加筋水泥土門(mén)字型錨樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與施工

　　關(guān)鍵詞：加筋水泥土；門(mén)子型；錨樁支護(hù)結(jié)構(gòu)；施工

　　1引言

　　加筋水泥土門(mén)字型錨樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)基坑支護(hù)新技術(shù)，在安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工方便性等方面都比傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)優(yōu)越。但是，對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)的設(shè)計(jì)理論研究明顯不能滿(mǎn)足工程實(shí)踐的需要。至今，對(duì)于這一支護(hù)形式尚沒(méi)有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析理論，從而導(dǎo)致在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中照搬傳統(tǒng)支護(hù)的設(shè)計(jì)模式，不能真正體現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)體系的自身特點(diǎn)，引起設(shè)計(jì)計(jì)算模型和結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力變形相脫節(jié)、現(xiàn)行理論對(duì)于該種支護(hù)結(jié)構(gòu)的工程實(shí)踐失去了指導(dǎo)意義。因而工程領(lǐng)域迫切需要對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行研究，為此本文對(duì)加筋水泥土門(mén)字形型錨樁支護(hù)體系的結(jié)構(gòu)和施工進(jìn)行探討具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　    2加筋水泥土門(mén)字型錨樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造　

　　加筋水泥土門(mén)字型錨樁支護(hù)結(jié)構(gòu)通常由水泥土攪拌樁、預(yù)應(yīng)力錨樁（或型鋼）、和冠梁組成門(mén)字型結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

　�。�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(qiáng)度等級(jí)42.5或52.5＃普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比為12％～15％，同時(shí)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(qiáng)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(shè)計(jì)計(jì)算。目前樁體直徑多采用650～850mm，當(dāng)考慮止水作用時(shí)豎樁咬合寬度不宜小于150mm，不考慮止水作用時(shí)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(yù)應(yīng)力錨樁

　　預(yù)應(yīng)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(jiǎn)單的是拉力型錨樁。預(yù)應(yīng)力錨樁分為自由段和錨固段，自由段的拉桿與漿體是分開(kāi)的，可以認(rèn)為該段與漿體無(wú)粘結(jié)力傳遞。其作用是將錨頭所承擔(dān)的力傳遞給錨固段及擴(kuò)大頭。錨固段處于深層穩(wěn)定土體，與周?chē)�土體牢固結(jié)合，以剪力的形式將插筋拉力分散到穩(wěn)定土層，其形式有圓柱型、擴(kuò)大端部型、連續(xù)球型，這里采用的為擴(kuò)大端部型此處只簡(jiǎn)要介紹一下本文所述錨樁的構(gòu)造，其構(gòu)造簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2。

　　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(kuò)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(jù)攪拌樁直徑確定。冠梁與錨樁體的連接應(yīng)按照?qǐng)D3。

　　3加筋水泥土門(mén)字型錨樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工

　　3.1攪拌樁施工

　　攪拌樁是該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，豎直攪拌樁之間搭接而構(gòu)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(dān)部分土壓力，但其主要作用為預(yù)應(yīng)力錨索發(fā)揮作用的載體。

　　攪拌樁是通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)些在地基深處將土和水泥強(qiáng)制攪拌，利用水泥和土之間的一系列物理與化學(xué)反應(yīng)，是土硬結(jié)成整體性、水穩(wěn)定性良好且具有一定強(qiáng)度的樁體。對(duì)于具有防滲要求的基坑圍護(hù)可以通過(guò)控制水泥摻入比和豎直樁搭接寬度達(dá)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。

　　攪拌樁施工過(guò)程中常采用的技術(shù)措施：攪拌機(jī)的定位誤差應(yīng)小于50mm；樁架平臺(tái)應(yīng)水平，以避免出現(xiàn)樁與樁之間出現(xiàn)分叉；成樁采用邊轉(zhuǎn)進(jìn)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(shí)提升速度應(yīng)與輸漿速度同步，一般不大于0.5m/min；相鄰樁之間的施工應(yīng)連續(xù)作業(yè)，施工間歇不宜超過(guò)8小時(shí)。豎直攪拌樁完成可立即吊裝型鋼（或者插筋），對(duì)于有預(yù)應(yīng)力要求的錨樁體，采用一次跟進(jìn)法施工錨索，待到水泥土強(qiáng)度達(dá)到75％的最終強(qiáng)度時(shí)即可進(jìn)行鎖定。

　　3.2預(yù)應(yīng)力錨索施工

　　（1）鉆孔

　　特制錨桿鉆機(jī)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(jìn)方向的誤差一般應(yīng)小于1.0％，否則豎樁傾斜、斜樁體偏離設(shè)計(jì)位置，施加預(yù)應(yīng)力鎖定后，由于錨索與預(yù)應(yīng)力不重合，錨索在拉力作用下將發(fā)生向順直方向回位的現(xiàn)象，從而，造成預(yù)應(yīng)力損失；孔徑一般為300～600mm，誤差應(yīng)控制在2％以?xún)?nèi)。

　�。�2）預(yù)應(yīng)力錨索加工

　　目前預(yù)應(yīng)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(yīng)除銹。對(duì)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(jié)。錨索的端部穿過(guò)法籃盤(pán)并用特制擠壓錨或者Φ40的厚壁鋼管鎖定。擴(kuò)大頭部分構(gòu)造如圖2－3所示，下部的擴(kuò)孔裝置為三塊鋼板焊接于Φ120的厚壁鋼管，鋼管外套一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的法蘭盤(pán)和一墊圈，Φ120鋼管的頂部再焊接于Φ140的厚壁鋼管。施工時(shí)地質(zhì)轉(zhuǎn)桿套接于Φ140的鋼管，便可達(dá)到鉆孔與錨索的同步作業(yè)。施工結(jié)束地質(zhì)轉(zhuǎn)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�土澆注前攪拌樁中的插筋應(yīng)與冠梁中的鋼筋焊接好。錨索錨固位置處的配筋應(yīng)適當(dāng)加密，以便于集中力的擴(kuò)散。

　�。�4）預(yù)應(yīng)力錨索鎖定及基坑開(kāi)挖

　　錨索施工后，經(jīng)過(guò)兩周的養(yǎng)護(hù)即可按照《土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)）所介紹的方法進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力分級(jí)張拉至1.2倍設(shè)計(jì)值后再退至設(shè)計(jì)值鎖定。錨索張拉至設(shè)計(jì)值鎖定后，由于錨頭部分的墊板剛度不足而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失，此時(shí)應(yīng)再行張拉至設(shè)計(jì)值。

　　張拉過(guò)程中還應(yīng)抽樣檢驗(yàn)錨索，其標(biāo)準(zhǔn)為實(shí)測(cè)錨索軸向變形是否超出最大和最小變形標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值可以參照下式選�。骸　�

　　式中：P—預(yù)加荷載值；Lf—錨桿自由段長(zhǎng)度；Le—錨桿錨固段長(zhǎng)度；E、A—錨桿的彈性模量和斷面面積。

　　錨索全部鎖定，24小時(shí)后即可進(jìn)行基坑開(kāi)挖，開(kāi)挖應(yīng)分層，一般每層宜控制在2～3m，這樣土體應(yīng)力逐步釋放，有利于控制支護(hù)結(jié)構(gòu)和土層的水平位移。

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