高层建筑土层锚杆施工技术的探讨:土层锚杆的组成
时间：2020-07-13 07:23:51 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要 土层锚杆是在高层建筑工程中运用最多的结构，具有受拉承载能力大，形式简单，受力明确，施工方便等特点，本文浅谈了土层锚杆施工中常见的质量通病与防治措施，以及常见土层锚杆的施工过程及工艺要点。
关键词 边坡治理；土层锚杆；施工技术
在高层建筑工程中，运用最广的要属土层锚杆支护结构了，它与钢筋混凝土挡板结合起来，更能发挥锚杆受拉承载力高的优势，保证自然边坡和开挖后边坡的稳定性。土层锚杆具有受拉承载能力大，形式简单，受力明确，施工方便等特点，本文浅谈了土层锚杆施工中常见的质量通病与防治措施，以及常见土层锚杆的施工过程及工艺要点。
一、土层锚杆施工中常见的质量通病与防治措施
1、锚杆位移大
土层锚杆在设计的试验荷载下，位移量不能满足设计要求。为此，正式施工前先进行锚杆试验，通过试验调整初步设计，针对不同工艺和土层地质条件确定合理的锚杆长度和直径；一般在粘土地层中钻孔时，采用清水循环钻进，自造泥浆，孔壁不会产生泥皮；在容易发生坍孔的砂性地层中钻进时，可以采用护壁泥浆，下锚后用清水清孔，使孔内泥皮减少到最低程度，清孔结束立即灌浆；在钻孔过程中，应根据地层条件的不同采用不同的钻进工艺，粘性土中采用轻压慢钻进、快转速(120r／min)成孔，有利于破土、造浆，砂性土中采用护壁泥浆钻孔、高压快钻进、慢转速(40r／min)成孔，有利于孔壁的稳定；发现钢筋下放不到孔底的，应使钻孔超深0．3～0．5m；选用压力和流量较大的注浆泵；根据气温、地温等具体情况，通过现场试验合理确定第二次灌浆的时机，以保证第二次灌浆不泛出孔121，第二次灌浆量不宜小于第一次灌浆量的30％；对于受力要求比较高的工程，可以考虑采用分层多次注浆(注浆管的埋设数量要增加)的方法；在锚杆抗拔试验后，应对原有的构造、设计参数、施工工艺参数等进行修改后，再进行正式施工；在适当位置补打锚杆；在原锚杆附近用灌浆进行地基处理。
2、锚杆钢筋拔出
施加预应力时或永久性锚杆在受力过程中，钢筋从锚杆中拔出。为此，在自由段钢筋涂油脂以前，将锚固段钢筋包裹好，并在钢筋安设以前都应保证锚固筋表面的清洁，对沾有油脂的锚固筋必须进行蒸汽洗涤；考虑钢筋和浆体的握裹力，选用压力盒流量较小的注浆泵；根据气温、低温等具体情况，通过现场试验确定第二次灌浆的时机，以保证第二次灌浆不泛出孔口，第二次灌浆量不宜小于第一次灌浆量的30％；对自由段钢筋或钢索表面涂上油脂，并套上塑料套管，对锚固段钢筋可以先套上波纹管，然后在波纹管内外灌浆，以防灌浆体开裂而使地下水渗漏引起锈蚀；严格控制焊接质量，若采用钢索，可以避免接头和焊接；在钢筋的头部安设导正器，有利于钢筋的下放，尤其是斜孔；保证钢筋的焊接垂直度，现场的钢筋应顺直堆放。
3、锚杆预应力松弛
为此，必要时对锚固段地基进行加固或预加固；选用压力和流量较大的注浆泵；根据气温、地温等具体情况，通过现场试验确定第二次灌浆的时机，以保证第二次灌浆不泛出孔口，第二次灌浆量不宜小于第一次灌浆量的30％；选用有自由段的锚杆，必要时可以张拉锚头，调整预应力；可以通过扩大钻孔直径来保证锚固力；锚杆的端部采用机械扩孔或压浆扩孔，避免采用爆破扩孔和水力扩孔。
二、锚杆施工过程及工艺要点
常见土层锚杆的施工包括以下几个工序：钻孔、安放拉杆、灌注、养护、肋柱及挡板钢筋绑扎、锚头固定、支模、混凝土浇筑、养护、拆模。对于后期需施加预应力的锚杆，还要根据具体的设计要求安排张拉的准确时间。
1、施工前的准备
施工前的准备包括施工前的调查和施工组织设计。施工前调查包括：收集场地岩土报告，锚杆支护设计方案；分析地下水性质、埋深，预测降水效果及对锚杆施工的影响；地下障碍物的核实；了解作业限制、环保规则、地方法规；了解施工空间、各种设备、工程道路情况，了解现场各工种配合要求。
施工组织设计，也就是开工前，详细制定施工组织设计，确定施工方法、施工程序、使用机械设备、工程进度、质量控制和安全管理等事项、内容包括：工程概况：工程名称、地点、工期要求、工程量、目的；岩土勘察报告中地层、地下水位简介；锚杆设计简介；施工机械设备，临时设施，施工材料；作业程序，各工种人员配备；施工管理，质量、进度控制，施工适用的规范、标准；安全、文明施工措施；应支付的工程验收技术资料。
