预应力土层锚杆在深基坑支护施工中的应用46705.doc

预应力土层锚杆在深基坑支护施工中的应用预应力土层锚杆技术是一种高效、经济的岩土体加固技术已在地下围岩和边坡工程中得到广泛应用。目前随着城市建设的迅速发展城市用地越来越紧张为了充分提高地下空间的利用率高层建筑地下部分也不断增加基坑也越来越大越来越深。深基坑支护施工除了要求必须满足自身结构的安全、保证地下室施工安全顺利进行、确保周边环境与建筑物、道路管线的安全外同时还必须实现施工对周边的环境影响最少降低地下污染、降低造价的目的。而预应力土层锚杆技术其不仅可决定支挡结构的稳定性而且还能有效控制基坑变形在深基坑支护中起着相当重要的作用。因此本文将主要对预应力土层锚杆在深基坑支护中的应用进行一些探讨。1预应力土层锚杆技术的工作机理预应力土层锚杆技术是指利用专用土层锚杆施工机械将其一端与挡土桩、墙联结另一端锚固在地基的土层中通过对锚固段灌注高强度等级水泥砂浆使其锚固段砂浆体达到一定的设计强度以承受桩、墙的土压力、水压力等水平荷载利用地层的锚固力维持桩、墙的稳定为不使桩、墙的位移太大锚杆在安装后即在锚杆顶部施加张拉应力使得锚锭板带动锚固体发生位移趋势锚固体与周围土体产生抗拔摩阻力通过锚具与钢台座反作用于混凝土连续墙对深基坑起支护作用。2预应力锚杆的作用在深基坑支护中预应力锚杆一般选用钢铰线作为预应力筋利用对其自由段预拉的弹性回缩力对支护结构施以预设的应力使支护结构得以稳定则其作用有以下几点:2.1施加预应力实现荷载平衡其是指将结构中的预应力筋和锚具看作施载体将其从结构中脱离把预应力的作用视为一相应荷载(称为反荷载或是平衡荷载)由其于外荷载相平衡的条件去反求预应力的大小、预应力筋的布筋及其弯曲形状等。这样即可把结构当成是受到平衡荷载和外荷载作用的非预应力结构来计算为支护的设计和分析提供了依据是支护结构稳定的保证。2.2预加应力使土体和锚固体一体化的加固作用通过预加应力使自由段处的土体预压使得原来土压力方向发生了改变阻碍了滑移面的产生从而抵消了基坑开挖时释放的土压力有效地控制了土体的变形;可使锚固体与土体进行协调结合形成一体化的加固作用提高基坑的整体稳定性。但需注意的一点是由于预应力锚杆是在基坑自稳、土体未产生变形的基础上才产生作用的因此下步开挖需在锚杆张拉施加预应力之后进行。3基坑支护结构的设计要求3.1支护结构的设计(1)基坑支护结构应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平和竖向变形的影响。(2)基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算计算内容包括:根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算;基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算;当有锚杆或支撑时应对其进行承载力计算和稳定性验算。(3)当场地内有地下水时应对地下水控制进行计算如对其抗渗透稳定性验算、基坑底突涌稳定性验算、以支护结构设计要求进行地下水控制计算等。3.2预应力锚杆的设计(1)设计计算。锚杆预应力值的确定对于锚杆的应用起决定性作用它不仅要考虑安全与经济性而且对变形的控制尤为重要。因此预应力锚杆在设计计算时锚杆预应力值应满足基坑支挡结构的稳定力;在支护体系中锚杆预应力值应由支挡结构各部位所承受的土压力(采用土钉支护时土压力用抗拔力代替)乘以安全系数计算而来;预应力锚杆参数(锚杆长度、自由段长度、预应力筋个数、倾斜角等)应由预应力值和所勘察的土性参数结合而确定;当基坑稳定性满足各锚杆参数计算后再对整体进行稳定计算如满足要求则进行下一步工作。(2)试验资料。由于深基坑支护时开挖后与勘察资料不尽相同为此在施工前应先进行现场试验以获得完整的试验资料如通过分级加载下锚头的位移值了解预应力锚杆的受力变化特性;通过抗拔实验得出锚杆的极限承载力使其荷载比β≤0.55以最大限度发挥预应力锚杆的锚固作用;通过试验了解预应力设计值与极限承载力的关系从而了解支护结构的安全可靠性。4施工工艺4.1钻孔(1)在钻进过程中应合理掌握钻进参数和钻进速度防止出现埋钻、卡钻等各种孔内事故;对土层锚杆的自由段钻进速度可稍快对锚固段则应稍慢一点。(2)采用干作业法钻孔时要注意钻进速度避免“别钻”;钻孔完毕后为减少孔内虚土应先将孔内土充分倒出再拔钻杆。(3)采用湿作业法成孔时要注意钻进时要不断供水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300mm/min～400mm/min为宜每节钻杆钻进后在接钻杆前一定要用水反复冲洗孔底沉渣直至溢出清水为止然后拔出钻杆。4.2预应力筋的制作与安装(1)预应力筋应平直、顺直、除油除锈并做防腐处理;对钢筋拉杆先涂一层环氧防腐漆冷底子油待干燥后在涂一层环氧玻璃钢待其固化后再缠绕两层聚乙烯塑料薄膜;对自由段的钢绞线