專利名稱：預應力抗拔錨樁及施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑領域，特別涉及預應力抗拔錨樁及施工方法。
背景技術：
在地下水豐富地區(qū)，當建筑物地下室基礎標高較低或者構筑物基礎標高較低 時，基礎底板會受到較大的浮力。為了防止基礎底板上浮，通常要采用抗拔錨樁。 傳統(tǒng)抗拔錨樁受力從樁頂向樁底傳遞，錨樁受力隨地下水位變化而變化，不利于 錨樁長期抗拔。可以采用預應力技術，預先將所需最大抗拔力施加于錨樁，使錨 樁受力從樁底向樁頂傳遞。在這種情況下，錨樁受力受地下水位影響不大，有利 于錨樁長期抗拔。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種預應力抗拔錨樁及施工方法，解決傳 統(tǒng)抗拔錨樁受力性能不佳的問題。
為此，本發(fā)明采用了預應力抗拔錨樁技術，通過水泥攪拌樁、高強度水泥漿、 鋼絞線相互握裹形成特殊錨固體，錨固體所受拉力通過周邊地層的摩阻力而傳遞 到穩(wěn)定的地層中，抗拔錨樁經(jīng)預應力張拉與基礎底板聯(lián)成整體，提高了錨樁抗拔 能力。
此外，本發(fā)明還采用在水泥攪拌樁預鉆孔噴泥漿解決了錨孔與水泥攪拌樁的 同心度問題。水泥攪拌樁施工完畢后采用小孔徑鉆具預鉆并噴射小比重泥漿，在 攪拌樁使泥漿與水泥漿液拌合，在攪拌樁中心形成比重大的膠狀柱體。由于膠狀 柱體與水泥攪拌樁強度相差較大，在鉆錨孔時可保證孔壁的相對穩(wěn)定，并可保證 錨孔與水泥攪拌樁的同心度，提高了鉆錨孔施工效率。
施工步驟包括
(1) 水泥攪拌樁施工
水泥攪拌樁施工工藝程序如下鉆^L就位一下鉆噴漿一提升攪拌一重復下鉆 噴漿一重復提升攪拌一重復下鉆1/3樁長噴漿一重復提升攪拌一鉆機移位。
(2) 預鉆孔
水泥攪拌樁施工完畢后立即下放小孔徑鉆具進行預鉆，鉆具噴射泥漿，泥漿 比重為1.05 1.1，鉆具在攪拌樁中心充分攪拌，使泥漿與水泥漿液拌合，在攪 拌樁中心形成比重大(130 1.40)的膠狀柱體， 一方面在鉆錨孔時可保證孔壁的 相對穩(wěn)定，另一方面有利于錨孔與水泥攪拌樁保持同心。
(3) 錨孔鉆進錨桿鉆機在水泥攪拌樁施工完畢12 14 h后鉆進，鉆進速度為200 mm/min。
(4) 洗孔
將連接空壓機的管子插入孔底，由下往上反復沖洗。同時不斷補充清水，使 孔內泥漿相對密度小于1.05，孔內沉渣厚度小于300mm。
(5) 錨桿下孔
錨桿底端為鎖錨形式，錨桿按間距2m安裝一固定中心支架，并用鐵絲綁扎 牢靠。鋼絞線采用人工安放，必要時借助手動葫蘆下放。
(6) 注漿
注漿前先泵送清水至孔口返水以疏通管路，后采用常壓泵送方法注漿，注漿 前不得拔出注漿管，以保證錨桿底端注漿充實。第一次注漿量以注滿孔為準，充 盈系數(shù)達L2以上。待第一次注漿體初凝強度達5.0MPa后，即可用高壓注漿管 進行第二次高壓注漿。錨固段注漿采用孔底返漿法，將注漿管插入到距孔底 500mm處，用壓漿泵將水泥漿通入注漿管注入孔底，水泥漿從鉆孔底口向外依 次充滿并將孔內空氣壓出。
(7) 張拉鎖定
張拉鎖定應在水泥漿強度達100%后進行。采用二次張拉法，第一次張拉控 制值為10% 20%，用單錨機對稱張拉，壓穩(wěn)錨座、承壓板，拉緊鋼絞線。待每 根鋼絞線張拉完第一次后，再進行第二次張拉，每次張拉應分級進行，每次荷載 分別為鋼絞線設計拉力的0.25、 0.5、 0.75、 1.0、 1.1倍，除最后一級須穩(wěn)定10 20min夕卜，其余每級需要穩(wěn)定5min，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量，在每一 次穩(wěn)定時間里必須測量錨頭位移三次，待鋼絞線預應力沒有明顯衰減時再進行鎖 定。張拉原則采用如下升荷速率每分鐘不宜超過設計應力的10%，卸荷速率每 分鐘不宜超過設計應力的20%。
(8) 穿錨
將錨墩外鋼絞線的PVC外套剝掉，把鋼絞線上的黃油用棉紗擦干凈。將鋼
絞線按周邊序和中心序理出，穿入錨板，套上夾片，鋼絞線應對稱或均勻分布在 錨板上。
