一、工程概況
我單位承建的某危改工程乙棟住宅，基礎(chǔ)為φ300鉆孔灌注樁及承臺(tái)梁組合結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)置于粉砂泥巖的坡頂上，坡高12m左右，粉砂泥巖，裂隙發(fā)育，巖體呈50°~60°滑坡帶。在平基時(shí)，因雨季施工，巖體裸露后，受雨水滲透影響，造成粉砂泥巖產(chǎn)生局部垮蹋。危及建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定和施工人員的安全操作。影響相鄰建筑甲棟住宅的安全，在此情況下，我們立即停止施工，向公司總工辦反映，與公司共同查勘研討后，為保證巖坡的穩(wěn)定，決定先采用鉚釘式錨桿來(lái)將巖坡錨固好，然后再施工乙棟住宅鉆孔灌注樁。當(dāng)時(shí)，對(duì)危巖的處理，一般采取錨桿深入穩(wěn)定層后在外作擋土墻，鑒于本處巖層不是太破碎，采用鉚釘式擴(kuò)大頭鉚住滑動(dòng)層，以防止危巖下滑，這種處理方法很新穎。
鉚釘錨桿，設(shè)計(jì)直徑D=125mm，每孔采用3根Ⅱ級(jí)鋼筋焊接骨架，錨桿錨固砂漿采用水泥砂漿M30.垂直高度12m高共計(jì)布置五排鉚釘式錨桿，錨桿水平間距離1.65m，固定錨固段落不小于5m，自由錨固段隨巖坡高度呈線性增加，鉚釘砼C28，內(nèi)配雙向φ12@100，雙層鋼筋網(wǎng)片，錨桿水平傾角15°。
二、錨桿施工準(zhǔn)備
錨桿是一種新型承拉桿件，它的一端與結(jié)構(gòu)物或擋土墻樁聯(lián)結(jié)，另一端錨固于地基巖石中，利用巖石與錨桿不能與錨固力來(lái)承受各種向外傾覆力。
本工程鉚釘式錨桿的施工難度在于錨桿不能與豎向鉆孔灌注樁相撞，必須準(zhǔn)確控制鉆孔角度，不能左右偏斜。
針對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，制定了如下技術(shù)措施：
1、定好一平行于乙棟住宅基礎(chǔ)線的垂直面，以此控制鉆孔角度和鉆孔位置。
2、用水平尺控制機(jī)座水平，用自制量角器控制錨桿的傾角和左右偏差角度。確保錨桿和水平呈15°角。
3、采用φ15mm鍍鋅水管絲接檢測(cè)鉆孔深度。
4、為保證砂漿有低收縮性高耐久性，砂漿水灰比控制為0.40，并摻入5‰的NNO.
三、錨桿施工程序根據(jù)實(shí)際情況，制訂了工藝流程，要求嚴(yán)格執(zhí)行。
四、成孔
鋼管架設(shè)好后，按設(shè)計(jì)要求測(cè)量定孔位，錨桿孔的鉆孔工藝將直接影響錨桿錨固能力。本工程采用國(guó)內(nèi)通常采用的旋轉(zhuǎn)鉆孔機(jī)鉆孔，因考慮巖體裂隙發(fā)育，且考慮巖體裂隙發(fā)育，且?guī)r體呈50°~55°滑坡帶，為免造成粉砂巖繼續(xù)垮踏，鉆孔為干鉆法施工，采用機(jī)械為4m3氣壓縮機(jī)，利用空氣介質(zhì)清孔，鉆為重慶探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的XY-2PB型鉆機(jī)，整機(jī)重量不到1.0t.該鉆機(jī)能將回轉(zhuǎn)軸固定在不同的角度施行鉆孔，加之用自制量角器測(cè)，有效地保證了錨桿和水平面呈15°夾角要求，鉆機(jī)底部裝有便于移動(dòng)的行走架，移動(dòng)方便。鉆機(jī)就位準(zhǔn)確方便，保證了鉆孔的質(zhì)量。
設(shè)計(jì)錨桿孔孔徑在錨固段和非錨固段為φ125mm.下傾15°，成孔后立即驗(yàn)孔及清錨桿孔，下錨灌漿。
五、下錨灌漿
設(shè)計(jì)在非錨固段，仍采用砂漿封閉，減少了對(duì)錨桿的特殊防腐處理。灌漿是錨桿施工的關(guān)鍵階段，直接影響錨桿的質(zhì)量，不僅灌漿時(shí)作好有關(guān)數(shù)據(jù)記錄，而且采取有效的措施控制灌漿質(zhì)量。為了減少砂漿凝固時(shí)的收縮，盡量減小水灰比，加大用砂量，選用配合比為水泥：砂：水=1：1.1：0.4，并摻入5%NNO，砂為特細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)不小于0.7，含泥量不大于3%.水泥為普通硅酸鹽水泥525#.
