可回收預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)研究摘要:通過廣州地鐵某深基坑工程施工實例,介紹可回收錨索在工程施工中的應(yīng)用,地下建筑工程使用可回收錨索,可大幅降低工程成本,提高施工速度,并減少施工中遺留錨索造成地下環(huán)境污染等現(xiàn)象,值得推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞:錨索;回收;應(yīng)用;環(huán)境1 錨索的發(fā)展歷程 錨索加固技術(shù)最早在1933年由阿爾及利亞的工程師成功應(yīng)用在水電工程的壩體加固中,此后得到了迅速發(fā)展,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于巖土工程的各個領(lǐng)域。我國錨索加固技術(shù)始于1964年在梅山水庫右岸壩基加固中的應(yīng)用,從70年代開始該技術(shù)在國防、水電、礦山等領(lǐng)域內(nèi)逐步開始使用。80年代以來,錨索加固技術(shù)大量用于工程,并在試驗設(shè)備和施工工藝等研究方面取得了較大的進展。 錨索加固支護是建筑基坑的一種重要支護方式,多用于安全等級要求較高或工程規(guī)模較大的基坑工程,常常不回收,造成嚴(yán)重的地下污染,并且留下的鋼絞線成為后續(xù)工程施工的地下障礙物。因此,我國眾多的科研院所和施工單位對此做了不少研究開發(fā)有關(guān)回收錨桿(索)的工作,并取得良好的經(jīng)濟和社會效益。如原冶金部建筑研究總院主持研制的U形回收式錨桿;陜西華煤巖土工程技術(shù)有限公司研制生產(chǎn)的金屬可回收錨桿;四川華鎣山廣能集團綠水洞煤礦的“雙錨頭”可回收錨桿;北京市第三城市建設(shè)工程公司的握線式可回收錨桿等。這些錨桿可直接節(jié)省支護材料及費用,推動了回收式錨桿(索)在我國的研發(fā)和應(yīng)用,創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟、社會、安全效益。錨索技術(shù)的出現(xiàn)是巖土工程技術(shù)發(fā)展史上的一個里程碑,可回收錨索技術(shù)是在原錨索技術(shù)基礎(chǔ)上的一大進步。本文介紹的可回收式錨索技術(shù),具有安全快速、工人勞動強度低、易回收、回收率高,被回收的鋼絞線能重復(fù)使用,能充分利用資源,高效環(huán)保等優(yōu)點,彌補了早期可回收錨桿(索)的不足。2 可回收錨索的構(gòu)造與參數(shù) 可回收錨索屬于壓力型錨索,其構(gòu)造與普通錨索基本相同,分為錨固段、張拉段和錨頭三部分,其回收原理是把回收關(guān)鍵錨索抽出后,在固定座的中心處產(chǎn)生空隙,使其它鋼絞線可拔出回收,這也是與普通錨索最大的區(qū)別。可回收錨索(4束錨索)構(gòu)造如圖1。可回收錨索的鋼絞線可分成3～6束,各束以圓心為對稱點均勻分布,其錨固段長度約為2.5m,比傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段長度減小約4倍,錨索根據(jù)工程設(shè)計計算需要可選擇f 12.7×4～f 15.2×7,根據(jù)其截面面積的不同,其容許荷載為357.6～1017.3kN,鉆孔孔徑為150mm。鋼絞線回收后可重復(fù)用于下一工程。