(9) 封錨
使用砂輪切割機切除多余的鋼絞線，錨具外留存100mm。用保護套加黃油 保護好外露鋼絞線。用C40混凝土進行封閉錨頭，混凝土保護層厚度不小于 100mm。
(10) 防腐處理
錨桿頭外露鋼絞線用防腐樹脂封閉，承壓板用防銹漆及瀝青材料涂刷，進行 防銹、防腐處理。對定中中心裝置、定位架等要外涂防銹漆。本發(fā)明適用于建筑物地下室基礎抗拔錨樁、浮力較大的構筑物基礎抗拔錨樁。
與傳統(tǒng)的抗拔錨樁相比，對錨桿施加預應力能使水泥攪拌樁、高強度水泥漿、 鋼絞線更好地共同作用，從而改善了抗拔錨樁的受力性能。采用在水泥攪拌樁預 鉆孔噴泥漿有利于錨孔與水泥攪拌樁保持同心，使錨桿施工質量得到了保證，本 發(fā)明實用性強，社會效益好。


圖1預應力抗拔錨樁工藝流程
具體實施例方式
下面結合附圖詳細描述。
某水廠鍋爐房基礎工程，南北寬為18m，東西長21.6m，全部置于地下，共2 層。結構類型為框架結構，基礎板厚800 mm，基礎埋深標高-9.6 m?？紤]到該 地區(qū)地下水高,地下鍋爐房自身重量不能抵抗地下水的浮力。為解決建筑物的抗 拔問題，采用預應力抗拔錨樁，使水泥攪拌樁、高強度水泥漿、鋼絞線整體受力， 改善了抗拔錨樁的受力性能，以達到建筑物整體抗拔的目的。
采用水泥攪拌機鉆機形成水泥攪拌樁，在水泥攪拌樁施工完畢后立即下放小 孔徑鉆具進行預鉆，鉆具噴射小比重泥漿，在攪拌樁中心充分攪拌，使泥漿與水 泥漿液拌合，在攪拌樁中心形成比重大的膠狀柱體，保證錨孔與水泥攪拌樁的同 心度。小孔徑鉆具預鉆后待攪拌樁達到一定強度后再進行鉆錨孔，錨孔內下入鋼 絞線束后，壓注高強水泥漿液。待高強水泥漿液強度達到要求后，對每根鋼絞線 分別施加預應力，并鎖定在基礎底板上用密閉鋼帽將抗拔錨樁頂部加以封閉并注 入黃油，從而形成預應力抗拔錨樁。
施工步驟包括
(1) 水泥攪拌樁施工
水泥攪拌樁施工漿液水灰比采用0.5，摻入1.5%的早強劑石膏以及0.15%的 減水劑木鈣。
水泥攪拌樁施工工藝程序如下鉆機就位一下鉆噴漿一提升攪拌一重復下鉆 噴漿一重復提升攪拌一重復下鉆1/3樁長噴漿一重復提升攪拌一鉆機移位。
水泥攪拌樁鉆機鉆進速度為0.8 1.0 m/min,噴漿壓力控制在0.4 0.6 MPa，鉆進至樁底標高后，原地噴漿0.5min，再反轉勻速提升。提升速度為0.8 1.0m/min，勻速提升至離地面0.5 m處，攪拌數(shù)秒使樁頭均勻密實。
(2) 預鉆孔
水泥攪拌樁施工完畢后立即下放小孔徑鉆具進行預鉆，鉆具噴射泥漿，泥漿 比重為1.05 1.1,鉆具在攪拌樁中心充分攪拌，使泥漿與水泥漿液拌合，在攪拌樁中心形成比重大(1.30 1.40)的膠狀柱體， 一方面在鉆錨孔時可保證孔壁的 相對穩(wěn)定，另一方面有利于錨孔與水泥攪拌樁保持同心。 (3)錨孔鉆進
錨桿鉆機就位調平后，采用前導式三翼鉆頭(帶扶正器)正循環(huán)清水鉆進至水 泥攪拌樁樁底。
錨桿鉆機在水泥攪拌樁施工完畢12 14 h后鉆進，鉆進速度為200 mm/min。 盡可能與水泥攪拌樁保持同心，錨孔中心與水泥攪拌樁中心的偏差不超過
10mm，與水泥攪拌樁垂直度偏差應小于8%。錨孔一旦發(fā)生偏斜，要采取措施
重新成孔。 (4)洗孔
將連接空壓機的管子插入孔底，由下往上反復沖洗。同時不斷補充清水，使 孔內泥漿相對密度小于1.05，孔內沉渣厚度小于300mm。做好孔口維護，防止泥 漿流入孔內。
(5) 錨桿下孔
錨桿底端為鎖錨形式，錨桿按間距2m安裝一固定中心支架，并用鐵絲綁扎 牢靠。錨桿底部裝錐形防護裝置，保護錨桿底部以及孔壁不被破壞。注槳管安 裝與鋼絞線同步進行，設置在鋼絞線束中央，長度超出鋼絞線2m。鋼絞線采用人 工安放，必要時借助手動葫蘆下放；下錨前，鋼絞線質量和長度需經(jīng)相關人員驗 收合格后，方可下入孔內。
(6) 注漿
錨桿漿液水灰比采用o.4 o.45，水泥漿液的配比是水泥水早強劑膨 脹劑=i : (o. 45 o. 5): (o. 007 0. oi): o. 07。配制時要求攪拌機內加足水量，
