建筑基础工程施工中土层锚杆技术探析

建筑基础工程施工中土层锚杆技术探析

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摘要:土层锚杆是近代岩土工程领域的一项重要技术,是一种埋设在土层深处的受拉构件,能充分发挥土体能量、调用和提高土层边坡的稳定性问题,可以有效控制土体及工程结构物的变形,近年来得到了迅速发展和广泛应用,几乎已触及岩土工程领域的各个角落边坡、基坑、地下工程、坝体、机场及抗倾、抗浮结构等工程建设。本文主要对建筑基础工程施工中土层锚杆技术进行分析探讨。

关键词:建筑施工;土层锚杆;技术分析

前言

土层锚杆是一种受拉杆件,一端存在于土体中;另一端与支护结构连接。工作原理是通过拉杆将支护结构和其它结构所承受的荷载传递到处于稳定土层中的锚固体上,再依靠锚固体实现荷载向周围稳定土层的扩散。在土层锚杆的应用上,土层锚杆使用广泛,是基坑支护工程中的一种重要形式,不仅可以做临时支护还可以在永久性建筑工程中应用。在进行土层锚杆施工时,一定要根据施工的具体情况,设计出科学、合理的土层锚杆,保证土层锚杆施工的顺利。

1土层锚杆的概述

1.1土层锚杆技术

锚杆技术是为保证建筑物稳定而采用地层锚固力技术,将受拉杆件的两端固定住,一端固定在边坡或地基的岩层里,另一端连接工程建筑物上,承受来自土、水、风等施加在建筑物上的压力。目前各个领域都比较广泛的应用土层锚杆技术,尤其交通、建筑、电力、水利、市政及采矿等领域大多在深基础工程、稳定边坡工程机结构抗倾覆工程中得到广泛应用。土层锚杆技术的施工机械及设备作业空间小,可以在任何条件下的地下和场地中作业;同时,采用锚杆做侧壁支撑,而不是用钢横撑,这样钢材成本得到很大程度的节省,还可以为作业人员提供一个良好的施工环境;利用抗拔实验得到的锚杆设计拉力,能够确保设计的安全系数。锚杆在利用预应力的过程中,可以有效控制建筑物的变量、施工量及噪音和振动情况。

1.2土层锚杆的特性

土层锚杆是先在土层中斜向成孔,待埋入锚杆(锚索)后灌注水泥浆(或水泥砂浆),依靠锚同体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的摩擦力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。它具有以下几个方面的优点:施工作业不需要太大的场地,适用性强,可以应用于各种地形;施工工序简单,技术含量较其他结构低,易于操作;工期比较短,周转快;由锚杆代替内支撑,降低工程造价;锚杆的设计拉力可通过抗拔试验确定,安全度较高;可对锚杆施加预应力,控制后期侧向位移。

1.3锚杆的组成及构造

(1)锚头

锚头是构筑物与拉杆的连接部分,为了保证能够安全地将来自构筑物的拉力传递给拉杆,一方面必须保证构件本身要有足够的强度,另一方面又必须保证将集中的力分散开,传递给不同的锚杆。为此,锚杆头部可分为台座、承压板和紧固器3部分。

(2)拉杆

拉杆依靠抗拔力承受作用于支护结构上的侧向压力,是锚杆的中心受拉部分。它的全长应包括有效锚固长度部分和非锚固长度部分。

(3)锚固体

锚固体是锚杆尾端的锚固部分,通过锚固体与土之间的相互作用,将力传递给稳定地层,它所提供的锚固力是保证支护结构稳定——边坡稳定的关键。

2土层锚杆技术的发展和应用

土层锚杆技术是以岩石锚杆技术为基础上发展起来的。土层锚杆是一种受拉杆件,在杆件的一端连接着支护结构,杆件的另一端则锚固在土体中。基坑开挖之后土体承受的荷载主要有侧向土的压力、地下水的压力以及其他支护结构的荷载。而土层锚杆可以将支护结构中承受的荷载通过拉杆传传递到土层中的锚固体上,之后,锚固体将承受到的荷载分散传播到周围的土层当中,从而保证土层不会由于荷载的变化而造成土方边坡的失稳。目前,我国的土层锚杆最长的可达50米,在粘性土中的锚固力最大可以达到2500千牛,同时,支护结构的高度也已经达到了40米。

