锚杆质量通病防治

锚杆质量通病防治锚杆被拔出桩折断排桩倒塌1．现象当挖土到基坑底，发现桩顶部挡土小墙倾侧甚多，顶部地面裂缝并延伸至围墙，旋即排桩倒塌，上部土体滑动，下水道塌陷，水涌入基坑，有的塌至街道，第一层锚杆从土中完全拔出，护坡桩折成三段，折点分别在二、三层锚杆处、折点处混凝土破碎，钢筋弯曲，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开裂。2．原因分析(1)(1)从事故现象看：第一层锚杆被拔出足以说明锚固长度显然不够，开始产生桩顶的大量位移和裂缝并延伸，足以说明其前兆。当第一层锚杆的有效锚固长度不能胜任桩受的水平推力时，锚杆被拔出，此时桩受的水平推力集中到第二层锚杆支点，桩受到过大的不能胜任的弯矩而折断，而锚头拉脱、腰梁扭断、裂开是受到复杂的招矩拉力所致，直至整排桩被巨大力所推倒。(2)(2)从事故发生后核算中发现，原计算错误在于第一层锚杆间距为2m一根，第二层锚杆间距为1．5m一根，但计算桩受水平力系按单位长度(1m)计算，因此出现第一层锚团长度差1倍的误差。作为设计计算者必须记住由于一时的疏忽而造成严重的后果。3．防治措施(1)锚团长度的计算应反复核算，避免错误。(2)在工程现场必须作测试，以发现计算上可能出现的错误。(3)(3)从事故发生的情况看，第一层锚杆的锚团长度非常关键。因此认为多层锚杆支护体系的第一层锚扦锚因力特别重要，设计施工者应特别重视。6．2．2锚杆不起作用，桩折断，支护结构倒塌1．现象基坑较深，采用∮1．0m灌注桩、两层锚杆支护。基坑挖到设计标高后不久，发现局部破坏，先是锚杆端部脱落，横梁掉下，桩间土开裂，继而裂缝增大，桩顶地面较远处发生裂缝，最后，桩断、支护结构倒塌，邻近自来水管断裂，基坑受泡，再次塌方，基坑内一片汪洋。2．原因分析锚杆端部脱落，说明预应力张拉后锚头没有错固住，横梁掉下说明这一排锚杆在桩端没有受力，也就是锚杆不起拉结作用，使1m的大直径桩变成悬臂桩，受力后倾侧，桩间土开裂，位移大时桩顶地面开裂并发展较远，最后桩因受弯矩太大而折断。3．防治措施(1)(1)预应力施工应由有经验技工操作，如无经验，应经过培训并由有经验工人予以指导。当锚头锚住后还应检查横梁(一般为工字钢)是否受力。当发现横梁脱落，应立即停止挖土，研究原因，采取措施，如工地未能采取措施，则倒塌不可避免。(2)基坑开挖时应作排桩的位移监测，随时可以发现桩有无大的位移，发现后应研究原因，采取措施。6．2．3支护结构倒塌1．现象基坑深16m，密排大直径∮1．0m灌注桩，一层锚杆，地面距护坡桩边缘建双层工棚及移动式办公室。施工期间支护桩突然断裂，排桩倒塌，工棚滑入坑内，造成重大事故。2．原因分析(1)基坑边缘搭建工棚是重大违规事件，事故原因分析系地面超载，原设计未曾考虑这项外加荷载。(2)基坑深16m，按该工程地质情况，一层锚杆的方案不安全，再加上超载，导致事故发生。3．防治措施(1)(1)支护方案决不能在基坑边建设工棚，也不能在坑边堆放如钢筋类重物，必须堆重物或行驶塔吊、汽车吊时，应计算地面超载，以保证安全。(2)(2)如能在基坑底上5m左右增加一层锚杆，则可增加安全，但也应将超载计算进去，计算锚杆锚固长度，灌注桩配筋、入土长度等。6．2．4锚杆倾角小，锚固力差1．现象锚杆设汁要求极限承载人为500kN，工程现场试验，倾角15o(与水平面的夹角)极限承载力仅为400kN，同样长度改变倾角为25o后，极限承载力为600kN，满足设计要求。2．原因分析锚杆的承载力与土体的极限摩阻力有关，一般情况下，上层土质较下层土质差，在同样锚固长度情况下，倾角小时锚固体深入较好土体长度少，如上述试验，锚杆锚团长30m，倾角15o时，在淤泥质粘土中约为15m，在粉质粘土中约为15m；而改为25o时，锚固段在淤泥质粘土中约为3m，粉质粘土中约为14m，在粉砂中约为13m，从附表6-1可以看出不同土质的极限摩阻力差别很大。3．预防措施(1)正式施工锚杆前必须作锚杆基本试验，得出倾角、锚团长度关系，提供设计研究决定。(2)倾角必须适宜，按规范规定：倾角为15o～25o，不大于45o。选择合适角度及合适极限承载力是必要的。6．2．5锚县夹片滑脱，失去锚固作用1．