然后邊攪拌邊加入水泥和外加劑,攪拌時間不少于10 min。
注漿前先泵送清水至孔口返水以疏通管路，后采用常壓泵送方法注漿，注漿 前不得拔出注漿管，以保證錨桿底端注漿充實。第一次注槳量以注滿孔為準，充 盈系數(shù)達1.2以上。注漿作業(yè)連續(xù)，注漿管要邊注邊拔，拔管高度不超出孔內漿 液面。待第一次注漿體初凝強度達5.0MPa后，即可用高壓注漿管進行第二次高 壓注漿。錨固段注漿采用孔底返漿法，將注漿管插入到距孔底500mm處，用壓 漿泵將水泥漿通入注漿管注入孔底，水泥漿從鉆孔底口向外依次充滿并將孔內空 氣壓出。
C7)張拉鎖定
張拉鎖定應在水泥漿強度達100%后進行。采用二次張拉法，第一次張拉控 制值為10% 20%，用單錨機對稱張拉，壓穩(wěn)錨座、承壓板、拉緊鋼絞線。待每 根鋼絞線張拉完第一次后，再進行第二次張拉，每次張拉應分級進行，每次荷載分別為鋼絞線設計拉力的0.25、 0.5、 0.75、 1.0、 1.1倍，除最后一級須穩(wěn)定10 20min外，其余每級需要穩(wěn)定5min，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量，在每一 次穩(wěn)定時間里必須測量錨頭位移三次，待鋼絞線預應力沒有明顯衰減時再進行鎖 定。張拉原則采用如下升荷速率每分鐘不宜超過設計應力的10%，卸荷速率每 分鐘不宜超過設計應力的20%。
(8) 穿錨
將錨墩外鋼絞線的PVC外套剝掉，把鋼絞線上的黃油用棉紗擦干凈。將鋼 絞線按周邊序和中心序理出，穿入錨板，套上夾片，鋼絞線應對稱或均勻分布在 錨板上。
(9) 封錨
使用砂輪切割機切除多余的鋼絞線，錨具外留存100mm。用保護套加黃油 保護好外露鋼絞線。用C40混凝土進行封閉錨頭，混凝土保護層厚度不小于 100mm。
(10) 防腐處理
錨桿頭外露鋼絞線用防腐樹脂封閉，承壓板用防銹漆及瀝青材料涂刷，進行 防銹、防腐處理。為防止錨桿構造銹蝕發(fā)生，對定中中心裝置、定位架等要外涂 防銹漆。
本工程施工完畢后，抗拔錨樁使用效果良好。
權利要求
1、一種預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是包括以下步驟(1)水泥攪拌樁施工水泥攪拌樁施工工藝程序如下鉆機就位→下鉆噴漿→提升攪拌→重復下鉆噴漿→重復提升攪拌→重復下鉆1/3樁長噴漿→重復提升攪拌→鉆機移位。(2)預鉆孔水泥攪拌樁施工完畢后立即下放小孔徑鉆具進行預鉆，鉆具噴射泥漿，鉆具在攪拌樁中心充分攪拌。(3)錨孔鉆進錨桿鉆機在水泥攪拌樁施工完畢12～14h后鉆進，鉆進速度為200mm/min。(4)洗孔將連接空壓機的管子插入孔底，由下往上反復沖洗。同時不斷補充清水，使孔內泥漿相對密度小于1.05，孔內沉渣厚度小于300mm。(5)錨桿下孔錨桿底端為鎖錨形式，錨桿按間距2m安裝一固定中心支架，并用鐵絲綁扎牢靠。鋼絞線采用人工安放，必要時借助手動葫蘆下放。(6)注漿第一次注漿量以注滿孔為準，充盈系數(shù)達1.2以上。待第一次注漿體初凝強度達5.0MPa后，即可用高壓注漿管進行第二次高壓注漿。錨固段注漿采用孔底返漿法，將注漿管插入到距孔底500mm處，用壓漿泵將水泥漿通入注漿管注入孔底，水泥漿從鉆孔底口向外依次充滿并將孔內空氣壓出。(7)張拉鎖定采用二次張拉法，第一次張拉控制值為10％～20％，用單錨機對稱張拉，壓穩(wěn)錨座、承壓板、拉緊鋼絞線。待每根鋼絞線張拉完第一次后，再進行第二次張拉，每次張拉應分級進行，每次荷載分別為鋼絞線設計拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍，除最后一級須穩(wěn)定10～20min外，其余每級需要穩(wěn)定5min，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量，在每一次穩(wěn)定時間里必須測量錨頭位移三次，待鋼絞線預應力沒有明顯衰減時再進行鎖定。(8)穿錨將錨墩外鋼絞線的PVC外套剝掉，把鋼絞線上的黃油用棉紗擦干凈。將鋼絞線按周邊序和中心序理出，穿入錨板，套上夾片，鋼絞線應對稱或均勻分布在錨板上。(9)封錨使用砂輪切割機切除多余的鋼絞線，錨具外留存100mm。用保護套加黃油保護好外露鋼絞線。(10)防腐處理錨桿頭外露鋼絞線用防腐樹脂封閉，承壓板用防銹漆及瀝青材料涂刷，進行防銹、防腐處理。對定中中心裝置、定位架等要外涂防銹漆。
