皂市水库金家沟堆积体抗滑桩加固中预应力锚固技术的应用与研究
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和沉降。 基坑围护结构沿周边共设14个测点:
其中2#、3#测点和7#测点水平位移达 50mm,1#、4#、6#及9#测点水平位移 30 ̄40nun,其余测点水平位移均在40~
50rnm之间。大部分测定水平位移小于3%0 开挖深度,满足一级基坑安全要求。
基坑围护各测点沉降值均小于同一测 点的水平位移,所有侧点沉降26mm之内, 仅为开挖深度的1.6%0,沉降较大点发生在 基坑突出部位,也是产生过渗漏涌水区段。
周边马路及地坪沉降观察点15个,沉 降值8 ̄42rnrn,沉降最大点也发生在基坑突
出部位。 周边建筑物比较多,共对9座单体建筑
物进行沉降观察,每座单体建筑布点2~3 个,共计21个房屋沉降观察点,绝大部分 沉降值10"-'20nun,处于突出部位的商检大 厦动站沉降达30 ̄40rnm。 通过以上水平位移和沉降观察,可以认
为: (1)围护结构的水平位移和沉降均小 于3%0开挖深度,满足了一级基坑的安全要
8 求。 (2)周边建筑物由于基坑开挖引起不
同程度下沉,沉降10 ̄20rnm,在可能控制 的范围之内,不会对建筑正常使用产生有害 影响。
(3)周边道路和地坪也产生了一定的 附加沉降8"--'42mm,未给交通和管线正常使
用产生大的影响。 ‘
7经验和教训 (1)用三头水泥土搅拌桩,地层适应
性强,防渗效果好,在有条件的工程中尽量 采用,如果用高压旋喷注浆法旖作防渗帷 幕,要搭接成墙;采用一桩一喷方案成功机率
很低。 (2)在有承压水的地层中,不宜于土 钉或土锚方案,以免破坏防渗帷幕的完整
性,引起涌水涌砂的可怕后果。 (3)本基坑围护采用钉、锚、撑三结 合的设计,成功的解决了复杂地层深基坑的 安全性,基本上是成功的。 (4)要研究大流量地下水压力涌入时
的堵漏方案,包括强堵漏的工具和材料。
皂市水库金家沟堆积体抗滑桩加固 中
预应力锚固技术的应用与研究
邓德彬
(中国水利水电第三工程局基础工程分局)
£摘要]在皂市水库导流隧洞出口金家沟抗滑桩加固中,应用预应力无粘结锚固技术和监测 技术,采用在20 ̄30m堆积体地层跟管的造孔技术,对l6根混凝土抗滑桩中位移较大的l1根 进行了加固,效果明显,经长期监测表明滑坡体稳定。本文就锚固技术在施工应用中,施工工艺、
安全监测方面进行了研究,总结了各主要工序存在的问题及优点,为今后类似工程的设计施工提
供借鉴。
[关键词] 抗滑桩预应力锚固技术
应用与研究 维普资讯 http://www.cqvip.com 1 工程概况 皂市水库导流隧洞出口金家沟,为一个
较大堆积滑坡体,在前期滑坡治理中,采用 了16根直径2m多的人工挖孔混凝土抗滑
桩,抗滑桩从Vl15m高程起深入到基岩面。 在对滑坡体长期监测中,发现Z1~Z16抗滑 桩发生了位移,为了加固和改善金家沟 l15m高程抗滑桩整体稳定及应力状态,在
16根抗滑桩中,就上游侧11根(Z9 ̄Z14 抗滑桩)位移较大的,在Vl13m高程上设 计了ll束1000kN级的预应力锚索,进行桩
体加固。 地层地质情况:钻孔穿过的地层分别为 混凝土抗滑桩,厚2-3~2.4m;堆积体,厚 14.2~23.6m;强风化层,厚2.5 ̄8.4m;弱
风化层,厚8.0~10.0m。
2工程措施 2.1设计措施 抗滑桩设计直径2.0m,人工挖孔钢筋混 凝土桩,布置为直线型,桩间距3,0m,见图
1所示。在Z9#~Z14#桩桩顶下2.0m处, 布置ll束1000kN级无粘结预应力锚索。
比例 1:200