现象锚具在张拉锚固后不久，失起作用，即钢绞线在锚杆桩测试时不起拉结作用。2．原因分析(1)经锚具、夹片等检验发现夹片硬度不足HRC=40，不符合规范规定。(2)当锚杆受力时，夹片对钢绞线因硬度不足而滑脱，预应力锚固后经不起受力而滑脱。3．防治措施(1)夹片应采用表面渗碳工艺，提高硬度，使硬度HRC=50o～55o。(2)钱杆施工完后应重新检查锚头有无松动、脱落，必要时重新将锚头张拉一下。(3)工厂交付锚具、夹片时应作详细检查验收，施工单位对锚具质量应切实负起责任。6．2．6锚杆与地下连续墙预留孔漏水涌砂1．现象基坑工程在做第二层锚杆施工时，墙外水压力较大，水及砂从预留孔与锚杆钻杆外套管间流入基坑内，施工人员经验不足时，会将钻杆拔出造成坑内大量涌水涌砂，造成附近变电室房屋开裂等事故。2．原因分析(1)采用地下连续墙及锚杆支护的工程，一般在地下连续墙施工时，应在墙内一定位置预留孔洞，以便锚杆施工时穿过，如图6-10所示。锚杆外套管与地下墙预埋管之间的空隙造成水流通道，粉砂在水压力作用下涌入坑内。(2)拔出钻杆导致大量流砂从∮203孔中流入坑内，造成地面塌陷、房屋开裂。3．防治措施(1)在孔口设橡皮垫圈，以阻止砂与水涌人坑内，见图6-10所示。(2)在钻杆钻进时，保持钻头与外套管有一定距离，停钻时缩回外套管内，避免水从套管内进人基坑。(3)灌注砂浆时保持砂浆压力(0．4～0．6MPa)。(4)拔管时留下最后两节外套管，待水泥初凝后拔出。附录Ⅰ单层锚杆支点计算(摘自《建筑基坑支护技术规程》JGJ120一99)单层锚杆支点力及嵌固深度如附图6-6及附图6-7所示。1．基坑底面以下文护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离hc1可按下式确定(附图6-6)：ea1k=ep1k2．支点力Tc1可按下式计算：Tc1=(ha1∑Eac-hp1∑Epc)/(hT1+hc1)式中ea1k——水平荷载标准值；ep1k——水平抗力标准值；∑Eac——设定弯矩零点位置以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和；ha1——合力∑Eac作用点至设定弯矩零点的距离；∑Epc——设定弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和；hp1——合力∑Epc作用点至设定弯矩零点的距离；hT1——支点至基坑底面的距离；hc1——基坑底面至设定弯矩零点位置的距离。3．嵌固深度设计值hd可按下式确定(见附图6-7)：hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-1.2γ0ha∑Eai≥0附录Ⅱ锚杆施工质量标准钱杆施工质量应符合下列要求。1．注浆管宜与锚杆体绑扎在一起，一次注浆管距孔底宜为100～200mm，二次注浆管的出浆孔应进行可灌密封处理。2．浆体应按设计配制，一次灌浆宜选用灰砂比1：1～1：2，水灰比0．38～0．45的水泥砂浆，或水灰比0．45～0．5的水泥浆，二次高压注浆宜使用水灰比0．45～0．55的水泥浆。3．二次高压注浆压力宜控制在2．5～5．OMPa之间，注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行。4．锚杆的张拉与施加预应力(锁定)应符合以下规定：(1)锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级的75％后方可进行张拉；(2)锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响；(3)锚杆宜张拉至设计荷载的0．9～1．0倍后，再按设计要求锁定；(4)锚杆张拉控制应力不应超过锚固体强度标准值的0．75倍。5．锚杆倾角宜为15o～25o，且不大于45o。6．锚杆锚固体上覆土厚度不宜小于4m。7．锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准见附表6-1。锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准附表6-1项日类别序号检查项目允许偏差(mm)检查方法主控项目1锚杆(土钉)长度±30钢尺量检查2锚杆锁定力设计要求现场实测一般项目3锚杆或土钉位置±100钢尺量检查4钻孔倾斜度±1o测钻机倾角5浆体强度设计要求试样送检6注浆量大于理论计算浆检查计量数据7土钉墙面厚度±10钢尺量检查8墙体强度设计要求试样送检附录Ⅲ土体与锚固体极限摩阻力标准值土体与锚固体极限摩阻力标准值附表6-2土的名称土的状杰ｑsik(kPa)填土16～20淤泥10～16淤泥质土16～20粘性土IL10.75IL≤10.50IL≤0.750.25IL≤0.500.0IL≤0.25IL≤018～3030～4040～5353～6565～7373～80粉土e0.900.75e≤0.90e0.7522～4444～6464～100粉细砂稍密中密密实22～4242～6363～85中砂稍密中密密实54～7474～9090～120粗砂稍密中密密实90～130130～170170～220砾砂中密、密实190～260注：1．表中ｑsik系采用直孔一次常压灌浆工艺计算值；当采用二次灌浆、扩孔工艺时可适当提高。2．本表摘自《建筑基坑支护技术规程》(JGJl20—99)。6．3基坑支撑系统6．3．1钢支撑失稳1．现象大直径灌注桩，钢支撑支护，水泥搅拌桩作截水帐幕，基坑深8m、9m不等，当土方挖到设计标高时，一根支撑连杆断裂，围护桩大幅度位移，距坑5m远的路面出现裂缝。2．原因分析(1)设计支撑系统截面偏小。(2)未考虑长细比影响，安全度严重不足，随着基坑开挖深度加大，支撑系统承受压力增大，造成杆件失稳破坏，支护桩大幅度位移。3．防治措施(1)(1)支撑系统的设计计算应按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120一99)中第4章第5节(4．5)支撑体系计算规定设计。(2)(2)对工程的具体情况，如土质情况，施工单位等，设计时在安全系数方面可予适当考虑，对建设单位要求节约应通盘研究考虑。6．3．2角撑未及时支撑造成地面裂缝l，现象双排小直径灌注桩加两层钢支撑及角撑，坑深6．5m，挖土到设计底标高时，围护桩发生滑移倾斜，造成道路及场地地面裂缝。2．原因分析(1)(1)为了挖土方便，下层支撑中的(斜)角撑未及时跟上支撑，改变了围护结构的受力情况，造成北边桩滑移倾斜，带动其他桩洲顷斜。(2)挖土施工未按施工方案操作。(3)市政道路地下水管破坏，大量水渗入基坑内，降低土的力学指标。3．防治措施(1)(1)基坑工程必须按照施工方案规定施工，即如何分层挖土，何时加撑和斜角支撑等，千万不能马虎，必须按方案施工。(2)(2)较多工程若发现有地下水管或化粪池漏水现象，在设计前应调查了解，如发现问题则在设计时应将士的力学指标如φ，c值予以考虑，即将地质勘探提供的指标，计算时适当提高安全度，施工时发现有漏水，则应立即组织排除。6．3．3钢管支撑间距过大。节点处理不当1．现象坑深11m，φ800钢筋混凝土灌注桩，设两道φ914×11钢管支撑，间距8m。挖土至设计标高时，约30m长支护结构向坑内侧倾斜2．5m，基坑底宽7m的土隆起1．8m，造成巨大经济损失，影响工期。2．原因分析(1)支撑间距过大，支撑节点处理不当，延长数十米的结构向内倾斜。(2)灌注桩入土深度(嵌因深度不足)，引起坑内土隆(3)基坑内土的抗力不足，施工又逢雨季，基坑土体抗隆起稳定性不足，基坑实际已呈破坏状态。3．防治措施(1)支撑体系应按规定计算确定间距，处理好节点，如做钢围檩并与围檩焊接好。(2)必须验算灌注桩嵌因长度，以防止坑内被动土水平抗力不足。(3)雨季施工应有基坑施工方案，主要是控制地面及地下水。6．3．4钢管支撑弯曲破坏1．现象淤泥质粘土地质基坑深10m，φ800灌注桩，校长16m，两道φ914×11钢管支撑。基坑挖土到设计标高时，在宽度方向发生整体滑动，坑底大量土体隆起，地面、道路开裂，钢文撑多处弯曲破坏，桩折断。2．原因分析(1)(1)钢管支撑失稳破坏是重要原因，因为围护桩体、支撑体系和土体三者互相作用组成基坑工程的整体，支撑体系的失稳就会导致整体破坏。(2)(2)灌注桩人土深度(嵌固深度)偏小，只有6m，即嵌固深度与开挖深度之比为0．6，使坑底被动土区土体抗力不足