3 可回收錨索特點 可回收錨索的施工步驟為:鉆孔→插入錨索體→注入水泥漿→張拉→錨固。其施工吸取了其它錨索的技術(shù)優(yōu)點,結(jié)構(gòu)合理可靠,施工簡便。鋼絞線在承載體端部處于壓接狀態(tài),在套管內(nèi)處于自由狀態(tài)。錨固段水泥漿體內(nèi)的壓應(yīng)變峰值出現(xiàn)在臨近承載體處,隨著離承載體距離的增大,壓應(yīng)變值急劇衰減,其分布區(qū)間約在2.5m范圍內(nèi),因此其錨固長度短于普通型錨索。使用專用千斤頂回收鋼絞線,安全快速、工人勞動強度低、易回收、回收率高,被回收的鋼絞線能重復(fù)使用2~3次,因此能充分利用資源,具有高效環(huán)保的優(yōu)點。4 在地鐵工程中的應(yīng)用4.1 工程概況 廣州地鐵某深基坑總長100.2m,深25m,采用明挖施工。基坑內(nèi)土、巖層從上到下主要為:〈1〉人工填土;〈3-1〉粉細(xì)砂層,〈3-2〉中粗砂層;〈4-1〉粉質(zhì)粘土,〈4-2〉淤泥質(zhì)土;〈5-1〉殘積可塑狀粉質(zhì)粘土層,〈5-2〉殘積硬塑狀粉質(zhì)粘土層;〈6〉全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含礫砂巖;〈7〉強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含礫砂巖;〈8〉中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含礫砂巖;〈9〉微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含礫砂巖。地下水位與季節(jié)、氣候、地下水賦存補給及排泄有密切關(guān)系,主要含水層為淺部的沖洪積砂層及淤泥質(zhì)砂層地下水具對鋼結(jié)構(gòu)無腐蝕。地面建筑主要為低層民房,磚混結(jié)構(gòu),天然基礎(chǔ)。 根據(jù)工程的設(shè)計要求,該基坑設(shè)計考慮既作為盾構(gòu)隧道始發(fā)豎井,同時在盾構(gòu)隧道施工后又作為軌排施工豎井,基坑設(shè)計須考慮盾構(gòu)施工階段的荷載及施工使用功能,同時又要考慮軌排施工功能,因此基坑分成3段結(jié)構(gòu):①盾構(gòu)始發(fā)井,長30.6m,2層框架結(jié)構(gòu);②軌排豎井,長30m;③馬蹄型結(jié)構(gòu)明挖隧道:長39.6m,主要考慮盾構(gòu)機施工設(shè)備長度要求,因此在施工使用功能上分析,基坑設(shè)計采用錨索支護可滿足施工要求。可回收錨索施工在〈5-1〉土層至〈9〉巖層中施作,如圖2所示。 基坑采用800mm厚的地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu),軌排井段可回收錨索設(shè)置為2.5m×2.5m,共13列6行,盾構(gòu)始發(fā)井及大型馬蹄型隧道段在連續(xù)墻腳低處設(shè)置2道錨索,其余圍護結(jié)構(gòu)支撐體系為噴射混凝土錨桿、鋼支撐、混凝土支撐,錨索采用4束可回收預(yù)應(yīng)力錨索。4.2 施工 在基坑施工圍護結(jié)構(gòu)前,需根據(jù)錨索位置預(yù)留f 150孔洞,應(yīng)保證墻體施工精度,否則實施錨索時將出現(xiàn)較大的偏差,對基坑安全不利。鉆孔在整個工程中占較大的比重,是工期的關(guān)鍵因素,正式實施錨索前需進行試驗,以確定鉆孔參數(shù)及鉆孔設(shè)備,力求提高施工效率。 鉆孔施工需使用清水,不能使用泥漿,清孔時需用壓縮空氣排泥屑后用清水重復(fù)清洗。需注意的是在鉆孔過程中防止塌孔和泥屑排除,是可回收錨索能否安裝的關(guān)鍵。本工程中由于在〈4-1〉、〈4-2〉土中施工曾出現(xiàn)多次塌孔現(xiàn)象,成孔后錨索無法安裝及預(yù)加預(yù)應(yīng)力,一度影響了施工進度。 完成鉆孔后,插入錨索體并進行注漿施工,必須有效地用水泥漿把地下水置換出來,灌漿用管插入至孔底直到水泥漿面上升至地面為止。將注漿管往外拉出300mm,在孔口進行封堵后準(zhǔn)備進行注漿。