多索分锚式通电热熔型可回收技术在锚索施工的应用研究

(整期优先)网络出版时间:2023-12-09
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多索分锚式通电热熔型可回收技术在锚索施工的应用研究

李志为

达濠市政建设有限公司

摘要:多索分锚式通电热熔型可回收锚索为压力分散型非扩体锚索,其受力合理,施工简易,回收可靠,该技术实现了对地下空间可持续发展。本文简要介绍了多索分锚式通电热熔型可回收锚索施工技术,并主要讨论了该技术的特点、工程应用和经济、社会效益。

关键词:多索分锚式 通电热熔 自动回收 承压板分置 颜色标记 下锚 通电测试  36v低压安全回收

1前言

随着城市建设的飞速发展,城市更新项目越来越多,深基坑项目也随之增多,而作为深基坑常用的桩锚支护技术也被广泛应用于城市基坑的加固,在城市建设中发挥着显著效益。然而,大多锚索延伸到“红线”外,侵犯了临近建筑的地下空间,为后续工程建设留下了隐患,对城市地下环境造成了严重的污染。

21世纪是人类开发利用地下空间的世纪,人们对地下空间的产权意识日益增强。常规锚索由于侵犯到邻近地下空间的产权,其应用将会逐渐被限制,可回收锚索是解决这一工程问题的有效手段。

深圳市质监总站【2021】18号文件“关于加强基坑支护锚杆(索)施工管理的通知”,要求减少对基坑周边建构筑物、道路、管线、权利方利益的影响;故深圳市市区的深基坑工程一般采用排桩+对撑的方案进行围护,但存在造价大且不适合超大型的深基坑工程的问题。

目前可回收型锚索国内已有项目先行运用,也取得较好的使用效果,桩锚式这种支护方式重新焕发青春。

可回收锚索可分为扩体锚索(端部扩大头)、普通拉力型锚索、分散承压型三种,为简化施工工艺、降低工程造价,提高地下空间利用率,我们对多索分锚式这种分散承压型通电热熔可回收锚索施工技术展开研究。

2多索分锚式通电热熔型可回收锚索技术的概述

多索分锚式通电热熔型可回收锚索为分散承压型锚索,采用成品单孔热熔夹片式锚具的可回收锚索,无黏结预应力钢绞线作杆体,每个承载板上布置两索无黏结钢绞线,根据锚索的锚固段所在的土层、锚索设计的极限承载力确定承载板和索体的个数。多块承压板在锚固体长度内分散布置,逐段递减锚索数量,高压注浆渗透或局部扩孔使锚固体形成了支承力和摩阻力共同作用的复合承载体系。承压板巧妙地分散分布于锚固段内的不同部位,增加了承压面积,可大幅度减小锚固段注浆体的压应力,能够有效抑制在高张拉荷载条件下锚固体的局部压碎和剪切破坏,多块承压板同时发挥作用,充分发挥锚固体性能,从而提高整体锚索承载力。

3多索分锚式通电热熔型可回收锚索技术的特点

压力多散,承载合理。多索分锚式通电热熔型可回收锚索通过分段递减,锚板错开布置,高压注浆渗透使锚固体形成了支承力和摩阻力共同作用的复合承载体系,形成具有高承载力的分散承压型锚索,充分发挥了锚固体的抗压性能。

普通成孔工艺,操作简易。多索分锚式可回收锚索施工在渗透性较大的地质层采用非扩孔普通工艺成孔,采用泥浆护壁或套管跟进施工减少了塌孔风险,对周围环境影响较小。注浆时高压渗透,形成扩大承压锚固体,既提高抗压性能,又不会造成大面积冒浆,减少了对地下管线的破坏的风险。渗透性较小的土层可采用调节水压大小和钻头作业时间产生局部扩孔,形成不规则柱状锚固体保证拉拔力。

回收安全可靠,节约用地。回收设备简单,操作方便,36V安全电压热熔,仅1m左右的操作空间,即可实现自动回收,节约了大量人力,可在狭小空间作业。

承载力高。多索分锚式通电热熔型可回收锚索,锚索根据工程设计计算需要可选择φ15.24×2~φ15.24×7,根据其承载板数量不同,其容许荷载为330.5~1020.3kN,钻孔孔径为180mm,钢绞线回收率可达到100%。

