水下混凝土高度需超灌30~50cm,以便清除浮浆后确保桩身的质量;⑨混凝土升到钢筋笼下端时,为防止钢筋笼被混凝土顶托上升,应采取以下措施:在孔口吊筋固定钢筋笼上端;灌注混凝土的时间尽量加快,以防混凝土进入钢筋笼时其流动性减小;当孔内混凝土接近钢筋笼时,应保持埋管较深,并放慢灌注进度;当孔内混凝土面进入钢筋笼1~2m后,应适当提升导管,减小导管埋置深度,增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度;在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高度减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土的稠度和比重增大,如出现混凝土上升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,亦可掏出部分沉淀物,使灌注工作顺利进行。(5)影响桩基施工问题的处理措施1.施工过程中遇到特殊地质情况当桩成孔施工过程中,钻进的地层土质情况与地质报告所述的地质情况出入较大时,必须及时通知技术部和监理工程师,确定是否满足设计要求。2.钢筋笼安放的标高及上浮控制措施钢筋笼安放时由测量人员使用水准仪测量出护筒标高,根据护筒标高使用自制吊钩和钢管控制钢筋笼的标高。在混凝土灌注过程中若发现钢筋笼上浮,应立即采取在钢筋笼上面加附重、放慢混凝土的灌注速度、和适当提升导管等措施控制钢筋笼上浮。(6)桩间土方开挖及喷锚1.桩间土方开挖网喷土方开挖采用人工配合机械开挖,机械开挖土方每步1m~2m,至少应留置0.2m以上的土层为人工清理,防止机械开挖将过多的桩间土带下。严禁采用机械开挖桩间土。人工修正桩间土壁,使之能满足喷射厚度要求。应注意开挖、挂网、喷射混凝土工序的有效衔接,严格控制开挖后2~3小时内必须完成喷射支护。为确保开挖过程土体的稳定,必须严格按照施工方案进行土方开挖。坚决制止每步开挖过深,挖“神仙土”等现象。施工现场应必备抢险器材,洞内、地面设专人监护,以防突发事件的发生。2.桩处理对于凸出的桩,应将突出部分凿至与喷射后混凝土面相平。钢筋网片在此断开。但是横向加劲筋应连续通过。对于凸出较多的桩,凿出主筋后仍不能满足网喷面要求的,应上报做特殊的技术处理。对于凹进去的桩,应尽可能保留桩外土,采用人工铲平到网喷前的位置,减少喷射混凝土数量。3.网片安装基坑围护桩桩间采用挂网喷射混凝土护壁,钢筋网一般采用φ8-HPB235钢筋,网格尺寸150mm×150mm,横向连接筋一般采用Ф12~Ф14-HRB335钢筋,所有钢筋在大批量加工之前,均先进行试加工,检查钢筋形状、尺寸是否与配料单一致。并在加工过程中经常检查核对。焊接网交叉点开焊数量不得大于整个焊接网交叉点总数的1%,并且任意1根钢筋上开焊数量不得大于该根钢筋交叉点总数的1/2;焊接网最外边钢筋上的交叉点不得开焊。喷射混凝土厚度一般100mm,混凝土强度等级一般为C20早强混凝土。桩处理完成后应立即铺挂钢筋网片,钢筋网片上下设置横向加劲筋,横向加强筋竖向间距1.0m采用与桩钢筋焊接或膨胀螺栓与围护桩固定。加劲筋与膨胀螺栓采用Φ8L型钢筋焊接,焊接长度,钢筋采用单面焊不得小于10d,与膨胀螺栓外漏部分全部焊接。中间加长度为1000mm,端头长度为300mm,直径不得小于Φ12的T字型短土钉。中间网片原则上只在桩间土位置设置,如遇到桩身侵入结构现象,须将围护桩侵入部分凿除。如遇到桩身向基坑外侧方向偏差较多的情况,除在人工修整桩间土时保留部分桩间土外,横向加劲筋可越过此桩,与下一桩进行相连,固定网片。