土方工程具体施工工序步骤.docx
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土方工程具体施工工序步骤.docx
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土方工程具体施工工序步骤
土方工程
土方调配
土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的重要内容,在场地土方工程量计算完成后,即可着手土方的调配工作。
土方调配,就是对挖土的利用、堆弃和填土三者之间的关系进行综合协调的处理。
好的土方调配方案,应该使土方的运输量或费用最少,而且施工又方便。
一、土方调配原则
①力求达到挖方与填方基本平衡和运距最短。
使挖方量与运距的乘积之和最小,即土方运输量或费用最小,降低工程成本。
②近期施工与后期利用相结合。
当工程分期分批施工时,若先期工程有土方余额,应结合后期工程的需求来考虑其利用量与堆放位置,以便就近调配,以避免重复挖运和场地混乱。
③应分区与全场相结合。
分区土方的余额或欠额的调配,必须考虑全场土方的调配,不可只顾局部平衡而妨碍全局。
④尽可能与大型建筑物的施工相结合。
大型建筑物位于填土区时,应将开挖的部分土体予以保留,待基础施工后再进行填土,以避免土方重复挖、填和运输。
⑤选择适当的调配方向和运输路线,使土方机械和运输车辆的功效得到充分发挥。
总之,进行土方调配,必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法等,综合考虑上述原则,并经计算比较,选择经济合理的调配方案。
二、土方调配方案的编制
土方调配方案的编制,应根据施工场地地形及地理条件,把挖方区和填方区划分成若干个调配区,计算各调配区的土方量,并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离),然后确定挖方各调配区的土方调配方案。
土方调配的最优方案,应使土方总运输量最小或土方运输费用最少,工期短、成本低,而且便于施工。
调配方案确定后,绘制土方调配图,如图所示。
在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距。
图中的土方调配,仅考虑场内挖方和填方的平衡,W表示挖方,T表示填方。
土方开挖
一、施工准备
土方开挖前需要做好下列准备工作。
1.场地清理施工区域内障碍物要调查清楚,制订方案,并征得主管部门意见和同意,拆除影响施工的建筑物、构筑物;拆除和改造通信和电力设施、自来水管道、煤气管道和地下管道;迁移树木。
2.排除地面积水尽可能利用自然地形和永久性排水设施,采用排水沟、截水沟或挡水坝等措施,把施工区域内的雨雪自然水、低洼地区的积水及时排除,使场地保持干燥,便于土方工程施工。
3.测设地面控制点大型场地的平整,利用经纬仪、水准仪,将场地设计平面图的方格网在地面上测设固定下来,各角点用木桩定位,并在桩上注明桩号、施工高度数值,便于施工。
4.修筑临时设施修好临时道路、电力、通信及供水设施,以及生活和生产用临时房屋。
二、开挖方式
1.点式开挖
厂房的柱基或中小型设备基础坑,因挖土量不大,基坑坡度小,机械只能在地面上作业,一般多采用反铲挖土机和抓铲挖土机。
抓铲挖土机能挖一、二类土和较深的基坑;反铲挖土机适于挖四类以下土和深度在4m以内的基坑。
2.线式开挖
大型厂房的柱列基础和管沟基槽截面宽度较小,有一定长度,适于机械在地面上作业。
一般多采用反铲挖土机。
如基槽较浅,又有一定的宽度,土质干燥时也可采用推土机直接下到槽中作业,但基槽需有一定长度并设上下坡道。
3.面式开挖
有地下室的房屋基础、箱形和筏式基础、设备与柱基础密集,采取整片开挖方式时,除可用推土机、铲运机进行场地平整和开挖表层外,多采用正铲挖土机、反铲挖土机或拉铲挖土机开挖。
用正铲挖土机工效高,但需有上下坡道,以便运输工具驶入坑内,还要求土质干燥;反铲和拉铲挖土机可在坑上开挖,运输工具可不驶入坑内;即使坑内土潮湿也可以作业,但工效比正铲挖土机低。
三、开挖方法
1.推土机施工
推土机由拖拉机和推土铲刀组成。
按铲刀的操纵机构不同,推土机分为钢索式和液压式两种。
目前常用的主要是液压式。
推土机能够单独完成挖土、运土和卸土工作,具有操作灵活,运转方便,所需工作面小,行驶速度快,易于转移等特点。
推土机经济运距在100m以内,效率最高的运距在60m。