一次注漿采用灰砂比1∶0.7~1∶1(重量比)、水灰比0.38~0.45的水泥砂漿,注漿體強度25MPa;二次高壓灌漿采用水灰比0.45~0.5的純水泥漿,并摻加補償收縮微膨脹劑,攪拌均勻并過篩,隨拌隨用,初凝前用完,在一次灌漿后24h后進行。必須注意的是,插入錨索體時應(yīng)對套管加以保護,以免受損而造成水泥漿液滲入套管內(nèi),導(dǎo)致錨索不能回收。為確保錨索可回收及重復(fù)使用,在套管內(nèi)須注入特定的防護液體,防漏填充劑是按特定的配合比及混合方法制作,注入直至達到塑料管面高度。封孔施工將壓注至孔口,并補漿3~5次,直至漿液面不再下降為止,水泥漿采用早強水泥,水灰比0.5,流動值12min±2s,單軸抗壓強度sc=40MPa。 錨索張拉是實現(xiàn)錨索滿足設(shè)計要求的關(guān)鍵工藝,應(yīng)在水泥漿試塊抗壓強度達到規(guī)定值后才可進行,采用單純加載,達到規(guī)定荷重后進行錨固。張拉方法與常規(guī)錨桿相同,只是中心的鋼絞線不能加力,處于自由狀態(tài)。通過適應(yīng)性試驗及確認(rèn)試驗,確認(rèn)錨索的彈性延伸量、塑性延伸量、松弛量是否滿足規(guī)定要求,同時考慮夾片的松弛削弱張拉力的影響因素,根據(jù)規(guī)定的有效張拉力進行張拉和錨固。錨桿頭部用夾片錨固時,隨著荷重的增大,夾片將嵌入錨頭內(nèi)。張拉前進行試拔檢驗,試拔最大拉力為設(shè)計軸向拉力的1.1倍,按拉力的10%逐級加荷,卸荷時按軸向拉力的1 5逐級卸荷;張拉至設(shè)計拉力的1.0~1.1倍時,保持10~15min,觀察其變化趨于穩(wěn)定時卸荷至鎖定荷載進行鎖定。鎖定后,如有明顯的應(yīng)力損失,應(yīng)進行補償張拉。4.3 錨索回收 錨索施工較為簡單,先把中心的鋼絞線用千斤頂拔出,然后用千斤頂相繼對周圍的鋼絞線進行加載,使之脫離固定臺座,即可回收。一般采用壓力為20t的千斤頂便可進行回收施工,而回收與預(yù)加應(yīng)力采用同一組千斤頂,施工設(shè)備投入較為合理經(jīng)濟。錨索回收設(shè)備及安裝如圖3所示。 錨索回收施工程序如下:①裝上支架、穿心式油壓千斤頂、回收夾具及夾片等,中心處回收關(guān)鍵錨索不安裝夾片;②完成安裝后開啟千斤頂加載,使錨頭有松動及約有2～3mm的浮起,然后卸載;③在支架上安裝錨頭夾片的回收墊片,重復(fù)步驟①后開啟千斤頂加載,使錨頭處的夾片脫落,千斤頂卸載,取走錨頭,中心處回收關(guān)鍵錨索須安裝夾片,同時須進行錨頭夾片防止飛出的防護工作;④將支架取走,安裝千斤頂及對中心關(guān)鍵回收錨索安裝夾具及夾片,啟動千斤頂加載,將中心關(guān)鍵回收錨索拔出;⑤中心關(guān)鍵回收錨索拔出后,安裝千斤頂及對周邊對稱的2根錨索安裝夾具及夾片,千斤頂加載,將其拔出;⑥重復(fù)步驟⑤,直至將所有錨索拔出;⑦對拔出的錨索進行詳細(xì)檢查,如再利用的則須妥善保管,便于下次施工中使用。5 錨索保護 工程結(jié)構(gòu)及構(gòu)件使用壽命取決于腐蝕、疲勞、磨損這3個因素,對于錨索而言關(guān)鍵為腐蝕,主要為電化學(xué)反應(yīng)引起。由于本工程從盾構(gòu)隧道施工至軌道施工在同一豎井實施,需約3年時間,且金屬構(gòu)件所處的環(huán)境,如細(xì)菌、氧氣、濕度等的變化,將加速其腐蝕。可回收錨索在設(shè)計上充分考慮了這一因素,即在套管內(nèi)注入特定的防護液體,但露出部分如錨頭及錨索在一段時間后也會出現(xiàn)銹蝕或現(xiàn)象,一旦形成則不但影響錨索的回收,還會影響錨索的重復(fù)使用,不利于項目成本控制,而且在基坑開挖中如缺乏對錨索的保護,則會造成錨索損傷,同時由于施工中質(zhì)量控制不足,造成部分套管外露,雨水易從錨頭與套管間的空隙滲透入套管內(nèi)。為確保錨索的防腐蝕性能,錨索外露部分應(yīng)涂刷油漆加以保護。