天水项目钢管锚杆喷射混凝土边坡支护技术案例汇总.docx
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天水项目钢管锚杆喷射混凝土边坡支护技术案例汇总
钢管锚杆喷射混凝土边坡支护施工技术案例
技术名称:
钢管锚杆喷射混凝土边坡支护施工技术
技术类型:
新技术、新工艺,提高劳动生产率、节能环保
项目负责人:
石允茂
编制日期:
2016年8月10日
1、技术概况
天水热源厂煤库及煤库输煤廊段施工,基坑周围环境复杂,开挖范围有限、实际开挖深度达8.5m、安全要求高,由于该建筑为大型工业厂房,地下基础往往埋置较深,在施工现场空间比较小或者不适合放坡的情况下,一般先采用边坡支护,再进行土方开挖。
采用钢管锚杆喷射混凝土边坡支护施工工法,能加快施工进度,确保工程质量,提高施工效率。
它操作工艺简单,减少了土方开挖量,减少了施工空间。
材料为钢筋、钢管、水泥、砂石,便于取材。
施工速度快,安全有保障,需要的施工人员少,工人劳动强度低,在人员熟练操作的前提下,能进行高效率的边坡支护作业,具有广阔的行业前景。
2、项目描述
2.1项目概况
本工程结构体系为型钢砼框架结构,煤库为连续两跨现浇混凝土排架单层工业厂房,平面尺寸:
60×90m,高度22.15m,建筑面积5886.80m2。
6m标高以下墙体为混凝土挡土墙,6m以上为200厚MU10级KM空心砖,0.3m以下墙体及结构采用抗渗混凝土。
基础采用有限筏板基础,煤廊部分基底标高-9.20m。
2.2施工方法
施工流程为:
制作钢管锚杆→开挖基坑→冲击送锚→注浆→修坡编网→喷射混凝土→开挖下层土。
为了避免因基坑开挖引起土体应力场和应变场的过大变化,基坑开挖必须分层分段跳挖,边开挖边支护,不得超挖。
(制作好的带孔钢管锚杆)
(支护立面图)
(支护剖面图)
(支护端部详图)
2.2操作要点及难点
2.2.1确保基坑施工稳定性的支护措施
为确保基坑边坡安全,在基坑开挖过程中必须严格控制边坡土体的侧向变形。
为此,拟采取以下技术措施:
1.在施工过程中建立动态设计体系。
设5个变形观测点,注意监测每层钢管锚杆支护后的变形量和变形速率,不得超过5mm,以便及时调整下层钢管锚杆的支护参数,保证边坡的总位移沉降量控制在安全范围之内,即总位移不得超过25mm。
2.在土层中设计长钢管锚杆,增加侧向支护抗力,限制地表变形。
3.钢管锚杆采用全长注浆,因粉土层孔隙大,可充分发挥密排钢管锚杆改善土体的性能,达到同时提高圆砾层土体强度的目的。
4.限制每层开挖长度(不超过25米)和深度(不超过2.0米)以控制施工过程中的边坡变形。
5.全部锚头采用单横钢筋通长连接,以提高整体刚度。
通过以上措施,为该边坡提供了足够的侧向抗力,而且增强了整体刚度。
使钢管锚杆、注浆体、网喷混凝土护面形成了一个整体,从而保证基坑边坡的安全。
2.2.2钢管锚杆及注浆施工
钢管锚杆采用冲击器打入设计深度后,均采用压力注浆,水灰比为0.5。
由于水泥注浆体的强度远大于土体强度,因此,钢管锚杆设计中水泥浆体的强度不是控制参数。
钢管锚杆采用DN40锚管加工制作成花管,为了便入送入土体,钢管端部压扁,花管制作孔径6~8mm,间距300mm,端部2米不设置小孔,孔与孔之间成梅花型布置。
2.2.3网喷砼护面施工
网喷砼护面的作用主要是限制钢管锚杆之间土体的变形,将土体侧向压力有效地传递给钢管锚杆,并调整相邻钢管锚杆的受力状态。
根据全长注浆钢管锚杆的受力分析,锚头和面层受力较小,因此面层不必太厚。
网喷砼护面参数为:
支护护面网筋为Φ6.5@250×250,喷射混凝土厚度为8cm,强度为C20。
喷射砼配比为:
水泥1:
砂石4:
水0.4。
根据地质条件的不同,增加添加剂。
同时应注意锚体和网片的连接可靠,因钢管锚杆全长注浆,注浆体主要承担散力作用,锚头的拉力不大,故全部采用φ14单通筋和3φ14钢筋300mm井字型点焊连接压Φ6.5@250×250网片。
2.2.4质量控制标准及措施
严格按照《建筑基坑工程技术规范》(DB62/25-3001-2000)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)的有关规定施工。
质量允许偏差见表
1.参数设计
1)基坑边坡安全等级整体按二级考虑,工程重要性系数1.0。
2)基坑稳定安全系数1.30,抗滑安全系数1.30,抗拉拔安全系数1.60。
3)基坑周边无重要建筑物,按均布荷载20KN/m2考虑。