2、钻孔
钻孔的施工方法有两种，一是清水循环钻进成孔法。这种方法在实际工程中运用最广 ，软硬土层都能适用， 但需要有配套的排水循环系统。有些施工单位为了方便 ， 在现场只设置排水系统， 没有设置重复利用水系统装置。在软黏土成孔时， 如果不用跟管钻进， 应在钻孔孔口处放入1m～2 m的护壁套管，以保证孔口处土层不坍塌。二是螺旋钻孔干作业法。该法适用于无地下水条件的黏土、粉质黏土、密实性和稳定性都较好的砂土等地层。
3、安放拉体
土层锚杆用的拉杆，常用的有粗钢筋、钢丝束和钢绞线，也有采用无缝钢管作为拉杆的。承载能力要求较小时，多用粗钢筋；承载能力要求较大时， 多用钢绞线。
如果是使用Ⅱ、Ⅲ级钢筋作杆体时，组装要求如下：钢筋应平直，除油、除锈；接头采用焊接，长度为30 d，但不小于500 mm，并排钢筋也要采用焊接；杆体轴向间隔1．0―2．0 m设置一个对中支架，注浆管、排气管与杆体绑扎牢固；杆体自由段用塑料管或塑料布包裹，并在与锚固段连接处用铅丝绑牢固；杆体应按防腐要求进行防腐处理。防腐保护层取决于使用年限及周围介质对杆体腐蚀的影响程度，一般来说，临时锚杆可简单的采用涂抹黄油作为防腐保护层或不做，永久性锚杆必须有严格的防腐保护。
如果使用钢绞线作杆体时，组装的要求如下：杆体除油、除锈，按设计尺寸下料，每股长度误差不超过500 mm；杆体平直排列，轴向间隔1．0―1．5m设置一个隔离架，杆体保护层不应小于20mm。预应力筋、排气管绑扎牢固、并不得用镀锌材料；自由段用塑料管包裹，与描固段相交处的管口应密封，并用铅丝绑紧；按防腐要求作防腐处理。
4、灌浆
灌浆是土层锚杆施工过程中重要的工序。灌浆的浆液为水泥砂浆或水泥净浆。首先是材料准备，优先选用425号普通硅酸盐水泥，标号不得低于325号；采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2．5， 含水率控制在5 ％～7 ％，含泥量不得大于2 ％；采用强度较高的碎石或卵石，抗压强度大于50MPa，粒径不宜大于15mm；选用符合要求的外加剂；灰砂比为1：1～1：0.5，砂率宜为4 5 ％-5 5 ％，水灰比宜为0．4～0．5。
灌浆的方法分为一次灌浆和二次灌浆。一次灌浆只用一根注浆管，一般采用Φ30mm的胶皮管，一端与压浆泵相连，另一端与拉杆同时送入钻孔内，距孔底50cm 即可。在确定钻孔内的浆液是否灌满时，可根据从孔口流出来的浆液浓度与搅拌的浆液浓度是否相同来判断。对于压力灌浆锚杆，待浆液流出孔口时，将孔口用黏土封堵 ，严密捣实，再用 2 MPa ～4Mpa的压力进行补灌，稳压数分钟后再停止。二次灌浆法适用于压力灌浆锚杆， 要用两根注浆管， 其管端距离锚杆末端 5 0cm左右， 管端出口需用胶布塞住，以防止土进入管中。
5、张拉与锁定
灌注完成后，须养护7d ～8d，当砂浆的强度能达到70％～ 80 ％时，才可以进行张拉。另外只能对有预应力要求的锚杆才能进行张拉。张拉应力一般为设计锚固力的 7 5 ％-8 0 ％。
①张拉宜采用“跳张法，即隔二拉一 ；
②锚杆正式张拉前，应取设计拉力的10％～20％， 对锚杆预张拉1次～2次，使各部位接触紧密；
③正式张拉应分级加载，每级加载后维持3mm，并记录伸长值，直到设计锚固力的 8 0 ％；最后一级荷载应维持 5 mi n ，并记录伸长值；
④锚杆预应力没有明显损失时，可锁住锚杆；如果锁定后发现有明显应力损失， 应重新进行张拉。
三、结束语
土层锚杆的运用最重要的是要决定好它的适用范围，不仅能满足使用功能要求，也能给建设单位节约大笔工程造价。在工程中也发生过许多事故：比如锚杆在施加预应力时即被拉出，施工 过程发生坍塌锚杆外露，后期使用时发现锚杆产生过大变形等，所以在今后的工程中，我们还需总结更多的技术和施工经验， 将风险减到最小，防止造成重大的安全事故，带来巨大的经济损失。
参考文献
[1]崔玉梅等主编．建筑施工技术[M].北京：石油工业出版社，2009.1.
[2]邓泽贵等主编．建筑施工计划[M].重庆：重庆大学出版社，2008.8.
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