土层锚杆技术已经广泛应用于我国的建筑施工当中,尤其是在深基础附近存在其他的建筑物或构筑物时,使用土层锚杆支撑支护结构,不仅可以简化支撑、使施工条件得到改善,还可以使基坑保持在一个稳定的状态,使施工顺利开展。

3土层锚杆技术的施工

一般来说,锚杆施工技术的主要施工程序是钻孔——锚杆进行插入——进行灌浆——张拉锚固等工序。

3.1土层钻孔

在施工中,土层钻孔是施工质量的根本保证,实际施工中,需要注意的问题有:(1)钻孔机械的选择;(2)钻孔施工方式的选择;(3)钻孔扩大;(4)满足土层钻孔的标准。在实际施工中,对于钻孔机械的选择,要从实际出发,采取实事求是的方式,根据土质、钻孔的深度以及土壤中地下水的含量等问题进行综合分析,然后选择合理是钻孔机械,目前,我国建筑工程中所采用的钻孔机械一般有三种:冲击式钻孔机械、旋转是钻孔机、旋转冲击式钻机,由于,它们的工作原理不同,在使用中要进行合理的选择;钻孔技术的选择要对钻孔的各个因素进行考虑,主要有:锚杆的承受力、工作效率以及成本等因素,才能保证施工的顺利进行;扩孔所采用的施工方式主要有:机械施工、爆炸施工、水力施工、压浆的最为常用的钻孔方法;相关的设计要求主要有保证土层不松动以及锚杆的质量等。

3.2锚杆插入

在设计的施工中,钢管、粗钢筋、钢丝束等都是锚杆插入过程中常用的;在进行锚杆插入的时候,所采用的材料要符合一定的要求,不仅能够符合使用现场的土壤特点还要符合土层锚杆的最大承载力,一般来说,粗钢筋是钢丝束的重要组成部分,其长度大约为10m,最大能够超过30m,它所安装的位置是钻孔的中心,在安装过程中要具有一定的稳定性;钢丝拉杆是土层锚杆最主要的受力点,它所采用的材料要具有一定了柔韧性,不仅能够促进了施工效率,还能促进钻孔的放置;在进行锚杆安装的过程中,要对钻孔底端的物体形状进行勘察,保证锚杆的正常放入,通常来说,锚杆底端大于80mm左右,锚杆放置的时候,不仅要保证锚杆的垂直型还要保证锚杆的倾斜角度和钻孔倾斜角度的一致性,同时,在发生突发情况时,要及时的进行处理,确保锚杆能够顺利安装。

3.3灌浆

灌浆是土层锚杆施工中重要的环节,一般的施工中,所采用的灌浆方式主要有:一次灌浆法和二次灌浆法。在实际施工中,要根据不同情况选择不同的灌浆方式;在选择的时候,要严格的按照相关要求,例如:水泥和沙子之间的比例因为1:2左右,水泥砂浆的水灰比例应该控制在0.38~0.45之间。在灌浆完成以后,要及时的对漏在外面的钢筋进行清洁以及养护。

3.4张拉锚固

土层锚杆灌浆后,待锚固体强度达到80%设计强度以上,便可对锚杆进行张拉。张拉前先在支护结构上装围擦。张拉所用设备与预应力结构张拉所用设备相同。预加应力的锚杆,要正确估算预应力损失。由于土层锚杆与一般预应力结构不同,预应力损失的因素除了通常发生的外,还包括相邻锚杆施工引起的预应力损失、支护结构变形引起的预应力损失、以及土体蠕变引起的预应力损失。

4结语

随着时代的发展与社会经济的进步,我国的建筑结构也发生了较大的变化,深基坑工程作为组成许多建筑项目的一个重要部分,逐渐引起了人们的关注和重视,其施工质量对于整个工程的安全性与稳定性起着决定性作用。在建筑基础工程的施工中,经常使用的一项施工技术就是土层锚杆技术,其良好的土层稳定功能可以为建筑打下良好基础,并且直接影响到工程的施工质量和企业的综合效益。

参考文献:

[1]杨振莉.深基坑支护施工中预应力土层锚杆的应用[J].科技创新导报,2017,14(05):29+31.

[2]陈思辉.预应力土层锚杆在深基坑支护施工中的应用[J].住宅与房地产,2016(36):151.

[3]杨程凯.边坡支护方案中预应力锚杆的应用探讨[J].四川水泥,2016(05):287+265.

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