深基坑预应力锚索施工工法

深基坑预应力锚索施工工法1、前 言随着建筑技术的快速发展，地下空间技术越来越得到广泛的应用，基坑深度越来越深，基坑壁同周围既有建筑物（道路）的间距也越来越小，如何在施工过程中保证基坑稳定、既有建筑物（道路）以及拟建建筑物的结构和操作人员的安全，成为工程的关键。句容雨润中央国际广场，位于句容市华阳东路与华阳南路交汇东南角，地下两层。本工程0.00为绝对标高+22.25m，东侧句容市政府路面相对标高+4.20m,其他三侧地面相对标高-0.50m, 坑底相对标高为-12.55m，地下室挖深12.05m16.75m。基坑开挖面积47000m2,支护周长1200m。属深基坑，其基坑周围的土质和环境复杂，基坑周边离原有建筑（道路）太近，基坑的稳定与否将直接影响居民的生活，因此防止基坑周边既有建筑物（道路）发生过量变形与破坏具有相当的技术难题。本项目针对此技术难题展开了技术攻关，采用预应力锚索与钻孔灌注桩组合方法取得良好效果，保证了施工进度。获得显著的社会效益和经济效益。2、工法特点2.1该工法针对离既有建筑物（道路）较近，且基坑深度较深的深基坑，采用预应力锚索与钻孔灌注桩组合方法共同作用，保证周围既有建筑物（道路）的安全。2.2 将深基坑支护工程检测与监控技术应用于施工，利用监控测量指导施工，动态修正挖槽进度和支护参数，确保施工安全快捷。3、适用范围本工法主要适用于临近建筑物（道路）且地质构造复杂的各种深基坑支护工程。4、工艺原理预应力锚索由锚固段、自由段和锚头三部分组成。锚固段位于稳定土体内起到提供锚固力的作用。自由段是连接锚固段的部分，不但起到传递锚固力的作用，而且对锚索锁定提供必要的延伸量。锚头是把拉力施加在腰梁或冠(圈)梁上，并对拉力进行锁定。预应力锚索在基坑开挖前（过程中）预先施加应力进行锁定，该应力通过锚索自由段传递到锚固段，最后有锚固段所在的稳定土体承担，由于提前施加的锚拉力，基坑开挖时护壁桩和其后土体的位移和变形有效地受到限制。1混凝土封锚; 2锚具；3钢垫板；4腰梁；5孔壁;6自由段经防腐处理的钢绞线；7隔离支架；8对中支架；9水泥浆；10注浆管；11裸露钢绞线；12导向帽；5、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1支护结构施工顺序基坑采用明挖顺作法施工，施工方法及主要顺序如下：平整场地测量放线施工双重管高压旋喷桩开挖至冠(圈)梁底0.50m，施工圈梁和第一层锚索圈梁及第一层锚索达到设计强度80%后，基坑分层分块开挖第二层锚索设计高度，是第二层锚索第二层锚索达到设计强度80%后，基坑分层分块开挖第三层锚索第三层锚索达到设计强度80%后，基坑分层分块开挖到底，到底后及时满堂浇注砼垫层至支护结构边待垫层砼达到养护期后，开挖电梯井等局部深坑土方施工地下室底板地下室主体结构至0.00。5.2.2锚索制作安装钢绞线下料长度计算公式：L=a+b+cL钢绞线下料长度,mm;a钢绞线设计长度,mm;b外锚头厚度，mm；c锚具长度（垫板、千斤顶），mm；下料时钢绞线的切割应采用砂轮切割机，禁止用电焊或气割，以免钢绞线头松散及钢绞线受热损伤而降低抗拉强度。为保证钢绞线在孔中处于居中位置，防止自由段产生过大的挠度和插入钻孔时不搅动孔壁并保证钢绞线有足够的保护层，应沿钢绞线间距1.5m套上隔离支架和对中支架，并用铅丝绑扎牢固，在绑扎过程中钢绞线要顺直，不要歪扭，更不要出现相互交错的现象。注浆管居中放置前端距锚索端头500mm，并在注浆管前端开设两对注浆孔。