钢筋网使用前要除锈并调直,网片与土钉及加固定钢筋间要连接牢固,喷射混凝土时钢筋网片不晃动;同时要确保网片与侧面土体间距离不小于40mm,钢筋网片的搭接长度应不小于一个网格尺寸。4.喷射混凝土桩间网喷分层不宜过高,桩间土面不得长期暴露在外,做到随土方开挖及时挂网及时喷护,如遇地下水丰富或砂砾层时,应减少一次修坡面积,并以最快的速度进行挂网、喷护,防止土方坍塌,如出现塌方及涌砂等情况时,必须以草袋子堵住塌方或涌砂部位,并立即挂网喷护。局部滞水丰富处,采用插管引流,做防水施工时再注浆封堵引流管。喷射混凝土前应做好喷射面的标志,以保证喷射面平整且不超喷或欠喷。在桩间土上每隔2m钉上用来控制喷射混凝土厚度的木橛。原材料的控制:喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验,速凝剂必须进行相容性试验及速凝效果试验,确定速凝剂的最佳掺量,要求初凝不超过5分钟,终凝不超过10分钟,进行配合比选择试验,确定水泥用量和水灰比,喷射混凝土一般水泥用量在400kg/m3左右,设计配合比为水泥:砂子:豆石=1∶2∶2,砂率为55%左右,外加剂为4%,掺有速凝剂的混合料应立即使用,存放时间一般不大于20分钟,计量误差小于1%,搅拌均匀,无结团。应及时做混凝土试件,检验混凝土强度,以备竣工之用。施喷前的准备:喷射作业应认真清除受喷面上浮土,回弹物等松散料,用高压风吹净,调整好喷射机的风压、水压,做好准备。喷射作业应分层、分段、分片依次进行,喷射顺序应由下而上螺旋式移动,螺旋圆直径200~300mm,一圈压半圈,按螺旋轨迹均匀分层喷射,喷头直对受喷面,距离为0.6~1m,喷射压力控制在0.12~0.15Mpa,一次喷射厚度,约50~70mm,每喷完一遍均需有一定的间歇,一般为前一层混凝土终凝后进行,对悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除,保证喷射混凝土的密实度。喷射混凝土应将钢筋全部覆盖,喷射手应严格控制水灰比,在0.40~0.45之间,此时喷层无干斑和滑移流淌现象。喷射混凝土应在作业完成后2h后喷水养护,养护时间不应少于7d。当气温低于5℃,不得洒水养护。喷射混凝土应密实、平整、无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓、渗漏水等现象;平整度允许偏差10mm。(三)钢支撑施工(1)钢支撑设计布置车站基坑围护结构在基坑的转角处设置钢管斜支撑,纵向间距视情况面定,但不大于3m。钢支撑必须按照设计位置放置。钢支撑组拼钢支撑组拼施工监测基坑开挖吊装钢支撑施加预加力楔块锁定吊装钢围檩钢支撑架设工艺流程图(2)钢支撑施工准备=1\*GB3①钢支撑的场外组装钢支撑在运送到场后要根据本车站开挖基坑尺寸和钢支撑长度进行选材配节,法兰盘和加劲箍都应预先加工,拼装成完全能吊装的成型的单根钢支撑。钢支撑场外组装要有富余量,确保土方开挖后即可进行钢支撑安装。②装配件加工、预埋钢支撑装配件加工主要有固定端和活动端支座,预埋件主要是支座固定螺栓,支座应预埋在护坡桩上,或使用高强膨胀螺杆将牛腿架安装在护坡桩上。(3)钢支撑架设方法及流程钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序,支撑架设极具时间性和协调性,支撑架设的时间、位置及预加力的大小直接关系到深基坑稳定的成败。支撑架设必须严格满足设计要求。=1\*GB3①钢支撑架设流程钢支撑采用两台汽车吊配合起吊整根安装。