6 可回收錨索的回收施工要點 可回收錨索能否按預(yù)期目標(biāo)順利完成,在整改施工過程中,其主要技術(shù)要點有以下方面: ⑴在錨索施工中,鉆孔后的孔洞清洗須注意,確保孔內(nèi)不能存在泥漿,特別在泥土中的施工。 ⑵回填注漿施工是關(guān)鍵工序,主要是水泥漿液絕不能漏入錨索保護套內(nèi),否則會造成錨索固結(jié),影響錨索的順利回收。 ⑶錨索施工后必須采取嚴(yán)格的保護措施,否則會影響錨索的回收及其重復(fù)利用。 ⑷根據(jù)錨索設(shè)計使用的束數(shù),其錨頭墊塊、錨頭、回收夾具與穿心式油壓千斤頂必須相互配套。 ⑸錨索夾片在設(shè)計上須考慮回收時的拔出施工要求,即在端部須留有凹槽及回收使用的鎖件。7 施工監(jiān)測 本施工標(biāo)段從2005年11月進場施工,基坑施工監(jiān)測從2005年3月開始,第1道錨索監(jiān)測開始時間為2006年5月,基坑監(jiān)測內(nèi)容為圍護結(jié)構(gòu)墻頂水平位移、土體側(cè)向變形、支護結(jié)構(gòu)變形、支撐軸力、錨索拉力、地下水位和地表沉降等。監(jiān)測使用儀器包括全站儀、測斜儀、讀數(shù)儀、水準(zhǔn)儀等。錨索拉力監(jiān)測使用的應(yīng)力感應(yīng)片放置在錨索的承壓支座與錨頭之間。軌排井段的第1～3道錨索分別在基坑縱向兩側(cè),每道錨索選取2個監(jiān)測點,相距17.5m,第4～5道錨索則選取1個監(jiān)測點,監(jiān)測頻率為每2天監(jiān)測1次,遇天氣變化如雨天則加大監(jiān)測頻率。 監(jiān)測結(jié)果表明,本工程錨索拉力累計變化小于設(shè)計最大控制值118.76kN; 在〈6〉全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖至〈9〉微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖錨索應(yīng)力變化及墻體位移變化較小;在〈4-1〉、〈4-2〉、〈5-1〉、〈5-2〉土層地質(zhì)中墻體位移與錨索的應(yīng)力變化相對較大,可回收錨索也能達到設(shè)計和施工要求。
8 結(jié)論與建議
本工程采用開挖與錨索施工相互配合,可回收錨索施工累計3個月內(nèi),總長約3000m的錨索全部施工完畢。通過監(jiān)測,主體結(jié)構(gòu)完成后,基坑最大位移發(fā)生在墻頂,位移變化在23.1～25.2mm之間,處于收斂狀態(tài)。而廣州地鐵正在施工中的基坑中,多個工點根據(jù)豎井的使用的功能,均不同程度上使用了可回收錨索,并且在深圳地鐵某出入通道及廣州某花園地下室施工中也成功應(yīng)用,證明可回收錨索具有施工簡便、安全可靠,重復(fù)利用資源、工人勞動強度低、減小環(huán)境污染等優(yōu)點。 可回收錨索的成功應(yīng)用,是我國錨索加固技術(shù)的又一突破,雖然成功對錨索進行回收,但其錨固段仍留存在巖土中,這是可回收錨索存在的缺陷。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,筆者堅信在不久的將來可研究出可回收錨桿,并解決可回收錨索(桿)的現(xiàn)有缺陷,實現(xiàn)全回收錨索(桿),這也是程技術(shù)人員努力和奮斗的目標(biāo)。
參考文獻
[1]梁炯鋆.錨固與注漿技術(shù)手冊.北京:中國電力出版社,1999
[2]龔曉南.深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998