钢绞线前端套上导向帽，并将导向帽牢固的固定在钢绞线上。锚索自由段涂防锈漆两道并用塑料套管包裹，两端用胶带密封防止水泥浆液渗入自由段的塑料套管内。要求组装的锚索整体性好，每根钢绞线上无伤痕，搬运过程中不走形错位，注浆管畅通，锚固段钢绞线无油污。锚索主要配件示意图a)导向帽； b）隔离支架； c）对中支架锚束制作所采用的隔离架、支撑环装置及绑扎方式均不得妨碍张拉与灌浆的施工操作。对中支架必须保证钢绞线处于居中位置，钢绞线四周应有足够的水泥浆保护层厚度，从而提高锚固力。锚索安装应在钻孔验收合格后立即进行，安装时应采用人工通过架体送入孔中完成，注浆管随锚索绑在一起同时放入孔内，放置时要求操作人员均匀用力并按设计的倾角和方位角平顺推进，严禁抖动、扭转和串动防止中途散束和卡阻。在锚索推进预定深度后，检查注浆管是否畅通。5.2.3预应力锚索施工要求1.锚索按建筑边坡工程技术规程GB50330-2002有关要求进行锚杆拉拔试验，便于试验结果调整设计参数。2.锚索的施工顺序为：测量、定位放线钻机钻到设计深度插钢绞线压力灌浆养护施工圈梁焊锚具待圈梁砼强度达到龄期时，锚杆预应力张拉锚头锁定。3.锚索钻孔200mm，间隔布置，锚杆应错开施工，避免锚杆位置冲突；钻孔前应按标高定位，定位偏差不大于20mm，钻孔深度达到设计要求；在土质松散填土中钻孔时应用套管保护孔壁以避免塌孔。钻孔过程中应采取干钻成孔，不可带水钻进。4.锚索注浆采用二次注浆工艺：第一次注浆材料选用水泥砂浆，强度不得低于M25，水泥砂浆配合比为水泥：砂：水=1:0.6:0.45，注浆压力0.20.5MPa直到浆液从孔中溢出。第二次注浆选用纯水泥浆，水灰比0.45，注浆压力为1.52.0MPa，使浆液冲破封口薄膜及初凝砂浆，浆液注入到砂浆和土体之间，达到注浆压力12分钟且孔口有冒浆现象时，即可结束注浆。在第一次注浆结束后2小时或水泥砂浆达到初凝状态时进行第二次注浆。5.当锚固段强度大于15MPa并达到设计强度的75%后方可进行张拉；锚杆张拉顺序应考虑对邻边锚杆的影响；正式张拉前必须对锚杆进行张拉二次，每次张拉力为15KN，是锚杆个部位接触紧密；锚杆张拉荷载要分级逐步施加，不能一下加至锁定荷载。6.应对锚索自由段、锚固段中的钢绞丝及锚端夹具按相关规范中的要求做防腐处理，防腐施工要求按永久性锚杆防腐蚀要求进行。7.锚索采用低松弛高强钢绞丝fpy=1220MPa。5.3检测技术与分析确保工程建设安全的关键是监测基坑周边土体及原有建筑物（道路）的变化情况，及时测量各施工阶段引起的周围土体水平位移和沉降数值，并与分析计算值比较，及时反馈指导施工。5.4劳动力组织 劳动力组织情况表 表5.4序号所需人数备注1管理人员42钻孔人员63钢绞线制作安装及张拉人员94注浆人员46、材料与设备6.1本工程建筑材料要求： 1.水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥；符合国家有关规范要求，并做相应检验；2.本工程图纸中所示A表示HBP300钢，B表示HRB335钢，C表示HRB400钢；钢材采用Q235B及Q345钢3.焊条：HPB300及Q235B采用E43xx型，HRB335及HRB400采用E50xx型。6.2采用的机具设备见下表 机具设备表 序号设备名称设备型号单位数量用途1钻孔机YTH-87台1钻锚孔2空压机VY-12T台1空气压缩3千斤顶YCW-150台1张拉4钢绞线放捆机自制台1放捆5钢绞线切割机GQ40台1钢绞线切割6注浆泵HP-013台1注浆7注浆机UB3台1注浆8拔管机MH-861台1拔管7、质量控制7.1钻孔的孔位、孔深、倾斜度应按设计要求进行严格控制，保证孔位达到设计和规范要求。