拉力分散型預(yù)應(yīng)力錨索在深基坑施工中的應(yīng)用工學(xué)論文
摘要：介紹了拉力分散型錨索的構(gòu)造受力特點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例，簡述了該新型錨索在地鐵不對(duì)稱受力深基坑施工中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：深基坑；預(yù)應(yīng)力錨索；張拉；地鐵
1發(fā)展概況
目前荷載分散型預(yù)應(yīng)力錨索（包括拉力分散、壓力分散、拉壓分散型）在高大邊坡、壩基及大型地下洞室圍巖加固工程中得到了廣泛應(yīng)用，特別是在大型水利工程中已成功研制6000KN級(jí)YKD張拉千斤頂及相應(yīng)的錨夾具，新型GYM系列錨索，完善了錨索深孔鉆探技術(shù)及分組張拉預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)。
2受力特點(diǎn)
普通拉力型錨索的束體是等長的，東直門站原設(shè)計(jì)的錨索為帶擴(kuò)大端頭的預(yù)應(yīng)力錨索，該類型的錨索荷載是依靠內(nèi)錨段束體與漿體相接觸界面上的剪應(yīng)力（粘結(jié)應(yīng)力）由內(nèi)錨段上部向其底部傳遞。工作時(shí)在內(nèi)錨段上部漿體中，拉應(yīng)力集中，并沿深度方向衰減。
拉力分散型錨索又稱為內(nèi)錨段分層固結(jié)式錨索，是將預(yù)應(yīng)力鋼絞線分為數(shù)組，并被分層固結(jié)在錨孔不同深度處，同組的預(yù)應(yīng)力鋼絞線彼此等長，不同組的鋼絞線不等長；然后將各組鋼絞線末端按設(shè)計(jì)長度錨固在土體或巖體中。當(dāng)孔內(nèi)注漿后，預(yù)應(yīng)力通過鋼絞線與漿體粘結(jié)力傳遞給加固體，從而提供錨固力。
3工程實(shí)例
北京市軌道交通機(jī)場(chǎng)線東直門站D區(qū)為明挖五層三跨框架結(jié)構(gòu)，基坑深度28m�；颖眰�(cè)為在建東華廣場(chǎng)（基坑已開挖16m），南側(cè)為交通主干道東直門外大街，西側(cè)為既有城鐵13號(hào)線站后折返線，施工環(huán)境復(fù)雜，施工風(fēng)險(xiǎn)極大。
基坑支護(hù)參數(shù)：圍護(hù)樁采用C25鋼筋砼灌注樁，直徑1000mm，樁間距1500mm，嵌入深度8m。為有效解決深、大基坑不對(duì)稱受力情況，基坑南側(cè)采用拉力分散型預(yù)應(yīng)力錨索。
4主要施工工藝
錨索基本施工工藝：施工準(zhǔn)備→鉆孔→錨索制作→穿索→注漿→張拉鎖定。
4.1鉆孔錨索施工緊接基坑土方開挖進(jìn)行，基坑土方開挖采取分層開挖，當(dāng)每層土方開挖至錨索孔位下0．5m左右高程時(shí)，平整開挖面后即移動(dòng)鉆機(jī)就位進(jìn)行鉆孔作業(yè)。該工程采用德國HD90錨桿鉆機(jī)，鉆機(jī)采用套管跟進(jìn)水沖法作業(yè)工藝施工，機(jī)內(nèi)配置高壓泵及可沖擊鉆頭，土壤在高壓水沖擊鉆頭及推進(jìn)力的作用下沖散成孔，泥漿及水沿套筒周邊涌出，反復(fù)沖擊，形成擴(kuò)大頭錨桿，能更有力地保證錨索的支撐作用。
錨索鉆孔直徑150mm，錨索鉆孔間距水平方向允許偏差為±10mm，垂直方向允許偏差為±50mm，鉆孔傾斜允許偏差為3‰，孔深應(yīng)超過錨索設(shè)計(jì)長度0．5～1．0m，終孔后清孔要徹底，并立即插入錨索灌注水泥漿。采用套管跟進(jìn)水沖法作業(yè)的特點(diǎn)是施工時(shí)受地質(zhì)變化影響較小，成孔速度快，一般土層成孔時(shí)間為2h(鉆孔30m)，不足之處是施工時(shí)需水量大，須做好排水工作。