②钢支撑架设方法第一步:每节段分层开挖至支撑架设的高度后,立即放出支撑位置线。第二步:凿出护坡桩上预埋件焊接钢牛腿,并安装钢围檩。第三步:按所装段宽度拼装成一端固定一端活动的钢支撑,微调采用特制钢楔。第四步:用两台汽车吊吊放钢支撑到钢牛腿上,并用固定端旋转法使活动端较宽位置支撑于护坡桩上。固定端具体安装如右图所示。第五步:采用两台油压千斤顶施加钢支撑预加力,在活动端沿支撑两侧对称逐级加压,施加预加力为设计支撑轴力的0.85倍,当压力表无明显衰减为止,并采用特制定型钢楔锁定钢支撑。第六步:斜支撑的架设安装方法与标准段相同,但必须在围护桩预埋钢板上焊好端面与斜支撑轴线垂直的三角钢板撑座,并保证其强度可靠。斜撑端具体安装见下图。(4)土方开挖基坑开挖施工以保证施工和周围环境安全及节点工期为原则。土方开挖的顺序方法必须与设计工况相一致,遵循“竖向分层、水平分段、对称、平衡、快速开挖、快速支撑、中部拉槽、随挖随撑、严禁超挖、确保工程安全质量前提下快速施工”的原则,充分利用“时空效应”,减小变形量。基坑开挖必须在开挖影响范围内的冠梁达到设计强度后方可进行。基坑开挖时,其纵横向边坡放坡应根据地质、环境条件采取安全坡度。每步开挖所暴露的部分区域宽度宜控制在6m以内,边挖边运,严禁在基坑顶边缘堆土。在竖向上按照钢支撑设计位置上下分层进行开挖,在每一层分别挖至钢支撑底部标高下50cm时及时进行钢支撑架设。纵向放坡开挖时,应在坡顶外设置截水沟或挡水土堤,防止地表水冲刷坡面。基坑开挖后,应及时设置坑内排水沟和集水井,由集水井汇水,水泵抽水至地面沉淀池,经沉淀净化后排入市政管道,防止坑底积水。在雨季施工,严格执行雨季施工方案。每一工况挖土及钢支撑的安装时间不得超过8小时,对各道支撑必须采取可靠的支托和连接,防止因围护结构变形和施工撞击而发生支撑脱落。机械挖土时,加强对开挖标高的控制,开挖接近设计标高时,坑底应保留200~300mm厚土层用人工挖除整平,防止坑底土扰动。挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作,严禁挖土机械碰撞支撑、立柱、围护桩,钢支撑顶面严禁堆放杂物。(5)确保钢支撑稳定的技术措施①钢支撑拼装过程钢支撑在拼装时,轴线偏差在2cm之内,并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须对称上螺栓,按顺序紧固。钢支撑端部设φ16钢筋吊环,通过钢丝绳或钢筋连系在护坡桩上,以防坠落,同时用于微调的钢楔也要串联,防止坠落。钢支撑安装前一定要检查钢管的垂直度,若不垂直要进行矫正;然后将钢支撑安装在牛腿上,并且紧固好,必要时可在钢支撑中部架设临时支撑,确保钢支撑吊装时因自重产生的挠度很小,便于施加预应力固定。②基坑开挖过程钢支撑和护坡桩附近土方的宜采用小型机械人工配合开挖,以防止发生碰撞。(6)钢支撑拆除①钢支撑拆除步骤最底层钢支撑在底板混凝土浇注后达到设计强度方可拆除,顶层钢支撑需要在地下一层顶板浇注后混凝土达到设计强度后才能拆除。其他各层钢支撑在相应侧墙与顶板施工完成后拆除。②钢支撑拆除方法钢支撑拆除应随结构施工进程分段分层拆除。用汽车吊将钢支撑吊起,在活动端设200t千斤顶,施加轴力至钢楔块松动,取出钢楔块,逐级卸载至取完钢楔。最后用汽车吊将支撑吊出基坑。2.2.2钻孔灌注桩+土层锚杆预应力锚杆在土层中斜向成孔,依靠锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及锚杆强度的共同作用来承受部分作用于支护结构上的荷载。