7.16 z8 zl5 7.7 Z 1 4 Z6 Z 1 3 Z 5 Z 1 2 Z4 Z l1 Z 3 Z 1 0 Z2 Z9 zl
——@—勺— —勺—1— —1一_1 ——口— — —勺—一—9—勺— —e一 装 装 试 装 试 测 测 验 测 验 如 如 销 如 销 计 计 索 计 癣 I 300木l0 l
图1金家沟抗滑桩加固预应力锚索布置图
2.1.1设计监测措施及要求 Z10#、Z12#、214#桩安装锚索测力
计,共计3台;桩顶位移在施工中实测,按 不超过20mm控制。抗滑桩在整个运行过程 中进行连续测量监测,锚固施工中加密测量
观测,安装测力计后,两者同时监测,以相 互校验。 2.1.2设计钻孔灌浆措施及要求
钻孔终:fL ̄L径不小于cI)150mm,孔向水 平向下10。。堆积体内采用跟管钻进,基岩 地质钻取芯判断强、弱风化层界限。基岩段 压水试验,对于透水率大于5Lu的孔段进行
固结灌浆。
2.2施工措施 抗滑桩顶部为一长50 ̄60m,宽6~8m 的V 115.00m平台,平台右上方为右岸上坝 公路。为了加固处理,抗滑桩的坡脚侧进行 了部分挖除,桩体出露2~19m不等。
施工总体方案:施工平台建造于抗滑桩 前,搭设高度为V97.20m~V 112.20m高程,
长为32m,宽为6m的脚手架。锚索制作平 台(长50m,宽lm,高1.5m)、空压机站 (15m2)、工棚(10m2)及灌浆站(30m )
建造于抗滑桩V115.00m平台下游面上,施
工平台上布置MGY一100A锚杆钻机一台, x 2型地质钻二台。施工用水从V89.00m 高程引至制浆站及工作面上,施工用电从
148.00m高程变压器接至制浆站及工作面。 Z9#、Z4#确定为试验锚索,先期施工。 2.2.1钻孔
抗滑桩段,采用大孔径金刚石钻头地质 钻机造孔;堆积体、崩积松散层、强风化基 岩内,采用①180mm偏心跟管(钢套管永久
性护壁)钻进造孔;弱风化基岩内,采用中
9 维普资讯 http://www.cqvip.com ll0mm孔径地质钻机造孔,取芯判定弱风化 界线,再依据设计要求采用①150mm孔径钻
至终孔深度。 2.2.2固结灌浆 钻孔结束后,在基岩内进行冲孔压水。
灌前冲洗:采用风、水联合冲洗的方法,孔 内先灌满水,然后用高压风吹,如此轮换直 至近清水后10min结束,但总冲洗时间不少
于30min。压水试验:采用灌前单点压水, 压水压力0.3MPa。压水试验结果,各孔段透 水率均大于5Lu,依据要求对各孔段基岩进 行固结灌浆。
固结灌浆成果汇总表 表1
孔深 跟管长度 灌浆 灌前压水 水灰比 注入量 单位注入量 孔号 (m) (m) (m) (Lu) (kg/m) 开始 终止 (L) (kg)
Z9 31.O l8.O l3.O 无压力 1:0l O.5:01 6l8O "/359.3 566.1
Z2 30.3 19.5 10.8 无压力 l:01 O.5:01 13012 15686.6 1452.5
无压力 l:Ol O.5:01 6O5O 68l7.O 568.1 ZlO 36.O 24.O 12.O 无压力 l:01 O.5:01 5417 6429.6 535.8
● l1.2 l:01 O.5:01 l698 198l-3 2o8.6 Z3 35.O 25.5 9.5 无压力 l:0l O.5:01 7532 8997.4 947.1
6.4 l:01 O.5:0l l594 l855.4 123.7 Zll 42.O 27.O l5.O 无压力 l:01 O.5:01 6553 78o9.5 520.6