3 可回收錨索特點 可回收錨索的施工步驟為:鉆孔→插入錨索體→注入水泥漿→張拉→錨固。其施工吸取了其它錨索的技術(shù)優(yōu)點,結(jié)構(gòu)合理可靠,施工簡便。鋼絞線在承載體端部處于壓接狀態(tài),在套管內(nèi)處于自由狀態(tài)。錨固段水泥漿體內(nèi)的壓應(yīng)變峰值出現(xiàn)在臨近承載體處,隨著離承載體距離的增大,壓應(yīng)變值急劇衰減,其分布區(qū)間約在2.5m范圍內(nèi),因此其錨固長度短于普通型錨索。使用專用千斤頂回收鋼絞線,安全快速、工人勞動強度低、易回收、回收率高,被回收的鋼絞線能重復(fù)使用2~3次,因此能充分利用資源,具有高效環(huán)保的優(yōu)點。4 在地鐵工程中的應(yīng)用4.1 工程概況 廣州地鐵某深基坑總長100.2m,深25m,采用明挖施工。基坑內(nèi)土、巖層從上到下主要為:〈1〉人工填土;〈3-1〉粉細(xì)砂層,〈3-2〉中粗砂層;〈4-1〉粉質(zhì)粘土,〈4-2〉淤泥質(zhì)土;〈5-1〉殘積可塑狀粉質(zhì)粘土層,〈5-2〉殘積硬塑狀粉質(zhì)粘土層;〈6〉全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含礫砂巖;〈7〉強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含礫砂巖;〈8〉中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含礫砂巖;〈9〉微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含礫砂巖。地下水位與季節(jié)、氣候、地下水賦存補給及排泄有密切關(guān)系,主要含水層為淺部的沖洪積砂層及淤泥質(zhì)砂層地下水具對鋼結(jié)構(gòu)無腐蝕。地面建筑主要為低層民房,磚混結(jié)構(gòu),天然基礎(chǔ)。 根據(jù)工程的設(shè)計要求,該基坑設(shè)計考慮既作為盾構(gòu)隧道始發(fā)豎井,同時在盾構(gòu)隧道施工后又作為軌排施工豎井,基坑設(shè)計須考慮盾構(gòu)施工階段的荷載及施工使用功能,同時又要考慮軌排施工功能,因此基坑分成3段結(jié)構(gòu):①盾構(gòu)始發(fā)井,長30.6m,2層框架結(jié)構(gòu);②軌排豎井,長30m;③馬蹄型結(jié)構(gòu)明挖隧道:長39.6m,主要考慮盾構(gòu)機施工設(shè)備長度要求,因此在施工使用功能上分析,基坑設(shè)計采用錨索支護可滿足施工要求。可回收錨索施工在〈5-1〉土層至〈9〉巖層中施作,如圖2所示。 基坑采用800mm厚的地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu),軌排井段可回收錨索設(shè)置為2.5m×2.5m,共13列6行,盾構(gòu)始發(fā)井及大型馬蹄型隧道段在連續(xù)墻腳低處設(shè)置2道錨索,其余圍護結(jié)構(gòu)支撐體系為噴射混凝土錨桿、鋼支撐、混凝土支撐,錨索采用4束可回收預(yù)應(yīng)力錨索。4.2 施工 在基坑施工圍護結(jié)構(gòu)前,需根據(jù)錨索位置預(yù)留f 150孔洞,應(yīng)保證墻體施工精度,否則實施錨索時將出現(xiàn)較大的偏差,對基坑安全不利。鉆孔在整個工程中占較大的比重,是工期的關(guān)鍵因素,正式實施錨索前需進行試驗,以確定鉆孔參數(shù)及鉆孔設(shè)備,力求提高施工效率。 鉆孔施工需使用清水,不能使用泥漿,清孔時需用壓縮空氣排泥屑后用清水重復(fù)清洗。需注意的是在鉆孔過程中防止塌孔和泥屑排除,是可回收錨索能否安裝的關(guān)鍵。本工程中由于在〈4-1〉、〈4-2〉土中施工曾出現(xiàn)多次塌孔現(xiàn)象,成孔后錨索無法安裝及預(yù)加預(yù)應(yīng)力,一度影響了施工進度。 完成鉆孔后,插入錨索體并進行注漿施工,必須有效地用水泥漿把地下水置換出來,灌漿用管插入至孔底直到水泥漿面上升至地面為止。