7.2严格执行“三检”制，作好班组自检，必须作好各工序的施工记录，施工中上道工序不合格或未经监理工程师验收签证的预应力锚索阶段产品，不得进入下一道工序施工。7.3认真做好施工记录，各道工序施工人员必须经培训并经考核合格后方可上岗作业，严禁违章操作。7.4工具锚夹片与工作锚夹片两者不可混用，工具锚夹片使用一般不宜超过10次。工作锚板、限位板和工具锚板之间的钢绞线一定要保持顺直，不能相互扭结，以保证张拉的顺利进行。7.5锚索入孔时索体的弯曲半径必须大于5m。7.6自由段内预应力筋宜采用带塑料套管的双重防腐，塑料套管材料应具有足够的强度，保证其在加工和安装过程中不致损坏，具有抗水性和化学稳定性，且与水泥砂浆和防腐剂接触无不良反应，套管与孔壁间应灌满水泥砂浆或水泥净浆。7.7锚索上安装的各种进回浆管应保持通畅，管路系统耐压值不低于设计灌浆压力的1.5倍。对于张拉合格并锁定后的锚索，在相隔24h至72h时间内，按5%的比例随机抽检锁定吨位。实测值不得大于设计值的5%，并不得小于设计值的3%。7.8灌浆结束标准：（1）、灌浆量大于理论吸浆量；（2）、回浆量比重不小于进浆量，稳压15min，孔内不在吸浆，即进、排浆量一致。7.9封孔灌浆的沉缩部分复灌后不得有脱空现象。8、安全控制8.1操作人员必须持证上岗，并遵守相关操作规程。8.2施工前必须进行安全技术交底。8.3锚束张拉前应对张拉机具进行全面检查，使张拉机具处于完好状态。8.4注浆管路应畅通，不得有堵塞现象，避免浆液喷出伤人。8.5锚束张拉过程中千斤顶出力方向45范围内严禁人员进入，以免飞锚伤人。8.6对基坑及基坑周边既有建筑（道路）的安全成立专门的安全管理领导小组，实行24小时轮流值班，不间断监控，保证其万无一失。8.7夜间施工应有足够的照明。9、环保措施9.1成立施工环境卫生管理机构，在施工过程中严格遵守国家和地方政府的各种有关环境保护的法律、法规和规定，加强对施工燃油、工程材料、机械设备、废水、生产生活垃圾、废渣的控制和治理，按要求做好各种废弃物的处理工作，认真接受环保、城管和交通等各主管部门的指导、检查工作，并将其落实到实处。9.2因为工程在闹市区且离居民楼较近，施工过程中严格按照噪声污染控制措施进行设备机械的购买和租赁，并严禁在规定的不允许施工的时间内进行影响人们生活、学习和休息的工作活动。9.3对工程中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和位移的实施措施，加强施工过程中的监测、应对和验证，同时将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。9.4将施工现场合理布置，规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明，对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工场地、通行道路进行洒水防止尘土飞扬，污染周围环境。10、效益分析这次工法的组织和运用，和基坑支护原设计钢筋混凝土内支撑方案进行经济比较，造价投资1/3，且工期缩短1/2。该预应力锚索支护结构经监测数据分析，基坑边坡和周围建筑物未出现较大的位移和沉降，保证了基坑的安全稳定，消除了施工中最大的安全隐患，满足了规范和设计要求，为工