为提高生产效率,可采用槽形推土、下坡推土及并列推土等方法。
2.铲运机施工
铲运机是一种能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、场地平整的土方施工机械。
按行走方式分为牵引式铲运机和自行式铲运机,按铲斗操纵系统可分为液压操纵和机械操纵两种。
铲运机对道路要求较低,操纵灵活,具有生产效率较高的特点。
它使用在一至三类土中直接挖、运土。
经济运距在600~1500m,当运距在800m效率最高。
常用于坡度在20°以内的大面积场地平整、大型基坑开挖及填筑路基等,不适用于淤泥层、冻土地带及沼泽地区。
为了提高铲运机的生产效率,可以采取下坡铲土、推土机推土助铲等方法,缩短装土时间,使铲斗的土装得较满。
铲运机在运行时,根据填、挖方区分布情况,结合当地具体条件,合理选择运行路线,可提高生产率。
一般有环形路线和“8”字形路线两种运行路线。
3.单斗挖土机施工
(1)正铲挖土机挖土
正铲挖土机的土斗自下向上切土、生产效率高、挖掘力大,可直接开挖停机面以上的一至四类土和经爆破的岩石、冻土。
其工作面的高度不应小于1.5m,否则一次起挖不能装满铲斗,会降低工作效率。
根据挖土与配套的运输工具相对位置不同,正铲挖土机的挖土和卸土方式有以下两种。
①正向挖土、后方卸土。
挖土机沿前进方向挖土,运输工具在挖土机后面装土,俗称正向开挖法。
这种开挖方式的挖土高度较大、工作面左右对称,但卸土时动臂回转角度大,且运土车辆要倒车开入,生产效率较低,故只宜用于工作面狭隘、小且较深的基坑开挖作业。
②正向挖土、侧向卸土。
挖土机沿前进方向挖土,运输工具在挖土机一侧开行、装土,也称侧向开挖法。
这种作业方式,挖土机卸土时动臂回转角度小,生产率高且汽车行驶方便,使用较广。
由于正铲挖土机作业于坑下,无论采用哪种卸土方式,都应先开进出口坡道,坡道的坡度为1∶(7~10)
(2)反铲挖土机挖土
反铲挖土机的土斗自上向下切土,再强力向后掏土,随挖随行或后退,其挖掘力比正铲挖土机小,主要用于停机面以下的一至三类土。
由于机身和装土均在地面上操作,所以适用于开挖深度不大的基坑、基槽、沟渠及含水量大或地下水位高的土壤。
对于较大较深的基坑可采用多层接力法开挖。
反铲挖土机的基本作业方式有沟端开挖法和沟侧开挖法两种
四、土方开挖机械选择
在土方工程施工中合理选择土方机械,充分发挥机械性能,并使各种机械相互配合使用,以加快施工进度,提高施工质量,降低工程成本,具有十分重要的意义。
1.场地平整
场地平整包括土方的开挖、运输、填筑和压实等工序。
地势较平坦、含水量适中的大面积平整场地,选用铲运机较适宜;地形起伏较大,挖方、填方量大且集中的平整场地,运距在1000m以上时,可选择正铲挖土机配合自卸汽车进行挖土、运土,在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工;挖填方高度不大,运距在100m以内时,采用推土机施工,灵活、经济。
2.基坑开挖
单个基坑和中小型基础基坑,多采用抓铲挖土机和反铲挖土机开挖。
抓铲挖土机适用于一、二类土质和较深的基坑,反铲挖土机适于四类以下土质,深度在4m以内的基坑。
3.基槽、管沟开挖
在地面上开挖具有一定截面、长度的基槽或沟槽,挖大型厂房的柱列基础和管沟,宜采用反铲挖土机挖土。
如果水中取土或开挖土质为淤泥,且坑底较深,则可选择抓铲挖土机挖土。
如果土质干燥,槽底开挖不深,基槽长30m以上,可采用推土机或铲运机施工。
4.整片开挖
基坑较浅,开挖面积大,且基坑土干燥,可采用正铲挖土机开挖。
若基坑内土体潮湿,含水量较大,则采用拉铲或反铲挖土机作业。
5.柱基础基坑、条形基础基槽开挖
对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽,可采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑(槽)的挖掘和运土。
土方填筑与压实
一、土料填筑的要求
碎石类土、砂土和爆破石碴,可用作表层以下的填料,当填方土料为黏土时,填筑前应检查其含水量是否在控制范围内。
含水量大的黏土不宜作为填土用。
含有大量有机质的土,吸水后容易变形,承载能力降低。
含水溶性硫酸盐大于5%的土,在地下水的作用下,硫酸盐会逐渐溶解消失,形成孔洞,影响土的密实性。
这两种土以及淤泥、冻土、膨胀土等均不应作为填土。
