铁路工程基坑施工中的预应力锚杆加固技术分析

铁路工程基坑施工中的预应力锚杆加固技术分析

周蒙强

北京铁城建设监理有限责任公司，广东广州，510000

摘要：传统的基坑止水帷幕施工中,挡水墙的后端止水帷幕通常用200mm代替同轴线。该方式存在以下三方面缺点：（1）桩间土开挖时,支护桩间土易脱落,影响支护效果；（2）支护桩间土需锚喷处理,锚索孔渗水时易发现漏点,封堵困难；（3）在支护过程中,支护桩变形易引起支护破裂渗漏。为解决上述问题,防止渗透现象发生,提出了窄基坑围护墙插入深度优化方法,通过解析墙体内力和变形情况,研究窄基坑坑底的土体变化情况。设定稳定性安全系数,由此确定墙体插入深度。

关键词：铁路工程基坑施工；预应力锚杆；加固技术；

引言

预应力锚杆是一种高效、经济、实用的基坑支护应用技术，广泛应用于边坡支护工程中，是一种将张拉力传递到稳定适宜岩土体中的受拉杆件，一般由锚头、锚杆自由段和锚杆锚固段组成。其形式多样，种类较多，主要以拉力型锚杆为研究对象，针对其张拉过程应力损失量控制不到位，造成初始锚固力不足或过高，对边坡质量控制不足，不能满足现代建筑工程施工高质量、高精度的发展需求。通过对预应力锚杆张拉过程的分析，发现施工过程中张拉设备（穿心式千斤顶）度数与测力计测值通常存在一定差距，锚固前后测力计读数也存在一定差距，造成初始锚固值出现较大偏差，不能较高精度地实现设计要求的锚固值范围。

1铁路路基工程施工工艺

(1)路基试验。该项目路基试验通常选取有代表性地段进行分析研究，正常需大于200m，其功能是确保最终测试结果科学、真实及有效。在实际施工过程中，由于受当地气候条件影响较大，如温度高、湿度大、含水率高等，都会导致路面出现不同程度的损坏，因此，为了提高路面的夯实程度和松紧程度，必须采用专业设备及相应的配套设置。（2）路基地表的处理。为了保证路基建设稳定，该项目正式建设前需做好前期准备，去除地面淤泥、杂草等，确保路面的清洁和干净，为以后正常建设打下基础。在整个施工建设过程中，还需加强对排水设施的管理和维护。在路基的防护施工之前，首先要对所使用的材料进行检测，如土工合成材料是否达标，然后再根据生产日期和出厂厂家提供的性能报告单，来判断是否符合防护工作的施工要求。对于公路边坡和护坡，可以采用新型的柔性防护网垫，这种防护网垫主要由三层组成，第一层是聚乙烯纤维编织而成；第二层是土工布层；第三层为金属丝网。使用这种防护网垫，能够起到良好的保护作用。具体施工时，先用一根小木棍穿入土工网垫整体，并沿坡度将网垫拉出，然后再用塑料钉和木钉固定周围，通常两钉间距以30cm为宜，钉密分布以10钉/m2为宜，钉长布置以15cm为宜，如果坡面地形复杂或突变处宜适当提高钉密。

2常用路基加固施工技术

2.1强夯加固

利用该项技术加固路基的步骤如下：第一步，将重锤提升至指定高度。第二步，开启脱钩或相关装置，使重锤做自由落体运动，确保重锤能够在自身质量的作业下，快速下落至土层，并向土层施加一定作用力，由此达到加固路基的目的。第三步，放下吊钩，测量锤顶高程。第四步，填平下方区域，如若测定结果显示，经过加固地基的稳定性仍旧未能达到行业标准，施工方应重复以上操作，直至路基性能达标。正式施工前，先要完成三项准备工作：一是检查并清扫施工区域。二是以现场情况为依据，确定重锤提升高度，保证加固效果理想。三是将强夯机转移至恰当位置并作好施工准备。如果施工期间，施工人员遇到突发情况，应第一时间上报，切记不得随意更改施工方案，以免给后续工作造成影响。