z4 4nO 28.5 l】.5 9.4 l:01 0.5:01 l502 l746.9 l51.9 Zl2 42.4 25.5 16.9 无压力 l:01 O.5:01 67lO 7963.8 471.2 Z5 36.O 22.5 13.5 无压力 l:0l O.5:01 3416 3963.3 293.6
Zl3 37.O 22.5 14.5 无压力 l:01 O.5:01 3432 4043.5 278.9
Z6 34.5 24.O 10.5 无压力 l:01 O.5:01 2024 2278.1 2l7.O
Zl4 3 6.5 25.5 l1.O 无压力 l:01 O.5:01 3326 3855.9 350.5
Z4 4o.O 27.O l3.O 9.79 l:01 O.5:01 1460 l625.1 125.O
合计 440.7 289.5 l51.2 l5段 6(19ID6 824l2.6 545.1
固结灌浆采用基岩段卡塞孔内循环法, 固结灌浆采用1:1、0.5:1的纯水泥浆,水泥
为PO.42.5级普通硅酸盐水泥,灌浆进浆压 力0.3MPa ̄0.5MPa,回浆管压力达0.3MPa 不吸浆后持续灌注20min结束灌浆。固结灌
浆成果汇总见表1。固结灌浆后待凝72h扫 孔,成孔后安装锚索。
2.2.3锚固 (1)施工工艺流程如图2所示。
(2)锚固材料、机具、仪器 ①钢绞线为符合ASTM A416—90a标准 直径15.24mm带PE套管的无粘结钢绞线。
10 ②水泥:霸道牌PO.42.5级普通硅酸盐 水泥。 ③水泥浆材:水泥净浆设计标号C35
(7d),灌浆水泥为42.5级普通硅酸盐水泥, 水泥浆配比通过试验后,确定水灰比为 0.38:1(外加剂掺量:UNF-5为0.8%,IJ】三A—D
为10%。 ④混凝土采用一级配,标号C35(7d),
混凝土配合比通过试验确定,成果见表2。 ⑤锚具HVM15—7,锚板外径 135mm。
⑥张拉机具:YCW250、YDK24千斤顶、 ZB5O0,4高压电动油泵。
维普资讯 http://www.cqvip.com 图2 1000kN级无粘结锚索旌工工艺流程图
混凝土配合比试验成果表 表2
水泥品种 水 砂 实测 每立方米材料用量(kg) R7抗压
灰 室 坍度 UNF一5 水 强度 及强度等级 水 砂 小石 (MPa) 比 (%) (cm) 泥 % 用量
霸道PO42.5 O.39 37 12.O O.7 2.87 16o 4lO 673 l168 48.0
⑦仪器、仪表:BN一1泥浆比重称、 60MP1.5级压力表、位移计、全站仪、
BGK4900/1000kN振弦式锚索测力计、 GK一404式读数仪。 (3)锚固及张拉测试 ①锚索体结构:内锚固段长8.0m,去皮
洗油后每lm安装1个隔离支架和对中支架, 隔离支架间绑扎一道无锌铅丝成枣状。隔离 支架和对中支架在波纹管内、外位置对应安
装;波纹管外径中100mm,为内外细波纹的 聚乙烯塑料管;张拉段每2m安装1个隔离 支架和对中支架。隔离支架和对中支架采用 HDPE材料订制。灌浆管采用两根 25mm
塑料管,内外进浆管,管口、孔口自然排气 回浆。
②张拉:锚索张拉均在内锚段浆体和锚 墩混凝土达到设计龄期后3天内进行。张拉 前计算每根锚索的理论伸长值,对需要监测 的锚索安装了测力计,通过Z9、Z14生产性
试验确定了设计张拉力q值为1000kN。张 拉采用逐级加载逐级测量伸长量,以110%
的设计张拉力进行超载锁定。 a、张拉分级采用标准:预紧一500kN一
750kN ̄1000kN ̄1100kN(超载锁定)。 b、单根预紧:单根预紧张拉力30kN,
要求同一根钢绞线两次预紧位移差不得超 过3mm,否则继续预紧直到两次位移差小于
3mm。 C、分级张拉每级稳压10min,最后一级 稳压20min。分级张拉实测伸长值除Z4#孔