將注漿管往外拉出300mm,在孔口進行封堵后準(zhǔn)備進行注漿。一次注漿采用灰砂比1∶0.7~1∶1(重量比)、水灰比0.38~0.45的水泥砂漿,注漿體強度25MPa;二次高壓灌漿采用水灰比0.45~0.5的純水泥漿,并摻加補償收縮微膨脹劑,攪拌均勻并過篩,隨拌隨用,初凝前用完,在一次灌漿后24h后進行。必須注意的是,插入錨索體時應(yīng)對套管加以保護,以免受損而造成水泥漿液滲入套管內(nèi),導(dǎo)致錨索不能回收。為確保錨索可回收及重復(fù)使用,在套管內(nèi)須注入特定的防護液體,防漏填充劑是按特定的配合比及混合方法制作,注入直至達到塑料管面高度。封孔施工將壓注至孔口,并補漿3~5次,直至漿液面不再下降為止,水泥漿采用早強水泥,水灰比0.5,流動值12min±2s,單軸抗壓強度sc=40MPa。 錨索張拉是實現(xiàn)錨索滿足設(shè)計要求的關(guān)鍵工藝,應(yīng)在水泥漿試塊抗壓強度達到規(guī)定值后才可進行,采用單純加載,達到規(guī)定荷重后進行錨固。張拉方法與常規(guī)錨桿相同,只是中心的鋼絞線不能加力,處于自由狀態(tài)。通過適應(yīng)性試驗及確認(rèn)試驗,確認(rèn)錨索的彈性延伸量、塑性延伸量、松弛量是否滿足規(guī)定要求,同時考慮夾片的松弛削弱張拉力的影響因素,根據(jù)規(guī)定的有效張拉力進行張拉和錨固。錨桿頭部用夾片錨固時,隨著荷重的增大,夾片將嵌入錨頭內(nèi)。張拉前進行試拔檢驗,試拔最大拉力為設(shè)計軸向拉力的1.1倍,按拉力的10%逐級加荷,卸荷時按軸向拉力的1 5逐級卸荷;張拉至設(shè)計拉力的1.0~1.1倍時,保持10~15min,觀察其變化趨于穩(wěn)定時卸荷至鎖定荷載進行鎖定。鎖定后,如有明顯的應(yīng)力損失,應(yīng)進行補償張拉。4.3 錨索回收 錨索施工較為簡單,先把中心的鋼絞線用千斤頂拔出,然后用千斤頂相繼對周圍的鋼絞線進行加載,使之脫離固定臺座,即可回收。一般采用壓力為20t的千斤頂便可進行回收施工,而回收與預(yù)加應(yīng)力采用同一組千斤頂,施工設(shè)備投入較為合理經(jīng)濟。錨索回收設(shè)備及安裝如圖3所示。 錨索回收施工程序如下:①裝上支架、穿心式油壓千斤頂、回收夾具及夾片等,中心處回收關(guān)鍵錨索不安裝夾片;②完成安裝后開啟千斤頂加載,使錨頭有松動及約有2～3mm的浮起,然后卸載;③在支架上安裝錨頭夾片的回收墊片,重復(fù)步驟①后開啟千斤頂加載,使錨頭處的夾片脫落,千斤頂卸載,取走錨頭,中心處回收關(guān)鍵錨索須安裝夾片,同時須進行錨頭夾片防止飛出的防護工作;④將支架取走,安裝千斤頂及對中心關(guān)鍵回收錨索安裝夾具及夾片,啟動千斤頂加載,將中心關(guān)鍵回收錨索拔出;⑤中心關(guān)鍵回收錨索拔出后,安裝千斤頂及對周邊對稱的2根錨索安裝夾具及夾片,千斤頂加載,將其拔出;⑥重復(fù)步驟⑤,直至將所有錨索拔出;⑦對拔出的錨索進行詳細(xì)檢查,如再利用的則須妥善保管,便于下次施工中使用。5 錨索保護 工程結(jié)構(gòu)及構(gòu)件使用壽命取決于腐蝕、疲勞、磨損這3個因素,對于錨索而言關(guān)鍵為腐蝕,主要為電化學(xué)反應(yīng)引起。由于本工程從盾構(gòu)隧道施工至軌道施工在同一豎井實施,需約3年時間,且金屬構(gòu)件所處的環(huán)境,如細(xì)菌、氧氣、濕度等的變化,將加速其腐蝕。可回收錨索在設(shè)計上充分考慮了這一因素,即在套管內(nèi)注入特定的防護液體,但露出部分如錨頭及錨索在一段時間后也會出現(xiàn)銹蝕或現(xiàn)象,一旦形成則不但影響錨索的回收,還會影響錨索的重復(fù)使用,不利于項目成本控制,而且在基坑開挖中如缺乏對錨索的保護,則會造成錨索損傷,同時由于施工中質(zhì)量控制不足,造成部分套管外露,雨水易從錨頭與套管間的空隙滲透入套管內(nèi)。