2.2桩基加固

作为路基加固常用技术，桩基加固往往能够取得良好的效果，考虑到公路施工所用桩基类型并不固定，施工期间，施工方先要确定桩基类型，再根据现场情况、桩基特点，对加固方案进行选择。现阶段，实证有效的桩基加固技术有两种，分别是生石灰桩加固、碎石桩加固，二者所适用场景有所不同，只有做到因地制宜，才能达到加固路基的效果。

2.3软土地基加固

（1）排水固结处理。主要包括堆载预压处理、真空预压处理、降水预压处理、电渗排水等，要结合具体要求布置相应的设施，有效改善地基结构排水条件，加速地基土固结和强度优化。（2）胶结处理。较为常见的方式包括水泥搅拌桩、高压喷射注浆、灌浆法、水泥土夯实桩处理等。①水泥搅拌桩。其在实际施工过程中主要分为干法和湿法，前者也被称为粉体喷射搅拌法，借助粉喷机将水泥粉或石灰粉与地基土进行原位拌和处理，后者也被称为深层搅拌处理法，借助深层搅拌机实现水泥浆和地基土原位拌和操作。②高压喷射注浆。其主要是借助钻机将带有喷嘴的注浆管直接深入对应设计参数规范要求的土层结构内，并且利用浆液高压直接对土体予以冲击，此时，土体和浆液搅拌均匀，按照对应的浆土比例以及质量要求予以组合，形成固结体完成加固处理。③灌浆法。其主要是借助水泥浆液或者是化学浆液注入的方式，保证土粒胶结过程的合理性，最大限度地提高地基承载力水平，避免沉降较大造成的影响，并着重提高路基的稳定性。④水泥土夯实桩处理。其属于利用人工开挖的处理方式，即将拌和好的水泥直接渗入孔内，借助夯锤对其予以夯实处理，利用胶结作用形成最终应用桩体。

3铁路工程基坑预应力锚杆加固技术设计

预应力加固技术该方法的应用原则是：连续梁和大跨度简支梁适合以无粘结钢绞线为预应力筋，一般简支梁采用普通钢筋为预应力筋，柱子的加固一般以型钢为预应力材料，。由于预应力和外力的共同抵消影响，减小了外荷载的影响，减小了裂缝的出现和发展，从而大大提高了构件的承载力，减小了构件的截面尺寸，减少了空间的占用。但该加固方法如果不能很好的控制，将会引起结构的反向变形，因此应避免超张拉，应控制张拉应力。同时该方法不适合素混凝土、强度小于C20和配筋率小0.2%的构件，并且对锚具、垫板、撑杆、缀板和紧固件采取防锈处理，且长期使用环境不应高于60℃。预应力锚杆加固技术采用单面双孔复合搅拌连接和单侧挤连接的施工顺序,阴影部分采用双套管式.为确保工法桩的质量及封堵效果,采用支护角接法。为了保证围护墙体施工质量,需使用水泥搅拌桩搭接各个墙体,并使用缓凝土浇注接缝。通过分析各个施工设备的垂直度,能够保证套筒钻孔大小满足标准,进而达到基坑围护墙体连接后的止水效果。依据坑内边缘控制线,及时清除沟槽内的杂物,并对沟槽内的残土进行及时处理,符合我国规定的施工标准。采用人工开挖形式,使原余留15cm左右厚的槽底土,如果沟槽深度<1m,那么需直接将土放在沟槽外,反之则将其堆放,等待处理。施工人员应每隔10m设置一个中线桩,槽底高程允许的误差在15mm左右,能够符合设计标准。在施工过程中,不得搅动槽底,还应保证沟槽干燥,由此才能确保预应力锚杆加固技术能够正常进行。

结束语

综上所述,通过基于框架预应力锚杆加固技术对重力式挡土墙进行稳定性分析验算的研究可以看出,以极限平衡理论及库仑土压力理论为基础,基于框架预应力锚杆加固技术对重力式挡土墙进行理论推导,得出重力式挡土墙的抗滑移和抗倾覆稳定性安全系数的计算求解公式。由于目前尚无相关研究人员对这方面做过具体的研究,本文也仅作了初步探讨和分析,今后有必要针对不同土质、不同坡顶荷载条件、不同高度挡墙以及不同地下水位等条件下的挡墙做进一步研究,以便更好地指导工程实践。

参考文献

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