预应力锚杆改变了基坑的受力状态,减小了基坑坑壁位移,维护了结构物的稳定。预应力锚杆和钻孔灌注桩组合基坑支护方法一方面通过钻孔灌注桩来承担支护结构上的荷载,另一方面通过预应力锚杆将拉力传递到稳定的土体,即锚杆穿过滑动面或不稳定区深入土体深层,利用对锚杆施加张拉应力,使锚固体不发生位移趋势。(一)工艺原理预应力锚杆由锚头、自由段和锚固段组成,是一种将拉力传至稳定土层的结构体系,锚头是用于锁定锚杆拉力的部件,由锚具、托板、螺帽等组成;自由段是将锚头拉力传至锚固段的中间区段,由钢绞束、注浆体和防腐构造组成;锚固段将作用在锚头的拉力传递给稳定地层。(二)工法特点及适用范围本工法适用于深基坑支护工程,特别适用于邻近有建筑物或地下管线而不允许有较大变形的基坑支护工程。其具备以下几个特点:(1)进行锚杆施工作业的空间不大,适用于各种地形和场地。(2)与钻孔灌注桩+内支撑形式的支护体系比较由锚杆代替内支撑,可降低造价,改善施工条件。(3)锚杆拉力可通过抗拔试验确定,因此可保证足够的安全度。(4)通过对锚杆施加预拉力来控制支护结构的侧向位移,保证支护结构的稳定性。(三)施工工艺(1)工艺流程:钻孔灌注桩施工→土方摘帽及冠梁施工→分层(第一层)开挖土方→锚孔定位→钻孔→插锚杆→第一次注浆→第二次注浆→围梁施工→张拉封锚→施工监测→循环施工下一层至坑底。(2)锚孔定位锚杆钻机就位时应准确,底座应垫平,钻杆的倾斜角度应用罗盘校核,角度偏差不大于2°,高差不超过30mm。成孔施工前应在场地中挖好排水沟,以避免因泥浆随意排放而影响施工。(3)钻孔施钻时钻头要对准锚杆孔孔位标识下钻,最大孔位偏差不得大于100mm,初始时应用小功率缓慢钻进,钻进约500mm后,校正钻孔方向,全功率钻进。为了准确控制钻孔的角度,在施钻时要由当班技术员用地质罗盘控制钻杆方向,使钻孔角度偏差控制在2°以内。钻孔深度通过在钻杆上所作标记控制,要求钻孔深度不小于杆体有效长度,并不大于设计孔深200mm。锚杆孔位水平偏差不大于20mm,垂直方向误差小于10mm,钻进过程中,每5m测量一次成孔角度,钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆的3%。锚杆钻机钻进过程中,泥浆性能根据地质情况进行调整。当钻到粘土层时,泥浆比重采用1.05×103~1.1×103Kg/m3;当钻到砂层时,泥浆比重采用1.2×103~1.3×103Kg/m3。钻机钻进速度为0.3~0.5m/min,退出速度为0.5~0.6m/min。(4)清孔采用往复式压浆泵进行大泵量清孔3~5min,把孔内沉渣和孔壁泥皮冲洗干净,孔底沉渣小于等于300mm。(5)锚杆加工制作。杆体采用预应力钢绞线或预应力钢筋制作,其表面应清洁,无污物、锈蚀或油污等。严格根据设计尺寸下料,杆体长度=锚杆设计长度+1.2m预留段,下料尺寸误差不应不大于10cm。杆体制作应在平坦、坚实的地面上进行,杆体应保持顺直,不得发生明显弯曲、变形。锚杆自由段采用涂防锈油并外包二层塑料薄膜的处理方法,保证钢绞束与注入的水泥净浆体隔离,在拉力的作用下,锚杆自由段进行充分的弹性拉伸,将预应力有效传递到锚固段。在锚杆制作中,锚杆锚固段设置定位架,定位架间距为2m,并用22#火烧丝将钢绞线与隔离架绑扎牢固,外径小于钻孔直径10mm。(6)插锚杆插锚杆工人必须熟悉各个孔的孔向,以便杆体能够一次性顺利插入。插杆要缓慢、匀速,切忌扰动杆体,造成浆液下掉和注浆不密实。(7)注浆注浆管是随着钢绞线一起埋在孔内的,并每间隔0.5m钻一对注浆孔,用胶布将小孔包扎好,以防止浆液堵塞该注浆管。