為確保錨索的防腐蝕性能,錨索外露部分應(yīng)涂刷油漆加以保護。6 可回收錨索的回收施工要點 可回收錨索能否按預(yù)期目標(biāo)順利完成,在整改施工過程中,其主要技術(shù)要點有以下方面: ⑴在錨索施工中,鉆孔后的孔洞清洗須注意,確保孔內(nèi)不能存在泥漿,特別在泥土中的施工。 ⑵回填注漿施工是關(guān)鍵工序,主要是水泥漿液絕不能漏入錨索保護套內(nèi),否則會造成錨索固結(jié),影響錨索的順利回收。 ⑶錨索施工后必須采取嚴(yán)格的保護措施,否則會影響錨索的回收及其重復(fù)利用。 ⑷根據(jù)錨索設(shè)計使用的束數(shù),其錨頭墊塊、錨頭、回收夾具與穿心式油壓千斤頂必須相互配套。 ⑸錨索夾片在設(shè)計上須考慮回收時的拔出施工要求,即在端部須留有凹槽及回收使用的鎖件。7 施工監(jiān)測 本施工標(biāo)段從2005年11月進場施工,基坑施工監(jiān)測從2005年3月開始,第1道錨索監(jiān)測開始時間為2006年5月,基坑監(jiān)測內(nèi)容為圍護結(jié)構(gòu)墻頂水平位移、土體側(cè)向變形、支護結(jié)構(gòu)變形、支撐軸力、錨索拉力、地下水位和地表沉降等。監(jiān)測使用儀器包括全站儀、測斜儀、讀數(shù)儀、水準(zhǔn)儀等。錨索拉力監(jiān)測使用的應(yīng)力感應(yīng)片放置在錨索的承壓支座與錨頭之間。軌排井段的第1～3道錨索分別在基坑縱向兩側(cè),每道錨索選取2個監(jiān)測點,相距17.5m,第4～5道錨索則選取1個監(jiān)測點,監(jiān)測頻率為每2天監(jiān)測1次,遇天氣變化如雨天則加大監(jiān)測頻率。 監(jiān)測結(jié)果表明,本工程錨索拉力累計變化小于設(shè)計最大控制值118.76kN; 在〈6〉全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖至〈9〉微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖錨索應(yīng)力變化及墻體位移變化較小;在〈4-1〉、〈4-2〉、〈5-1〉、〈5-2〉土層地質(zhì)中墻體位移與錨索的應(yīng)力變化相對較大,可回收錨索也能達到設(shè)計和施工要求。8 結(jié)論與建議
本工程采用開挖與錨索施工相互配合,可回收錨索施工累計3個月內(nèi),總長約3000m的錨索全部施工完畢。通過監(jiān)測,主體結(jié)構(gòu)完成后,基坑最大位移發(fā)生在墻頂,位移變化在23.1～25.2mm之間,處于收斂狀態(tài)。而廣州地鐵正在施工中的基坑中,多個工點根據(jù)豎井的使用的功能,均不同程度上使用了可回收錨索,并且在深圳地鐵某出入通道及廣州某花園地下室施工中也成功應(yīng)用,證明可回收錨索具有施工簡便、安全可靠,重復(fù)利用資源、工人勞動強度低、減小環(huán)境污染等優(yōu)點。 可回收錨索的成功應(yīng)用,是我國錨索加固技術(shù)的又一突破,雖然成功對錨索進行回收,但其錨固段仍留存在巖土中,這是可回收錨索存在的缺陷。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,筆者堅信在不久的將來可研究出可回收錨桿,并解決可回收錨索(桿)的現(xiàn)有缺陷,實現(xiàn)全回收錨索(桿),這也是程技術(shù)人員努力和奮斗的目標(biāo)。
參考文獻
[1]梁炯鋆.錨固與注漿技術(shù)手冊.北京:中國電力出版社,1999
[2]龔曉南.深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998