灌漿時(shí)將灌漿管插入孔底，用砂漿泵水泥砂漿壓入孔內(nèi)，灌漿泵工作壓力要求為0.4MPa以上，壓力灌漿直到孔口溢出濃度為所灌砂漿一致時(shí)為止。灌漿管的移出速度應(yīng)根據(jù)泥巖區(qū)情況和孔深控制，特別在裂隙發(fā)育的強(qiáng)風(fēng)化泥巖區(qū)，要根據(jù)施鉆記錄，鄰近孔的灌漿情況，并振動(dòng)式緩慢移出，確保灌漿管始終埋入砂漿內(nèi)。移出灌漿管時(shí)，使所灌砂漿都受到輕微振動(dòng)，以減少氣泡產(chǎn)生的防止灌漿不密實(shí)。灌漿管撥出后，立即插放錨桿鋼筋骨架，并施以輕微振動(dòng)，鋼筋骨架安裝位置見(jiàn)剖面圖3.然后檢查鋼筋骨架是否放到位，當(dāng)鋼筋骨架放到位后再檢查灌漿完好情況，進(jìn)行二次灌漿并封閉孔口。整個(gè)錨桿施工完畢，三天內(nèi)達(dá)不到強(qiáng)度后，立即施工鉚釘式錨桿的鉚釘，幾何尺寸詳圖5A大樣。在施工中，承力臺(tái)內(nèi)布置增加二片鋼筋網(wǎng)片，采用鋼筋為φ12雙向布置間距@100×100.承臺(tái)澆搗好后，整個(gè)鉚釘式錨桿的施工宣告完畢。
六、鉚釘式錨桿的施工驗(yàn)算
根據(jù)巖石穩(wěn)定分析，按最不穩(wěn)定面確定，按圖6進(jìn)行滑動(dòng)面應(yīng)力分析。
1、錨桿抗力計(jì)算：
H=12m
L=H÷sin55°=12/0.819=14.65m
B=L×cos55°=14.65×0.574=8.41m
γ=2.5（t/m3）（巖石容重）
A=1.65（m）（錨桿水平間距）
F=0.1（滑動(dòng)面內(nèi)磨擦系數(shù)）
巖石重力W=H？B？A？γ/2
=12×8.41×1.65×2.5/2
=208（t）
F=F？L？A=0.1×14.65×1.65=2.42（t）
應(yīng)用工程錨桿拉力N=K？P
K=1.3（抗滑安全系數(shù)）
P=錨桿抗滑拉力
F=巖體抗滑磨擦力
根據(jù)滑動(dòng)面應(yīng)力分析圖建立平衡方程式，
Psin70°×tan35°+Pcos70°+F-Wcos55°+Wcos55°×tan35°=0
整理后，得：
P=[（sin55°-cos55°×tan35°）-F]/（in70°×tan35°+cos70°）
=[208（0.819-0.574×0.7）-2.42]/（0.94×0.7+0.342）
=84.4
N=kp=1.3×84.4=109.72t
tan35°=tan⊙--為內(nèi)磨擦角。
2、錨桿鋼筋計(jì)算
Ag=K1？N/δg？K2=1.4×109720/3400×0.9=50.2（cm2）
K1-軸心受拉基本安全系數(shù)
K2-附加安全系數(shù)
實(shí)際采用錨桿鋼筋
二排3@25Ag=14.73×2=29.46（cm2）
二排3@22Ag=11.4×2=22.8（cm2）
一排3@20Ag=9.41（cm2）
錨筋合計(jì)面積61.67（cm3）＞50.2（cm2）
滿足要求。
3、錨固長(zhǎng)度驗(yàn)算
實(shí)際鋼筋應(yīng)力
δg=K1？N/Ag=1.4×109720/61.67=2491kg/（cm2）
最大使用鋼筋錨桿
3@25Ag=14.73（cm2）
錨桿拉力N1‘=Ag？δg=14.73×2491=36.70t
L=5m（錨桿固定錨固段）
τ=2kg/（cm2）（水泥砂漿與巖石的粘結(jié)力）
實(shí)際錨固力 N1=πDτL
=3.14×12.5×2×500
=39.25t＞36.7t
滿足要求
4、鉚釘計(jì)算按局部承壓驗(yàn)算采用C28砼
取 β=3
Ra=175kg/（cm3）
Uc=0.75（局部抗壓強(qiáng)度修正系數(shù)）
K=2.65（局部抗壓安全系數(shù)）
Ad=60×60=3600（cm2）
Nc=βRaAdUc/K=3×175×3600×0.75/2.65
=534.9（t）＞N1（t）
滿足要求
七、小結(jié)
錨桿以其用料省，工郊快，施工方便，在國(guó)外已被廣泛應(yīng)用于防滑護(hù)坡工程，隨著深基礎(chǔ)工程不斷增多，特別是深基礎(chǔ)工程的鄰近舊有建筑，公路干線、管線，開(kāi)挖不能放坡時(shí)，它的動(dòng)用將給施工帶來(lái)極大的方便，采用錨桿施工是解決坡頂建筑的安全穩(wěn)定的極好辦法。中二路危改工程乙棟住宅鉚釘式錨桿是錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用的一項(xiàng)成功實(shí)例。
該工程采用鉚釘式錨桿的施工，即解決甲棟住宅的主體施工的安全進(jìn)行，又將滑坡巖體錨固穩(wěn)定，在滑坡體上建造8層住宅，安全、可靠，大量減少土石方開(kāi)挖量，在施工過(guò)程中，未產(chǎn)生危巖體垮蹋。乙棟住宅基礎(chǔ)邊坡采用鉚釘式錨桿進(jìn)行護(hù)坡，是一次大膽嘗試，現(xiàn)該建筑已于93年建好，經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的使用，筆者多次現(xiàn)場(chǎng)觀察，基礎(chǔ)和邊坡未見(jiàn)異常，效果很好。
錨桿施工工藝在巖土錨固工程應(yīng)用，前途廣泛，安全可靠，特別在危巖處理，擋土墻的邊坡處理，地下室側(cè)墻處理，以及滑坡治理中，在坡頂建筑安全穩(wěn)定的處理中，經(jīng)濟(jì)性好，減少材料用量，工效快，有著廣闊的發(fā)展前景。