2、 根據(jù)權利要求1所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是采用了預應 力抗拔錨樁技術，通過水泥攪拌樁、高強度水泥漿、鋼絞線相互握裹形成特殊錨固 體，錨固體所受拉力通過周邊地層的摩阻力而傳遞到穩(wěn)定的地層中，抗拔錨樁經(jīng)預
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是步驟 (2)預鉆孔施工中鉆具噴射泥漿比重為1.05 1.1。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是錨桿漿液水灰比采用o.4 0.45，水泥漿液的配比是水泥水早強劑膨脹劑==i : (o.45 0. 5) : (0. 007 0. 01) : 0. 07。
5、 根據(jù)權利要求3所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是錨桿漿液水灰比采用o.4 0.45，水泥漿液的配比是水泥水早強劑膨脹劑=i : (o.45 o. 5): (o. oo7 o. oi): o. 07。
6、 根據(jù)權利要求1或2所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是步驟 (7)張拉鎖定施工中張拉原則采用如下升荷速率每分鐘不宜超過設計應力的10%, 卸荷速率每分鐘不宜超過設計應力的20%。
7、 根據(jù)權利要求3所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是步驟(7)張 拉鎖定施工中張拉原則采用如下升荷速率每分鐘不宜超過設計應力的10%，卸荷 速率每分鐘不宜超過設計應力的20%。
8、 根據(jù)權利要求4所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是步驟(7)張 拉鎖定施工中張拉原則采用如下升荷速率每分鐘不宜超過設計應力的10%，卸荷 速率每分鐘不宜超過設計應力的20%。
9、 根據(jù)權利要求1或2所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是(9)封 錨施工中用C40混凝土進行封閉錨頭，混凝土保護層厚度不小于100mm。
10、 根據(jù)權利要求3所述的預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是(9)封錨 施工中用C40混凝土進行封閉錨頭，混凝土保護層厚度不小于100mm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種預應力抗拔錨樁及施工方法，其特征是包括以下步驟(1)水泥攪拌樁施工；(2)預鉆孔，水泥攪拌樁施工完畢后立即下放小孔徑鉆具進行預鉆，鉆具噴射泥漿，鉆具在攪拌樁中心充分攪拌；(3)錨孔鉆進，錨桿鉆機在水泥攪拌樁施工完畢12～14h后鉆進，鉆進速度為200mm/min；(4)洗孔；(5)錨桿下孔；(6)注漿，第一次注漿量以注滿孔為準，充盈系數(shù)達1.2以上；待第一次注漿體初凝強度達5.0MPa后，即可用高壓注漿管進行第二次高壓注漿；(7)張拉鎖定，采用二次張拉法；(8)穿錨；(9)封錨；(10)防腐處理。本發(fā)明實用性強，社會效益好。
文檔編號E02D5/22GK101619574SQ20091016184
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權日2009年7月28日
發(fā)明者奎 朱 申請人:奎 朱