多索分锚式通电热熔型可回收锚索施工技术相较端部扩孔工艺设备简单优化了施工工艺,降低成孔风险,降低了施工成本,通过实际验证,效果良好。

4多索分锚式通电热熔型可回收技术在锚索施工的应用

我司在联泰超总湾国际中心基坑支护和土石方工程桩锚施工多索分锚式通电热熔型可回收锚索施工技术。锚索相关参数根据现场地质情况及锚索基本试验数据确定,包括锚索长度、成孔直径、承压板间距、设计锚固力标准值、锁定值、加载方式等。

经试验在疏松土质中,由于土体空隙较大,锚索注浆时浆体可以充分渗透到锚索周边土体中,可形成比较大的锚索浆柱,同时多索分锚于多个承载板使应力分散,来充分保证锚索的抗拔力要求,因此可以取消扩大头,而改用常规套管跟进成孔工艺。

在渗透性较小的土层中,索体扩充性较小, 钻孔过程中通过调节水压、水量和钻头空转时间,利用水的冲击力切割钻头附近土体,使钻孔局部空间扩大,形成局部扩大腔体,整体好像“糖葫芦”形状,多索分锚于多个承载板使应力分散,同时提高注浆压力,增加注浆量,提高锚索的抗拔力,达到扩大头锚索的受力效果。

试验总荷载为锚索钢绞线极限承载力的80%。试验符合设计要求后总结施工技术,进行正式基坑桩锚式支护施工,特别对弧石地层和入层地质采用硬质合金回转钻进、金刚石钻进和风压冲击破碎等方法成孔;对软弱地质采用套管跟进技术进行护孔。施工克服了锚索地下阳角位置交叉碰撞,通过3维空间分析,参照模型进行锚索成孔角度的调整,严把注浆压力和注浆量的双控关,确保锚固体施工质量。 锚索张拉锁定针对锁定后出现应力损失的现象,采用加强监测和补张拉方法进行拟补。

多索分锚式通电热熔型可回收锚索施工过程结合基坑开挖进行,委托第三方单位进行基坑安全监测,根据监测结果显示,土方开挖过程中,各项检测指标均在设计控制范围内,支护结构水平位移微小,基坑稳定可靠。建筑主体地下结构完工进行换撑后 进行回收作业,仅需要1.0米的操作空间,通过热熔失效后,采用自动回收设备进行钢绞线回收利用。

总之,采用本技术施工,减少了相邻区域地下的不利影响,满足城市核心地块地下可持续发展的要求。

5多索分锚式通电热熔型可回收技术经济效益

我公司在联泰超总湾国际中心基坑支护和土石方工程原设计为扩体锚索(端部扩大头)的锚索工艺,需要使用扩孔的工艺进行施工,经我司充分论证,现场试验,应用采用多索分锚式通电热熔型可回收锚索施工技术,该技术多索分锚分散了锚索应力,可替代扩体式锚索,其采用普通钻机工艺成孔,减少对基坑周边建构筑物、道路、管线、权利方利益的影响,解决超大型深基坑工程地下可持续发展的问题。

锚索施工严格按工法要求进行,每层锚索均按照比例进行应力监测,张拉前由第三方检测单位按照比例进行检测,合格后方进行张拉作业,根据监测结果显示,土方开挖过程中,各项检测指标均在设计控制范围内,支护结构水平位移微小,基坑稳定可靠。经测算,其总造价低于传统的扩大头的施工工艺,特别是成孔简易,加快了的施工的进度,在满足锚索可回收和安全可靠的前提下,保证工期,降低造价。本技术在该项目中节省费用125万元,经济优势明显。

该技术采用36V安全电压,在1米宽的操作空间将钢绞线回收再利用,回收率达到100%,安全可靠,减少了对相邻区域地下的影响,绿色环保,为后期的地下空间施工创造了良好的基础条件,取得了显著的经济和社会效益。获得深圳市超总湾重大项目建设指挥部的好评,值得推广应用。

6结束语

多索分锚式通电热熔型可回收锚索施工技术,压力多散,承载合理,采用普通成孔工艺,操作简易;实现自动化回收且安全可靠;1米操作空间,利用发挥红线内用地使用价值。该技术的研发、应用,减少了相邻区域地下的不利影响,满足城市核心地块地下可持续发展的要求,解决了超大型深基坑支护的技术难题。保证施工质量同时,相较扩体(扩大头)锚索施工降低了约40%的造价,具有广阔的应用前景和经济、社会效应。

作者简介:李志为(1976-7),男,汉族,本科,任职于达濠市政建设有限公司。