浅谈钢管桩和预应力锚索在建筑工程施工中的应用

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年2月6期   作者:易剑
[导读] 位于山路或坡型地区的项目工程在建设的过程中总会遇到一些问题
         摘 要:位于山路或坡型地区的项目工程在建设的过程中总会遇到一些问题,开挖和填方是出现较多的问题,只有解决这些问题,项目工程才能顺利进行,这就需要对边坡进行合理的防护,即边坡防护工程。这项工程在实施的过程中需耗费大量的人力物力,需要投入的资金也是非常大的,所以目前需要找出一种简便合理的方法降低成本并且改善边坡防护的情况。通过对边坡防护进行比较深入的分析研究,使用钢管桩加固施工技术与预应力锚索施工技术达到防护的目的。
         关键词:钢管桩与预应力锚索;概述;技术及应用
一、钢管桩与预应力锚索的概述
1.1钢管桩技术概述
         钢管桩加固施工技术具有贯入能力强、抗弯曲刚度强等优势,被广泛应用在地基处理中。钢管桩打人底层中端部,既可以敞开也可以封闭,如有必要还可以在钢管桩内部填充混凝土,虽然造价略高,但自身性能比较优越,受到地基处理时的广泛青睐。在新工艺、新技术、新材料、新机械设备不断涌现的时代,钢管桩加固施工技术在工程中的应用日益增加且应用效果显著。但也容易受到很多因素的影响,如遇黄土地基时,极易发生质量问题如:钢管桩顶变形、沉桩达不到设计要求等,如果遇到了坚硬的障碍物或者桩顶的减振材料垫得过薄等问题,需严格按照相应的规范及标准进行施工,并做好施工处理措施,可有效降低质量问题发生的概率, 降低不良影响。
1.2预应力锚索概述
         (1)预应力锚索作用机理。基坑支护工程中,预应力锚索,一端锚固在稳定的土层当中,另外一端锚固支护结构中。预应力钢绞线穿越边坡滑动面,通过施加预应力,将滑动面两侧的土体压紧,加强了滑动面抗滑摩擦阻力,提高了边坡岩体的整体性能。另外一个方面,施加的预应力将破裂面土体的应力状态大大改变,直接给基坑坑壁带来了一个被动土压力,从而确保了开挖基坑边坡土体的自稳能力,大大提升了基坑的总体稳定程度。
         (2)预应力锚索的结构形式。锚索结构具体是由三部分构成:锚固段、自由段以及锚头.锚固段在稳定土体内发挥出锚固力的真正作用。自由段是连接锚固段的部分,不但可以发挥出传递锚固力的作用,而且可以为锚索锁定提供必要的延伸量。锚头是将拉力施加于腰梁或者是冠梁上部,同时锁定拉力。
二、钢管桩基础施工技术及应用
钢管桩施工基本要求
         钢管桩施工技术是工程施工中的重中之重,也是建筑支架的关键。钢管桩施工中以钢管为主要材料,因此钢管材料的标准就非常重要。选择钢管时要根据工程的具体施工要求来确定,设计方案中也要标明钢管的标准和要求。在选材时应充分考虑到钢管的材质、厚度和长度。钢 管桩施工虽然是临时性的基础施工,但因为其直接影响着施工安全和施工质量。在当前的钢管桩施工中多采用履带式起重机夹液压振动锤沉桩的方式。在进行宽度小的桥梁施工时一般采用履带式吊车夹液压振动锤沉桩的方法,逐根完成钢管沉桩。
钢管桩基础施工
         钢管桩施工前,须对钢管桩施工的现场进行基础处理,特别是要对墩柱周围的地基要根据 具体情况做仔细的基础处理,避免因雨水浸泡而影响地基承载力。施工前要根据设计方案和图 纸对打桩的具体位置进行坐标标记。施工时先用振动锤夹住钢管顶部,将钢管对准预先标记好的坐标位置,利用钢管自身重量将钢管插入坐标位置,然后用振动锤让钢管下沉,直到达到设 计的位置。按照同样的方法对每一根钢管进行沉桩施工。沉桩完成后应开始进行工字钢的铺设施工。先要用仪器测好标准高度并做好标记,再将高出标准的钢管桩头去掉,使各个钢管桩高度一致。最后在平台上先铺设横向的工字钢,焊接后再在上面铺设纵向工字钢,焊接完成后再铺设方木,完成最后的施工。