填土应分层进行,并尽量采用同类土填筑。
如采用不同土填筑时,应将透水性较大的土层置于透水性较小的土层之下,不能将各种土混杂在一起使用,以免填方内形成水囊。
碎石类土或爆破石碴作填料时,其最大粒径不得超过每层铺土厚度的2/3,使用振动碾时,不得超过每层铺土厚度的3/4,铺填时,大块料不应集中,且不得填在分段接头或填方与山坡连接处。
二、填土压实的影响因素
填土压实的质量与许多因素有关,其中主要影响因素有压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。
1.压实功的影响
填土压实后的密实度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。
当土的含水量一定,在开始压实时,土的密度急剧增加,待到接近土的最大密实度时,虽然压实功增加许多,但土的密度则变化甚小。
实际施工中,对于砂土只需碾压或夯击2或3遍,对粉土只需3或4遍,对粉质黏土或黏土只需5或6遍。
此外,松土不宜用重型碾压机械直接滚压,否则土层有强烈起伏现象,效率不高。
如果先用轻碾压实,再用重碾压实就会取得较好效果。
2.含水量的影响
在同一压实功条件下,填土的含水量对压实质量有直接影响。
较为干燥的土,由于颗粒之间的摩阻力较大,因而不易压实。
当含水量超过一定限度时,土颗粒之间孔隙由水填充而呈饱和状态,也不能压实。
当土的含水量适当时,水起润滑作用,土颗粒之间的摩阻力减少,压实效果好。
每种土都有其最佳含水量。
土在这种含水量的条件下,使用同样的压实功进行压实,所得到的密度最大。
不同土有不同的最佳含水量,如砂土为8%~12%、黏土为19%~23%、粉质黏土为12%~15%、粉土为15%~22%工地简单检验黏性土含水量的方法一般是以手握成团落地开花为适宜。
为了保证填土在压实过程中处于最佳含水量状态,当土过湿时,应予翻松晾干,也可掺入同类干土或吸水性土料;当土过干时,则应预先洒水润湿。
3.铺土厚度的影响
土在压实功的作用下,其应力随深度增加而逐渐减小,其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。
铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度,但其中还有最优土层厚度的问题,铺得过厚,要压很多遍才能达到规定的密实度;铺得过薄,则也要增加机械的总压实遍数。
最优的铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少。
上述3个方面的因素相互影响。
为了保证压实质量,提高压实机械生产效率,应根据土质和压实机械在施工现场进行压实试验,以确定达到规定密实度所需压实遍数、铺土厚度及最优含水量。
三、填土压实方法
1.碾压法
碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤,使之达到所需的密实度,此法多用于大面积填土工程。
碾压机械有光面碾(压路机)、羊足碾和气胎碾。
光面碾对砂土、黏性土均可压实;羊足碾需要较大的牵引力,且只宜压实黏性土;气胎碾在工作时是弹性体,其压力均匀,填土压实质量较好。
还可利用运土机械进行碾压,也是较经济合理的压实方案,施工时使运土机械行驶路线能大体均匀地分布在填土面积上,并达到一定重复行驶遍数,使其满足填土压实质量的要求。
碾压机械压实填方时,行驶速度不宜过快,一般平碾控制在2km/h,羊足碾控制在3km/h,否则会影响压实效果。
2.夯实法
夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,主要用于小面积回填。
夯实法分人工夯实和机械夯实两种。
常用的夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机。
夯实法适用于夯实砂性土、湿陷性黄土、杂填土以及含有石块的填土。
3.振动压实法
振动压实法是将振动压实机械放在土层表面,借助振动机械使压实机械振动,土颗粒在振动力的作用下发生相对位移而达到紧密状态。
这种方法用于振实非黏性土效果较好。
基坑支护与降排水
在土方工程施工过程中,当开挖的基坑底面低于地下水位时,地下水会不断渗入坑内,如果没有采取降水措施,会恶化施工条件。
为了保持基坑干燥,防止由于水的浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降,必须做好基坑的支护、排水、降水工作。