第一次注浆分锚固段注浆、自由段注浆。锚固段注浆是顺着钻杆注浆,水泥浆液通过注浆管送到锚孔底部。注浆压力从开始的0.5MPa逐渐加大至2.0MPa;水泥浆液从注浆管底部顺着已扰动的地层充分填注包裹锚固段的锚杆。随着灌注的水泥浆液的上升,慢慢拔出一次注浆管。第二次注浆与第一次注浆的间隔时间在8~12h为宜。第二次注浆的压力从2.5MPa注浆升高,直到注不进浆液为止。注浆过程采用稳定的低~中等灌浆速率,在灌浆全过程中逐渐提高压力,使浆液向土体逐渐扩散。注浆施工时注浆管要距孔底保持50~100mm距离。在注浆过程中,边灌边提注浆管,保证注浆管管头插入浆液液面下500~800mm,严禁将导管拔出浆液面,以免出现断杆事故。注浆材料采用水灰比0.5~0.6的纯水泥浆,用P.S.A32.5水泥加净水搅拌而成。注浆浆液搅拌均匀,随搅随用,浆液保证在初凝前用完,并严防石块和杂物等混入。若注浆出现间歇,必须采取措施。实际注浆量不得少于锚杆的理论计算量,即注浆充盈系数不得小于1.0.注浆体终凝前严禁扰动锚杆。(8)围梁制作及安装锚具围梁一般采用便于安装拆卸的工字钢制作而成。锚具由锚头、锁片及钢垫板、工字钢梁(槽钢)等组成。冠梁部位锚杆角度板与承压钢垫板焊接在一起,腰梁锚杆工字钢角度支撑与工字钢梁焊接在一起,垂直方向角度(或水平方向角度)与锚杆角度相同,以保证锚杆杆体与承压板垂直,从而保证锚杆轴向受力。由于护坡桩外皮不能完全位于同一平面,腰梁锚杆工字钢角度支撑应根据实际测量的长度、角度等逐个加工,以保证支撑与护坡桩紧密接触,支撑长度大于300mm时应焊接翼板,以保证支撑刚度;冠梁部位的角度板应与冠梁侧面全面、紧密接触。(9)张拉锁定锚杆养护8d~10d后,当锚固体强度大于15MPa,并不小于预定强度的75%,方可进行预张拉。张拉程序采取如下:先取10%预定轴向力进行预张拉,使各部位紧密接触。张拉时按预定荷载的10%逐级加荷,每级荷载的观测时间在5min以上,并待变形稳定后方可进行下一级荷载的张拉,达到预定荷载并稳定10min后,卸荷至80%预定值锁定。张拉锁定系统事先经过标定,并将油压表的读数换算成张拉压力进行控制。在锁定过程中,采用锚杆预定承载力进行校核,即锚杆按预定承载力100%张拉持载5min后按预定承载力的70%锁定。预应力锚杆张拉应按规定程序进行,在编排张拉顺序时应考虑相邻钻孔预应力锚杆张拉的相互影响,每段钢梁长度范围内锚杆应按从中间向两边的顺序张拉。锚杆每根钢绞线应均匀、同时受力,避免因受力不均造成钢绞线破坏。锚杆锁定力为0.7~0.75倍的设计拉力,考虑荷载损失,实际施工时可拉至0.8倍的设计拉力后锁定。锚杆锁定后48小时内,若发现预应力损失大于锚杆拉力设计值得10%时,应进行补偿张拉。锚杆张拉、锁定施工经验收合格,应保持时间大于48小时后方可切除外露的钢绞线,切口位置距外锚具的距离不应小于100mm。(10)预应力锚杆预应力锚杆施工允许偏差见下表:预应力锚杆施工允许偏差表序号检查项目允许偏差检验方法1孔位±100mm尺量检查2成孔角度±1º(或1~3º)角度尺测量检查3成孔深度0~200mm尺量检查4杆体长度±30mm尺量检查5成孔直径0~10mm尺量检查6注水泥浆量≥1计量检查7浆体强度设计要求试样送检8锚杆锁定力设计要求预应力张拉设备检查当锚杆位于临近建筑物的地基土层时,应间隔施工,并及时注浆后再施工相邻锚杆,防止集中施工锚孔集中大量出土引起建筑物沉降;对孔壁易坍塌土层应采取有效的护壁措施。