[發(fā)明專(zhuān)利]一種錨桿加液氮凍土墻基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810383900.7
• 申請(qǐng)日: 2018-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108330968A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡俊;劉勇;汪磊;吳雨薇;佳琳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 佳琳
• 主分類(lèi)號(hào): E02D5/76
• 分類(lèi)號(hào): E02D5/76;E02D17/04;E02D3/115
• 代理公司: 長(zhǎng)春市恒譽(yù)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 鞠傳龍

1.一種錨桿加液氮凍土墻基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括有凍土墻和錨桿，其中錨桿的頭端插設(shè)在凍土墻內(nèi)，錨桿的尾端錨固在凍土墻后側(cè)的土體內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錨桿加液氮凍土墻基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的凍土墻為經(jīng)過(guò)液氮冷凍的凍土墻，凍土墻為直面或曲面，凍土墻的外側(cè)面噴射有混凝土面層，凍土墻的頂端設(shè)置有護(hù)頂，受拉側(cè)的凍土墻中設(shè)置有鋼筋或玻璃纖維筋或竹筋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錨桿加液氮凍土墻基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的錨桿的頭端通過(guò)鎖口梁與凍土墻進(jìn)行錨固，錨桿采用全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿或端頭錨固型錨桿或摩擦型錨桿。

4.一種錨桿加液氮凍土墻基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：其方法如下所述：

步驟一、凍結(jié)管鉆孔施工：

液氮凍結(jié)孔呈梅花形布置，孔間距0.6m-0.8m，布置1-2排，當(dāng)設(shè)計(jì)要求高時(shí)設(shè)置數(shù)排，液氮凍結(jié)管選用Ф108×8mm管材，測(cè)溫管選用Ф89×5mm管材，供液管及系統(tǒng)連接管路選用Ф32×3.0mmR304管材；

選擇XY－2型垂直鉆機(jī)一臺(tái)，電機(jī)功率22KW，進(jìn)行鉆孔，以泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)，再下入凍結(jié)管，選用BW-250/50型泥漿泵一臺(tái)，電機(jī)功率14.5KW；

步驟二、液氮凍結(jié)施工：

將凍結(jié)管每六個(gè)孔串接成一組以保證凍結(jié)效果；液氮供應(yīng)槽車(chē)設(shè)置在地面離凍結(jié)位置較近位置，利用不銹鋼管將液氮接至凍結(jié)工作面，進(jìn)行凍結(jié)，管路用不銹鋼軟管連接，并用低溫液氮閥門(mén)控制，所有暴露凍結(jié)管路用保溫泡沫板或棉胎保溫，用容積不小于20方的槽車(chē)，作為凍結(jié)期間液氮的儲(chǔ)備，以防液氮供應(yīng)出現(xiàn)中斷；

液氮儲(chǔ)罐出口的溫度控制在-150℃至-170℃，壓力控制在0.10MPa-0.15MPa，凍結(jié)管出口溫度控制在-50℃至-70℃，壓力控制在0.05MPa-0.1MPa，壓力調(diào)節(jié)可使用液氮儲(chǔ)罐上的散熱板，溫度調(diào)節(jié)使用每組進(jìn)路中截止閥；液氮凍土墻厚度要達(dá)到1.6m，需要凍土的發(fā)展半徑為1100mm，按凍土的發(fā)展速度為10cm/天，距此推算凍結(jié)時(shí)間為:T＝950/10＝9.5天，為確保效果，需凍結(jié)11天，再通過(guò)測(cè)溫孔的測(cè)溫判斷，方可進(jìn)行后繼施工；

步驟三、基坑第一層開(kāi)挖：

錨桿支護(hù)按照施工方案規(guī)定的分層深度按作業(yè)順序施工，在完成土層作業(yè)面的錨桿以前，不得進(jìn)行下一層深度的開(kāi)挖，分層深度按照土質(zhì)以每層一道或兩道錨桿為宜，使錨桿均勻分布于層間；

當(dāng)用機(jī)械進(jìn)行土方作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁坑壁出現(xiàn)超挖或造成凍土墻土體松動(dòng)，當(dāng)基坑邊線(xiàn)較長(zhǎng)，分段開(kāi)挖，開(kāi)挖長(zhǎng)度為10-20m；

分層開(kāi)挖深度和施工的作業(yè)順序保證修整后裸露凍土墻能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保持自立并在限定的時(shí)間內(nèi)完成支護(hù)，盡量縮短凍土墻土體的裸露時(shí)間，宜立即進(jìn)行支護(hù)；