4.2錨索制作與下放錨索用4?準(zhǔn)15.2鋼絞線制作，每根鋼鉸線長度誤差小于50mm，錨固段每隔2．0m設(shè)一個(gè)固定環(huán)，用綁扎絲綁扎牢固。錨索自由段套入塑料管保護(hù)，兩端采用塑料膠帶進(jìn)行封口，防止漏入水泥漿。
4.3注漿為了提高錨索受力，一次注漿與二次注漿都使用純水泥漿，水灰比為0．45~0.5，水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥。錨索注漿分為一次注漿和二次劈裂注漿兩個(gè)階段。
一次注漿：由孔底開始注漿，當(dāng)孔口冒出的'水泥漿與新漿相同時(shí)，再繼續(xù)注漿2分鐘即可；拔出一節(jié)套管，在管內(nèi)注滿水泥漿，并在管口加蓋高壓注漿帽，繼續(xù)注漿，管內(nèi)水泥漿在高壓作用下，向錨固端土壤擴(kuò)散，滲透壓縮周邊土體，穩(wěn)定2分鐘后卸管，再撥出一節(jié)套管，并繼續(xù)上述過程，直至拔管至自由段時(shí)停止二步注漿，繼續(xù)撥管至完成。二次劈裂注漿：二次注漿為劈裂注漿，注漿壓力一般為2．5～4．0MPa，其目的是再次向錨固區(qū)段注漿，漿液在高壓下被壓入孔內(nèi)壁的土體中，使錨索能牢固地錨入巖層。壓漿管為膠管，在制作鋼絞線時(shí)綁扎在鋼絞線中。施工中為了使二次注漿達(dá)到設(shè)計(jì)的效果，在一次注漿中必須使錨固段注漿飽滿。
4.4張拉鎖定荷載分散型錨桿的張拉鎖定有兩種方式，即等荷載張拉和等位移張拉。通常采取等荷載張拉。
錨固體的強(qiáng)度大于15MPa且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70％時(shí)，可進(jìn)行錨索張拉鎖定。本明挖基坑錨索張拉的時(shí)間定為二次注漿后7天進(jìn)行張拉。拉力分散型預(yù)應(yīng)力錨索采用等荷載張拉，張拉前應(yīng)進(jìn)行10％預(yù)張拉，有效減緩張拉過程中的受力不均勻和預(yù)應(yīng)力損失。當(dāng)分級(jí)張拉至110％時(shí)卸荷鎖定為設(shè)計(jì)預(yù)加力。
5錨索基本試驗(yàn)及抗拔力驗(yàn)收試驗(yàn)
對(duì)錨索進(jìn)行基本試驗(yàn)和抗拔力試驗(yàn)，以確定錨索的極限承載力，掌握錨索體在不同凝固期(3天、7天、14天)抵抗破壞的安全程度，錨桿基本試驗(yàn)是錨桿性能的全面試驗(yàn)，目的是確定錨桿的極限承載力和錨桿參數(shù)的合理性，為錨桿設(shè)計(jì)、施工提供依據(jù)。錨桿基坑試驗(yàn)采用的地層條件、桿體材料和參數(shù)必須與工程錨桿相同，且試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3根，錨桿極限抗拉試驗(yàn)加載應(yīng)采用分級(jí)循環(huán)加載。
6總結(jié)
為了掌握錨索在實(shí)際工作中的受力狀態(tài)，并檢驗(yàn)錨索的施工質(zhì)量，東直門站地鐵深基坑中在每排錨索中設(shè)置了三個(gè)錨索測(cè)力計(jì)。經(jīng)過長時(shí)間的觀測(cè)結(jié)果顯示，錨索自施工至主體結(jié)構(gòu)施工6個(gè)月中，錨索受力性能良好，蠕變量小，說明本次錨索施工是成功的，錨索施工質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，保證了本深基坑工程施工的安全。
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