2.2.3土钉墙支护基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势,在基坑支护中得以迅速推广应用。所谓土钉墙支护就是用加固和锚固现场原位土体的细长杆件(土钉)作为受力构件,与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系。(一)土钉墙支护的特点(1)能合理地利用土体的自承能力,将土体作为支护结构的不可分割部分。(2)结构轻型,柔性大,有良好的抗震性和延性。(3)施工便捷、安全,土钉的制作与成孔简单易行,且灵活机动,便于根据现场监测的变形数据和特殊情况,及时变更设计。(4)施工不需单独占用场地,对于施工场地狭小,放坡困难,有相邻建筑,大型护坡施工设备不能进场时,该技术显示出独特的优越性。(5)稳定可靠,支护后边坡位移小,水平位移一般为基坑深度的0.1%~0.2%,最大不超过0.3%,超载能力强。(6)总工期短,可以随开挖随支护,基本不占用施工工期。(7)费用低,经济,与其他支护类型相比,工程造价降低10%~40%左右(二)土钉墙支护的适用条件土钉墙支护一般适用于地下水位以上或进行人工降水后的可塑、硬塑或坚硬的粘性土,胶结或弱胶结(包括毛细水粘结)的粉土、砂土和角砾、填土;随着土钉墙理论与施工技术的不断成熟,在经过大量工程实践后,土钉墙支护在杂填土、松散砂土、软塑或流塑土、软土中也得以应用,并可与混凝土灌注桩、钢板桩或在地下水位以上的土层与止水帷幕等配合使用进行支护,从而扩大了土钉墙支护的使用范围。采用土钉墙支护的基坑其深度不宜超过18m。(三)工艺原理及设计原则(1)土钉墙支护的作用原理土钉墙是采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的结构。它是将拉筋插入土体内部全长度与土粘结,并在坡面上喷射混凝土,从而形成加筋土体加固区带,用以提高整个原位土体的强度并限制其位移,同时增强基坑边坡坡体的自身稳定性。(2)土钉支护一般构造要求1.土钉墙的墙面坡度不大于1∶0.1。2.土钉必须与面层有效连接,设置承压板或加强钢筋等构造,承压板或加强钢筋与土钉钢筋焊接连接。3.土钉的长度为开挖深度的0.5~1.2倍,间距1~2m,与水平面夹角为5°~20°。4.土钉一般由直径为48mm的钢管(管身钻孔呈梅花形布置)或直径为12mm以上的钢筋制作,钻孔直径一般为100mm。5.注浆材料采用水泥砂浆,其强度不低于M10。6.喷射混凝土面层中配置钢筋网,钢筋直径一般为8mm,间距为100mm;喷射混凝土强度等级一般为C20,厚度为100mm。7.坡度上下段钢筋网搭接长度为300mm。8.土钉墙墙顶采用混凝土护面,在坡顶和坡脚设排水措施。(四)施工工艺(1)工艺流程挖土、修坡→喷射第一层混凝土→孔位布点→成孔→安设土钉钢筋(钢管)→注浆、挂网→焊接骨架钢筋及土钉连接件→喷射面层混凝土、养护→开挖下一步。(2)开挖及修坡1.土钉墙支护应按施工方案规定的分层开挖深度按作业顺序施工,在完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前,不得进行下一层深度的开挖。2.当用机械进行土方作业时,严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动,当基坑边线较长,可分段开挖,开挖长度一般10~20m。3.支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护,应尽量缩短边壁土体的裸露时间,对于自稳能力差的土体如高含水量的粘性土和无天然粘结力的砂土必须立即进行支护。