钢管桩基础施工注意事项
在高速铁路桥梁施工过程中,钢管桩施工属于临时性的基础施工,不是桥梁使用中的承重部分,所以很多桥梁工程施工单位对钢管桩基础施工不够重视,施工材料质量把关不够严格,施工操作不够规范,施工工艺不精准,这些都对钢管桩基础施工产生了影响,也对桥梁工程的施工质量和施工安全造成了隐患。因此在钢管桩基础施工中,应从以下两方面给予足够的重视,才能确保施工安全和施工质量。
         (1)应确保钢管桩焊缝焊接牢固,没有质量问题,达到焊接标准的要求。这样才能使钢管桩基础的整体承载能力达标。同时,要利用超声波检测的方法对钢管桩的焊缝质量进行检测,确保焊接合格。
         (2)应对钢管桩的承载力进行实际试验。为了确保钢管桩整体承载力达到高速铁路桥梁工程施工标准,要对钢管桩的承载力进行试验。实际试验时要采用偏位最大同时倾斜度也最大的钢管桩进行测试,然后将获得的承载力数据与设计标准的数值进行对比。如果试验获得的承载力数值高于设计标准数值,那么钢管桩就可以投入使用了 ;如果承载力数值等于或小于设计标准数值,则不可投入使用。
三、预应力锚索施工技术及应用
锚孔测放
         地基工程中应用预应力锚索技术进行基坑支护的时候,应做到先支护后开挖,严禁一次性彻底开挖。应根据工程设计标准要求,开展锚孔测放工作,将误差控制在±50 毫米之内。一般来说,钻孔过程中若是出现地面沉降、土层坍塌的问题,需要马上停止钻孔,并对这些问题的原因进行分析,采取有效措施加固之后再进行孔道注浆。锚孔测放过程中,地面变形处于稳定状态之后,应在该区域多条一个孔来进行钻孔施工。若出现缩孔、坍塌,则要将钻孔泥浆稠度适当提高,还可以适当提高钻孔进度,并要及时注浆,以保证钻孔质量。
3.1锚孔钻凿
         在实行锚孔钻凿的时候,需要一定的搭设条件,这个搭设的部分需要有足够的承载能力, 除此之外,还要有足够的稳定性,这个搭设出来的装置一般都是一个支架的形状,要根据之前测放的孔的位置来确定钻孔机械的位置,经过一系列的调整之后固定钻孔机械的位置,在误差的要求上有很多方面,其中纵横误差要控制在 50 mm 以内,在高度上误差不可以超过 100 mm, 倾斜的角度误差要控制在 1° 以内,方位误差不超过 2°,其他一些特别的地方也需要多加注意。
         在钻孔操作的时候,通常采用干钻的方式,而不是水钻的方式,这里需要注意的是,这个流程中钻孔是必须使用干钻的,如果使用水钻很有可能带来边坡岩体条件发生变化,或者恶化 其边缘的地质条件,孔壁的黏结功能也有可能受到很大的影响。
3.2锚孔清理及检验
         在进行钻孔工作的时候需要注意,如果钻孔达到了一定的深度之后,这里所说的深度指的是设计时所给出的数值,钻孔工作不能立即停止,而要在 1~2 min 才可以停止,以防止钻孔达不到要求。另外,对钻孔的清理工作是非常重要的,钻孔的清理最常用的方式是用高压空气进行清理,主要清理的东西是滞留在钻孔内部的岩石粉末以及一些水体,避免对钻孔内壁的黏结度带来影响,对于一些比较坚硬的岩体也可以使用高压水枪进行清理,但不建议使用。
锚孔钻凿这道工序结束之后,一定要经过严格的监测与检验,才能实施下一道工序。在检验钻孔的时候要能够保证钻头能够顺利推进钻孔内部,没有冲击或者抖动的情况出现,另外其深度及其他方面要符合要求。
结 语 :
综上所述,钢管桩加预应力锚索针对施工受限垂直开挖具有施工方便,投资小,安全稳定   性强,对缩短工期,减少施工成本方面有很好的使用借鉴。
参考文献:
[1]万燎榕.预应力锚索在高边坡岩土工程治理中的运用[J].建筑技术开发,2019,46(22):65-66.
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