杨萍
【摘要】随着城市化建设步伐的加快,建筑行业的发展也越来越快,城市用地愈发紧张,高层建筑的不断涌现和地下空间的发展,导致深基坑工程越来越多,人们对深基坑工程的安全稳定性要求提高的同时,也在探索如何降低造价,加快施工进度,使得双向支座锁定支护桩锚索技术代替传统的工字钢腰梁的施工方法,迅速得到推广。
【关键词】基坑支护桩;双向支座,锚索
引言
随着社会的发展,城市化进程的加快,建筑业发展也越来越快,深基坑工程不断增加,人们对基坑安全稳定性要求越来越高,如何减小基坑变形及基坑沉降,降低基坑坍塌风险,加快施工进度,减少施工成本,用双向支座锁定支护桩锚索技术代替传统的工字钢腰梁技术,解决常规工艺施工突出存在的占用施工空间大,增加基坑土方开挖范围及存在影响基坑后续基础施工等施工难题,保证深基坑支护作业正常进行,进一步提高深基坑支护的安全质量,对建筑行业意义深远。
1 技术简介
利用钢绞线可绕圆形桩弯曲的特性,研制双向交叉锁定钢绞线装置—双向支座,将桩体两侧锚索孔中钢绞线锁定于双向支座,锚索拉力通过双向支座传递至护坡桩桩身。钢绞线环抱支护桩,锁具与支护桩紧密结合使每根支护桩均匀受力,直接将锚索锁定力传递至每根护坡桩。
2 施工作用优势
与传统腰梁法相比,采用双向支座技术可使基坑侧壁平整,施工肥槽可减少0.3m,相应降低基坑土方开挖外运与回填的数量,安装、锁定便捷,锚索受力均匀。支座高度与桩间喷护面层厚度相当,利于采用无肥槽施工。
项目桩锚支撑体系中通过选用双向锚具,优化传统桩锚体系的受力结构,降低劳动强度,缩短工期,绿色环保,并且大幅降低施工成本。双向锚具优点如下:
1)钢材用量少
型钢腰梁锚索传力体系采用OVM锚具+钢型钢腰梁作为传力构件,锁定单桩锚索采用的双拼型钢及钢垫板等重量约120~240kg,而采用双向锚具单个重量为3~4kg,锚具可以在基坑回填时回收循环利用。
2)受力均匀,控制变形好
双向支座锁定支护桩锚索工法将每支锚索拉力均直接锁定至每根支护桩,与支护桩定位及施工偏差几乎无关。每根支护桩单独受力,锚索受力相对均匀,而且,由于取消了腰梁传力环节,也就不存在腰梁变形产生的预应力损失问题,更好的控制基坑的变形。根据项目基坑变形监测数据分析,采用双向支座锁定支护桩锚索工法,基坑支护结构水平位移量显著降低。基坑支护结构水平位移量较小,平均值约为基坑深度(h)的0.5‰,远小于《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》(JGJ 167-2009)第3.1.7条规定的支护结构安全使用最大水平位移限值2.5‰h。
3)占用肥槽空间小,土方开挖及回填量减少
采用OVM锚具+型钢腰梁施工,肥槽工作空间预留宽度约1.2~1.5m,其中型钢腰梁须占用0.4~0.5m宽度,且钢绞线外露下层土方开挖时容易破坏,导致锚索不能二次张拉,影响地下室施工,腰梁、锚索凸出物导致工人在地下室外墙施工作业面安全隐患较大。
采用双向支座锁定施工预留的施工肥槽的预留宽度可以大幅度减小(也可以做无肥槽基坑),肥槽工作空间预留宽度约0.8~1.1m,该支座高度69mm,与桩间喷射混凝土厚度相当。锚索首次张拉后将锚具及锚索进行简单保护一并喷射至桩间细石混凝土层中,需要进行锚索二次张拉时将局部面层剔凿后方可进行。喷射混凝土与锚具高度齐平。基坑侧壁为平面,无凸出物,地下室施工条件大为改善,且不影响后续工序施工。
4)劳动强度降低
工字钢腰梁施工时作为传力构件的28b双拼工字钢(9米)重量通常为862kg,需要吊车吊装,需5~6名工人配合安装一段型钢腰梁,且安装进度较慢,双向支座锁定施工便捷,可以在简易门式架上进行锚索张拉锁定,不仅节省了吊装机械,安装及锁定仅需2~3名工人配合,劳动强度低,工作效率高,缩短施工工期。