4)根据该场地《岩土工程勘察报告》,并结合周边实际情况,具体参数确定如下:
土力学参数表
参数
地层
γ
(KN/m3)
C
(KPa)
Φ
(°)
H
(m)
粉土
16.0
16.0
23
2.0
圆砾
20.0
3.0
40
3.0
砂岩
20.0
28.0
30
2.5
圆砾
20.0
3.0
40
2.0
泥岩
19.0
12.0
24
-
2.计算模型
1)基坑边坡潜在滑移面按坡脚圆弧进行分析;
2)考虑土体为变形体,钢管锚杆同时受拉力和剪力作用;
3)计算极限平衡条件下所需总锚固力和总不平衡力矩。
3.计算结果
根据上述计算模型及土力学参数表中的土力学参数,对基坑边坡进行了稳定性计算。
计算结果表明:
基坑内部稳定安全系数1.92>1.30,可见,边坡整体稳定。
支护坡度1:
1.4,共设计4排钢管锚杆,自上而下长度分别为8m、6m、5m、4m、钢管钢管锚杆DN40,垂直间距1.6m,水平间距1.5m,呈梅花型布置。
钢管钢管锚杆支护施工参数表
项目
坑深
(m)
锚排号
锚长
(m)
钢管锚杆
排距
(m)
水平
间距
(m)
钢管锚体
(mm)
钢管锚杆打设角
(°)
喷锚混凝土护面
参数
基
坑
支
护
8.0
1
8.0
1.6
1.5
DN40
10
网筋Φ6.5
@250×250,喷射混凝土厚度为8cm,强度为C20
2
6.0
1.6
1.5
DN40
3
5.0
1.6
1.5
DN40
4
4.0
1.6
1.5
DN40
4、质量保证措施
1)、水泥混凝土各种原材料必须符合设计要求,并经检验合格。
砂石含泥量不得超过1%,水泥要在有效使用期内。
2)、严格按配合比计量并拌制砂浆,保证砂浆拌合时间、均匀程度,以使砂浆强度不低于M20,同时加强过程监控,做好试件取样。
3)、边坡喷射混凝土厚度要符合设计要求。
4)、喷射混凝终凝后,应喷水养护。
5、安全措施
1)、建立安全保证体系及项目安全生产责任制,把安全责任落实到人,并设专职安全员。
2)、现场施工用电严格按照施工方案执行。
3)、特殊工种必须经过专业培训并且合格,并持有专业主管部门签发的合格证方能上岗,严禁无证人员操作。
4)、作业平台或可移动架子应搭设牢固,设置栏杆、安全网等防护装置。
移动简易台架时,严禁有人在上面作业。
5)、施工期间要有专职电工值班,不允许操作工人擅自接电。
6)、电焊机、注浆机、喷射机等机械设备在施工前要检查试运行,若有问题,要及时修理或更换处理。
7)、操作工人要按要求佩戴安全帽,机械操作人员要穿雨靴,戴绝缘橡胶手套,防止漏电伤人。
6、环保措施
1)、对施工作业班组进行环境保护、污染防护意识教育,动员全体施工人员自觉维护环境卫生,做好污染防护工作。
2)、制定相关卫生管理制度,保持施工现场卫生及时清理,确保卫生干净整洁。
3)、尽量减少施工机械噪声危害。
对于来自施工机械和运输车辆的施工噪音,为保护施工人员的健康,合理安排工作人员轮流操作机械。
对施工时间加以严格控制,保护施工现场附近居民夜间休息。
4)、水泥选用散装水泥,避免袋装水泥在施工过程中产生大量粉尘;
5)、拌和设备应有较好的密封,或有防尘设备;
6)、施工通道、拌和场等场所应经常洒水处理,保持水分,以免扬尘。
三、信息采集小组概况和管理
3.1小组概况
3.2小组制度及活动成果
1)本次小组活动周期为3个月;
2)每月召开4次小组会议;
3)根据实际数据统计,相比加工钢筋锚杆节省人工100个工日×150元/工日=15000元;钢管相比钢筋节约材料0.669kg/m×5.75×520×3000元/吨=6000元,累计节约费用约2.1万元。
4)本工法节能环保,没有污染,对周围生态化环境的影响降到最低,符合高效低耗、节能环保的要求,施工现场干净整洁。
5)编制技术交底两份;
3.3技术应用情况
(图1:
安装完钢管锚杆)(图2:
喷浆机)
五、效益分析
1、本工法质量控制易行,成孔质量更容易保证,不会产生塌孔,继续保持了传统锚杆的优点。
2、本工法节省了不少的施工费用,经济效益显著。
以十二冶西北分公司天水秦州热源厂项目部施工的支护工程为例,相比加工钢筋锚杆节省人工100个工日×150元/工日=15000元;钢管相比钢筋节约材料0.669kg/m×5.75×520×3000元/吨=6000元,累计节约费用约2.1万元。
3、本工法节能环保,没有污染,对周围生态化环境的影响降到最低,符合高效低耗、节能环保的要求,施工现场干净整洁。