一、土壁支护
在开挖基坑或沟槽时,如果地质水文条件良好,场地周围条件允许,可以采用放坡开挖,这种方式比较经济。
但是随着高层建筑的发展,以及建筑物密集地区施工基坑的增多,常因场地的限制而不能采取放坡,或放坡导致土方量增大,或地下水渗入基坑导致土坡失稳。
此时,便可以采用土壁支护,以保证施工安全和顺利进行,并减少对邻近已有建筑物的不利影响。
基坑支护应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。
1.沟槽的支撑
开挖较窄的沟槽多用横撑式支撑。
横撑式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成,根据挡土板的不同,分为水平挡土板和垂直挡土板两类。
采用横撑式支撑时,应随挖随撑,支撑牢固。
施工中应经常检查,如有松动、变形等现象时,应及时加固或更换。
支撑的拆除应按回填顺序依次进行,多层支撑应自下而上逐层拆除,随拆随填。
2.一般浅基坑的支撑方法
一般浅基坑的支撑方法可根据基坑的宽度、深度及大小采用不同形式。
二、深基坑支护
深基坑一般是指开挖深度超过5m(含5m)或地下室3层以上(含3层),或深度虽未超过5m,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。
深基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。
随着高层建筑及地下空间的出现,深基坑工程规模不断扩大。
1.钢板桩支护
钢板桩是一种支护结构,既可挡土又可挡水。
当开挖的基坑较深,地下水位较高且有出现流砂的危险时,如未采用降低地下水位的措施,则可用钢板桩打入土中,使地下水在土中渗流的路线延长,降低水力坡度,从而防止流砂现象。
靠近原有建筑物开挖基坑时,为了防止和减少原建筑物下沉,也可打钢板桩支护。
板桩有钢板桩、木板桩与钢筋混凝土板桩数种。
钢板桩除用钢量多之外,其他性能比别的板桩都优越,钢板桩在临时工程中可多次重复使用。
(1)钢板桩分类
钢板桩的种类很多,常见的有U形板桩与Z形板桩、H形板桩。
其中以U形应用最多,可用于5~10m深的基坑。
钢板桩根据有无锚桩结构,分为无锚板桩(也称悬臂式板桩)和有锚板桩两类。
无锚板桩用于较浅的基坑,依靠入土部分的土压力来维持板桩的稳定。
有锚板桩,是在板桩墙后设柔性系杆(如钢索、土锚杆等)或在板桩墙前设刚性支撑杆(如大型钢、钢管)加以固定,可用于开挖较深的基坑,该种板桩用得较多。
(2)钢板桩施工
钢板桩施工机具有冲击式打桩机,包括自由落锤、柴油锤、蒸汽锤等;振动打桩机,可用于打桩及拔桩;此外还有静力压桩机等。
钢板桩的位置应设置在基础最突出的边缘外,留有支模、拆模的余地,便于基础施工。
在场地紧凑的情况下,也可利用钢板作底板或承台侧模,但必须配以纤维板(或油毛毡)等隔离材料,以方便钢板桩拔出。
钢板桩的打入方法主要有单根桩打入法、屏风式打入法、围檩打桩法。
①单根桩打入法。
将板桩一根根地打入至设计标高。
这种施工法速度快,桩架高度相对可低一些,但容易倾斜,当板桩打设要求精度较高、板桩长度较长(大于10m)时,不宜采用这种方法。
②屏风式打入法。
将10~20根板桩成排插入导架内,使之成屏风状,然后桩机来回施打,并使两端先打到要求深度,再将中间部分的板桩顺次打入。
这种屏风施工法可防止板桩的倾斜与转动,对要求闭合的围护结构常用此法,缺点是施工速度比单桩施工法慢,且桩架较高。
③围檩打桩法。
分单层、双层围檩,是在地面上一定高度处离轴线一定距离,先筑起单层或双层围檩架,而后将钢板桩依次在围檩中全部插好,待四角封闭合拢后,再逐渐按阶梯状将钢板桩逐块打至设计标高。
这种方法能保证钢板桩墙的平面尺寸、垂直度和平整度,适用于精度要求高、数量不大的场合,缺点是施工复杂,施工速度慢,封闭合拢时需异形桩。
2.排桩支护
基坑开较大、较深(大于6m),邻近有建筑物,不能放坡时,可采用排桩支护。
排桩支护可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩或钢板桩等。
(1)排桩支护的布置形式
①柱列式排桩支护。
当边坡土质较好、地下水位较低时,可利用土拱作用,以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土坡。
②连续排桩支护。