5)绿色环保
减少土方开挖及土方回填工作量。双向支座安装及锁定时,只需要10平方大小的工作作业面,不需要吊车配合进行吊装,减少汽车尾气的排放,且双向支座在基槽回填前可以拆除,进行循环利用。
3 效益分析
3.1经济效益分析
1)用钢量大幅减少
按照某施工项目为例,由于传统锚索传力体系采用槽钢或工字钢型钢腰梁作为传力构件,锁定单桩锚索设计28b双拼工字钢腰梁,每米重量47.89kg,桩间距为2.2米,锚具垫板为350*350*30,而采用双向支座重量仅需3kg,与传统锚具重量基本相同,按现钢材单价4300元/吨,双向支座采购单价为560元/套,计划使用双向锚具2920套。
(1)每根支护桩型钢重量为:47.89×2.2×2=210.72kg;
(2)每个锚具钢垫板重量为:0.35×0.35×0.03=36.75kg;
钢腰梁+OVM型锚具钢材用量=(1)+(2)=247.47kg
钢材成本=247.47×4300=1064.12元
每套锚具采购节约1064.12—560≈504.12元
锚具节约504.12×2920=147.20万元
双向锚具使用省去了型钢的加工及场内的吊装运输,而且双向支座在基槽回填时拆除方便,可以回收循环使用,进一步摊销成本。
2)占用肥槽空间小,土方开挖及回填量减少
采用型钢腰梁施工肥槽预留宽度约1.2~1.5m,其中型钢腰梁须占用0.3~0.4m宽度,且锚索外露施工容易破坏,导致锚索不能二次张拉,影响地下室施工,腰梁、锚索凸出物导致地下室施工条件恶化。
3)节省人力及吊装费用
型钢腰梁施工时,双拼28b长9米型钢重量为862 kg,需先进行型钢腰梁的双拼焊接并倒运至施工作业面,安装时需要吊车及6名工人配合安装,且劳动强度大,每天完成锚具安装及张拉约20根。 双向支座锁定技术施工便捷,可以在简易排架上进行锚索锁定,不用机械吊装,安装及锁定仅需2名工人配合,劳动强度低,每天完成锚具安装及张拉约30根,工作效率大幅提升。
3.2社会效益分析
1)受力均匀,基坑稳定
双向支座锁定支护桩锚索技术将每支锚索拉力均直接锁定至每根支护桩,每根桩受力均匀,与支护桩施工偏差影响极小。
2)操作便捷,缩短工期
双向支座锁定支护桩锚索技术锚索张拉成孔注浆后,方可进行下层土方开挖,张拉时在移动式工具脚手架上进行张拉,不必等到水泥浆强度达到80%以上腰梁与锚索张拉固定后再进行下层土方开挖,根据气温情况,每层可节约工期5~8天。
3)施工简单,安全可控
采用双向支座锁定支护桩锚索技术,减少了现场钢腰梁的二次加工及吊装等工序,现场的安全管控的风险大幅降低。
4)节材节地,循环使用
采用双向支座锁定支护桩锚索技术,绿色环保,钢材节约率达到了95%以上,基坑回填时双向支座可以回收再利用,土方开挖及回填量减少,施工作业场地减小80%以上。
附图2工字钢腰梁
4 结束语
在工程履约过程中,技术工作对于工程的建设起指导性作用,可以让业主方
看到我们完美履约的能力,提升公司的信誉,赢得可持续发展的空间;在项目经
营管理中,技术工作是二次经营的发起者,只有通过精心的策划和精细的管理,
才能创造有利的经营条件,让项目盈利成为现实,而过程中的成本控制又是实现
项目成本目标最直接的方式!
参考文献
[1]田树玉.一种桩锚连接的新方法---双向支座法
[2]岩土工程技术,2015,01,46-50.
[3]刘春蕾.锚索在基坑支护中的施工技术探讨[J].水利规划与设计,2015,02,98-100.