4.清理边坡。基坑开挖后,基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削清坡,以达到设计规定的坡度。(3)初喷混凝土1.喷射混凝土前应对机械设备、等进行全面检查及试运转,清理受喷面,设好控制喷层厚度的标志。2.喷射的混凝土采用商品细石混凝土,控制好配合比,粗骨料最大粒径不大于12mm,水灰比在0.50~0.55;强度大于C20,存放时间不得超过1.5小时,掺速凝剂时,存放不得超过20分钟。3.喷混凝土应分段分片依次进行,同一段内喷射顺序应自下而上,段片之间,层与层之间做成45°角的斜面,以保证细石混凝土前后搭接牢固,并凝结成整体。4.喷射混凝土时,喷头与受喷面保持垂直,并保持0.6~1.0m的距离;喷射手应控制好水灰比,保持喷射混凝土表面平整,湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。在钢筋部位,应先喷填钢筋后方,然后再喷填钢筋前方,防止在钢筋背面出现空隙。5.喷射混凝土终凝2小时后,应及时浇水养护,保持其表面湿润。6.第一层混凝土厚度控制在50mm。(4)孔位布点:土钉成孔前,应按设计要求定出孔位并作出标记编号。孔位的允许偏差不大于150mm。(5)钻孔土钉成孔可采用锚杆钻机成孔或用洛阳铲人工成孔。锚杆钻机钻进过程中严禁使用水钻,以防周边土质松化,开孔时对准孔位徐徐钻进,待达到一定深度且土层较稳定时,方可加速钻进,钻进过程中应随时检查钻头的磨损情况,防止成孔直径达不到设计要求。人工洛阳铲成孔成孔过程中应做好成孔记录,按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量等。应将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比,有偏差时应及时反馈设计单位,由设计单位修改土钉的设计参数,出设计变更通知。人工洛阳铲成孔钻孔不得扰动周围地层,钻孔后清孔采用高压风吹2~3min,把孔内渣土吹干净,对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理。成孔后应及时安设土钉钢筋并注浆。在土体含水量较大、杂填土较厚、松散砂层、软土层等易塌孔的土层,可采用钢管代替钢筋,钢管上每隔300mm钻直径8~10mm的出浆孔,孔在钢管长度方向上错开120º,呈梅花形布置,并以∠30角钢呈倒刺状焊于孔边,以防打管时散落土粒堵塞出浆孔,同时增加其抗拔力,钢管前端宜作成锥形,以减少打入时的摩擦阻力,利用空气压缩机带动冲击器将加工好的钢管分段焊接按设计角度打入土层。成孔过程中如遇障碍物需调整孔位时,不得影响支护安全,成孔后要进行清孔检查,对塌孔处应及时处理。(6)安设土钉及注浆在土钉钢筋上设置定位架,保证钢筋处于孔中心部位,支架沿钉长的间距为2~3m左右,支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动。土钉端头做90°弯头与面层承压板或加强钢筋焊接,焊接长度10d。成孔后应及时将土钉置人孔中,采用孔底压浆灌注法注浆,此方法好处为孔内有水时能将孔内水排出保证注浆质量。注浆时采用多次注浆,因为水泥浆中的部分水会被土地吸收后产生收缩,注浆孔会出现不满的现象,因此每间隔一定时间要进行二次补浆来保证孔内满浆,保证土钉水泥浆、土体形成坚实的整体。可

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