在软土中一般不能形成土拱,支挡桩应该连续密排。
密排的钻孔桩可以互相搭接,或在桩身混凝土强度尚未形成时,在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩排连起来。
也可以采用钢板桩支护、钢筋混凝土板桩支护。
③组合式排桩支护。
在地下水位较高的软土地区,可采用钻孔灌注桩排桩与水泥土桩防渗墙组合的形式。
(2)排桩支护施工
①钢筋混凝土挡土桩间距一般为1.0~2.0m,桩直径为0.5~1.1m,埋深为基坑深的0.5~1.0倍。
桩配筋由计算确定,一般主筋为φ14~φ32mm,当为构造配筋时,每根桩不少于8根,箍筋采用φ8@100~200。
②对于开挖深度不大于6m的基坑,在场地条件允许的情况下,采用重力式深层搅拌桩挡墙较为理想。
当场地受限制时,也可先用φ600mm密排悬臂钻孔桩,桩与桩之间可用树根桩封密,也可在灌注桩后注浆或打水泥搅拌桩作防水帷幕。
③对于开挖深度为6~10m的基坑,常采用φ800~φ1000mm的钻孔桩,后面加深层搅拌桩或注浆防水,并设2~3道支撑,支撑道数视土质情况、周围环境及围护结构变形要求而定。
④对于开挖深度大于10m的基坑,以往常采用地下连续墙,设多层支撑,虽然安全可靠,但价格昂贵。
近年来上海地区常采用φ800~φ1000mm大直径钻孔桩代替地下连续墙,同样采用深层搅拌桩防水,多道支撑或中心岛施工法,这种支护结构已成功应用于开挖深度达到13m的基坑。
⑤排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接,冠梁宽度(水平方向)不宜小于桩径,冠梁高度(竖直方向)不宜小于400mm,排桩与桩顶冠梁的混凝土强度宜大于C20;当冠梁作为连系梁时可按构造配筋。
⑥基坑开挖后,排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面、砖砌等处理方法,当桩间渗水时,应在护面设泄水孔。
当基坑面在实际地下水位以上且土质较好、暴露时间较短时,可不对桩间土进行防护处理。
3.水泥土桩墙支护
水泥土桩墙支护是加固软土地基的一种新方法,它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂,通过深层搅拌机械,将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理—化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的围护结构。
其适用于以下条件:
①基坑侧壁安全等级宜为二、三级;②水泥土墙施工范围内地基承载力不宜大于150kPa;③基坑深度不宜大于6m;④基坑周围具备水泥土墙的施工宽度;⑤深层搅拌法最适宜于各种成因的饱和软黏土,包括淤泥、淤泥质土、黏土和粉质黏土等。
深层搅拌桩支护结构是将搅拌桩相互搭接而成,平面布置可采用壁状体。
若壁状的挡墙宽度不够时,可加大宽度,做成格栅状支护结构,即在支护结构宽度内,不需整个土体都进行搅拌加固,可按一定间距将土体加固成相互平行的纵向壁,再沿纵向按一定间距加固肋体,用肋体将纵向壁连接起来。
这种挡土结构目前常采用双头搅拌机进行施工,一个头搅拌的桩体直径为700mm,两个搅拌轴的距离为500mm,搅拌桩之间的搭接距离为200mm。
水泥土桩墙工程主要施工机械采用深层搅拌机。
目前,我国生产的深层搅拌机主要分为单轴搅拌机和双轴搅拌机。
深层搅拌桩施工可采用湿法(喷浆)及干法(喷粉)施工,施工时应优先选用喷浆法双轴型深层搅拌机。
①定位。
桩架定位及保证垂直度。
深层搅拌机桩架到达指定桩位、对中。
当场地标高不符合设计要求或起伏不平时,应先进行开挖、整平。
施工时桩位偏差应小于5cm,桩的垂直度误差不超过1%。
②预搅下沉。
待深层搅拌机的冷却水循环正常后,起动搅拌机的电动机,放松起重机的钢线绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉速度可由电动机的电流表控制。
工作电流不应大于70A。
如果下沉速度太慢,可从输浆系统补给清水以利钻进。
③制备水泥浆。
按设计要求的配合比拌制水泥浆,压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
④提升、喷浆并搅拌。