步驟四、噴射混凝土面層：

掛網(wǎng)進(jìn)行噴射混凝土面層，鋼筋網(wǎng)片用直徑6-8mm盤(pán)條鋼筋焊接或綁扎而成，網(wǎng)格尺寸150-300mm；采用Ⅰ級(jí)Φ8mm鋼筋，網(wǎng)格尺寸為200mm，在噴射砼之前，面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片固定在凍土墻上并符合規(guī)定要求的保護(hù)層厚度；

噴射砼強(qiáng)度采用C20，施工順序?yàn)樽韵露希瑖婎^與受?chē)娒婢嚯x控制在0.8-1.5m范圍內(nèi)，射流方向垂直指向噴射面，在鋼筋部位先噴鋼筋后方，然后再?lài)娞钿摻钋胺剑乐乖阡摻畋趁娉霈F(xiàn)空隙，或者在鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片之前初噴一次，鋪設(shè)網(wǎng)片之后再進(jìn)行復(fù)噴，一次噴射厚度不小于40mm；噴射時(shí)加入速凝劑以提高砼的凝結(jié)速度，防止砼塌落；

噴射砼面層厚度為100mm，砼面層分兩次噴射，每次噴射厚度為50mm，繼續(xù)進(jìn)行下步噴射砼作業(yè)時(shí)，清除預(yù)留施工縫接合面上的浮漿層和松散碎屑，并噴水使之潮濕，為使砼施工縫搭接方便，每層下部300mm噴成45°的斜面形狀，噴射砼終凝后2h，采取連續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)5-7d，最后一步的噴射砼面層插入基坑底部以下，深度不小于0.2m，在基坑頂部設(shè)置寬為1-2m的噴射砼護(hù)頂；

步驟五、在第一層面層上敷設(shè)礦渣棉保溫材料，或用珍珠巖與石灰膠結(jié)材料做成保溫隔熱灰漿噴射在其面上；

步驟六、錨桿施工：

面層施工完畢達(dá)到強(qiáng)度要求后進(jìn)行錨桿施工，錨桿施工要點(diǎn)如下：

(1)、錨桿施工場(chǎng)地平整后，錨桿鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)，調(diào)整角度，對(duì)準(zhǔn)孔位中心開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)深度后，抽出鉆桿，移機(jī)至下一個(gè)孔位；

(2)、桿體采用1860型鋼絞線(xiàn)，桿體中間插入注漿管，注漿管內(nèi)端距孔底50-100mm，保證孔底順利返漿，錨桿自由段裹以塑料布或套塑料管，并扎牢，鋼絞線(xiàn)拉桿每2.0m米間距設(shè)置一個(gè)固定支架；桿體長(zhǎng)度為：自由段+錨固段+張拉段；

(3)、注漿時(shí)采用膠泥或編織袋封住孔口，水泥漿水灰比為1:0.5，二次注漿間隔時(shí)間為2-4h，注漿壓力不小于0.8Mpa；第一次注漿后將塑料管拔出6-8m,二次注漿后可將塑料管全部拔出，沖洗干凈后重復(fù)使用；攪漿采用專(zhuān)用攪拌桶，漿液按設(shè)計(jì)配制，水灰比為0.5，漿液攪拌均勻，攪拌時(shí)間不得少于3分鐘，隨拌隨用；

(4)、錨桿注漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％后進(jìn)行張拉，首先進(jìn)行試?yán)鶕?jù)試?yán)Y(jié)果調(diào)整或確定鎖定值，錨桿試驗(yàn)與驗(yàn)收試驗(yàn)遵循《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120—2012)，錨桿張拉時(shí)錨具與鋼梁之間加設(shè)鋼制角度板；

步驟七、排水系統(tǒng)的布置：

上述施工中采取的排水措施包括地表排水、支護(hù)內(nèi)部排水以及基坑排水，基坑頂部四周做散水坑，坑內(nèi)設(shè)置排水溝和集水坑，并與邊壁保留0.5-1.0m的距離，集水坑內(nèi)積水及時(shí)抽出，如基坑側(cè)壁水壓較大時(shí)，在支護(hù)面層背部插入長(zhǎng)度400-600mm，直徑不小于40mm的水平導(dǎo)水管，導(dǎo)水管外端伸出支護(hù)面層，間距1.5-2.0m，以便將砼面層后積水排出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種錨桿加液氮凍土墻基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：所述的步驟四中的速凝劑是由鋁酸鈉、碳酸鈉和生石灰按質(zhì)量比1：1：0.5的比例配制而成，摻量為水泥質(zhì)量的2.5％-4.0％。