深层搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中,并且边喷浆、边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌头。
⑤重复搅拌或重复喷浆。
搅拌头提升至设计加固深度的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空。
为使软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌头边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌头提升出地面。
有时可采用复搅、复喷(即二次喷浆)方法。
在第一次喷浆至顶面标高,喷完总量的60%浆量,将搅拌头边搅边沉入土中,至设计深度后,再将搅拌头边提升边搅拌,并喷完余下的40%浆量。
喷浆搅拌时搅拌头的提升速度不应超过0.5m/min。
⑥移位。
桩架移至下一桩位施工。
下一桩位施工应在前桩水泥土尚未固化时进行。
相邻桩的搭接宽度不宜小于200mm。
相邻桩喷浆工艺的施工时间间隔不宜大于10h。
施工开始和结束的头尾搭接处,应采取加强措施,防止出现沟缝。
4.土层锚杆
土层锚杆简称土锚杆,是在地面或深开挖的地下室墙面或基坑立壁未开挖的土层钻孔,达到设计深度后,或在扩大孔端部,形成球状或其他形状,在孔内放入钢筋或其他抗拉材料,灌入水泥浆与土层结合成为抗拉强度高的锚杆。
为了均匀分配传到连续墙或柱列式灌注桩上的土压力,减少墙、柱的水平位移和配筋,一端采用锚杆与墙、柱连接,另一端锚固在土层中,用以维持坑壁的稳定。
锚杆由锚头、拉杆和锚固体组成。
锚头由锚具、承压板、横梁和台座组成;拉杆采用钢筋、钢绞线制成;锚固体是由水泥浆或水泥砂浆将拉杆与土体连接成一体的抗拔构件。
锚杆代替内支撑,它设置在围护墙背后,因而在基坑内有较大的空间,有利于挖土施工。
锚杆施工机械及设备的作业空间不大,因此可适用于各种地形及场地。
锚杆可采用预加拉力,以控制结构的变形量。
施工时的噪声和振动均很小。
土层锚杆适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级,一般黏土、砂土地基皆可应用,软土、淤泥质土地基要进行实验确认后应用,适用于难以采用支撑的大面积深基坑,不宜用于地下水多、含有化学腐蚀物的土层和松散软弱土层。
土层锚杆主要有如下几种类型。
①一般灌浆锚杆。
钻孔后放入受拉杆件,然后用砂浆泵将水泥浆或水泥砂浆注入孔内,经养护后即可承受拉力。
②高压灌浆锚杆(又称预压锚杆)。
其与一般灌浆锚杆的不同点是在灌浆阶段对水泥砂浆施加一定的压力,使水泥砂浆在压力下压入孔壁四周的裂缝并在压力下固结,从而使锚杆具有较大的抗拔力。
③预应力锚杆。
先对锚固段进行一次压力灌浆,然后对锚杆施加预应力后锚固,并在非锚固段进行不加压二次灌浆,也可一次灌浆(加压或不加压)后施加预应力。
这种锚杆可穿过松软地层而锚固,在稳定土层中,并使结构物减小变形。
我国目前大多采用预应力锚杆。
④扩孔锚杆。
用特制的扩孔钻头扩大锚固段的钻孔直径,或用爆扩法扩大钻孔端头,从而形成扩大的锚固段或端头,可有效提高锚杆的抗拔力。
扩孔锚杆主要用在松软地层中。
灌浆材料可使用水泥浆、水泥砂浆、树脂材料、化学浆液等作为锚固材料。
土层锚杆施工机械包括冲击式钻机、旋转式钻机及旋转式冲击钻机等。
冲击式钻机适用于砂石层地层。
旋转式钻机可用于各种地层,它靠钻具旋转切削钻进成孔,也可加套管成孔。
土层锚杆的施工程序分为以下几步:
钻机就位→钻孔→清孔→放置钢筋(或钢绞线)及灌浆管→压力灌浆→养护→放置横梁、台座,张拉锚固。
①钻孔。
土层锚杆钻孔用的钻孔机械,按工作原理分为旋转式钻孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式钻孔机3类,主要根据土质、钻孔深度和地下水情况进行选择。
锚杆孔壁要求平直,以便安放钢拉杆和灌注水泥浆。
孔壁不得坍陷和松动,否则影响钢拉杆安放和土层锚杆的承载能力。
钻孔时不得使用膨润土循环泥浆护壁,以免在孔壁上形成泥皮,降低锚固体与土壁向的摩阻力。
②安放拉杆。
土层锚杆用的拉杆,常用的有钢管、粗钢筋、钢丝束和钢绞线,主要根据土层锚杆的承载能力和现有材料的情况来选择。
③灌浆。
灌浆的作用是形成锚
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