深基坑支护锚杆在高水位砂层地质中施工工法

1、深基坑支护锚杆在高水位砂层地质施工工法威海建设集团股份张猛 郭清云 孙显辰 孙明晶1、前言随着我国经济的高速开展,建筑行业也迅速开展,建筑工程所面对 的施工条件越来越复杂,新技术的应用越来越多.对于沿海地区来说, 地下水位高,地质条件复杂,深基坑支护中经常会用到锚杆支护,但在 地下水位高的松散砂地层施工时,常常存在涌水、涌砂、塌孔等问题, 导致成孔困难,甚至引起周边地层下陷,严重危害基坑周围其他设施如 道路、建筑物等的平安.2、工法特点采用正循环泥浆护壁,套管跟进的钻进方法,钻至设计孔深,下1*7 中5钢绞线,进行一次注浆,拔套管,二次注浆.该工艺的主要特点为采 用套管成孔,预防传统泥浆护壁成

2、孔的塌孔现象,保证成孔质量,进而 保证整个锚杆的施工质量.3、适用范围此工法主要适用于地下水位高,地质为松散砂地层的基坑支护工程. 其他不易成孔的地质条件可以参考本工法.4、工艺原理工艺原理：传统钻孔做法当钻杆钻穿护坡及止水帷幕后,即遇砂层 和地下水,在回转钻机的搅动下产生动水压力而形成流砂,孔内垮孔严 重.采用浓泥浆和水泥浆护壁,钻至设计深度,刚拔出钻杆,孔内已经 被垮坍的流砂回填,钢绞线根本无法放入孔内.本工法采用套管直接成 型后进行第一次注浆,边拔套管边注浆,改变传统的成孔方式,待一次 注浆初凝后进行二次注浆,有效保证成孔质量.传统工艺施工成孔照片5、施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流

3、程施工准备一一土方开挖一一修整边壁一一定位放线一一钻机就位一接钻杆一一校正孔位一一调整角度一一翻开水源一一用150 mm三翼合金尖钻头开孔,钻穿止水帷幕搅拌桩一一换用110mm套管钻头及跟进的套管下至中150孔内,正循环钻至设计孔深一一冲洗一一插入钢 绞线和注浆管一一埋入式一次注浆一一二次注浆一一质量检验一一后 续施工5.2 操作要点5.2.1 施工前准备根据地质勘察报告,判断工程所在区域的地下水位,基坑周边设置 降水井,进行降水,各种机械设备安装到位运转正常,所需各种材料全 部按方案到位.5.2.2 测量放线用经纬仪将规划放线点引至基坑内,根据建筑物的位置,留出 5m 的施工作业面锚杆施工机

4、械操作面,将锚杆的定位点施放出,并将每 个锚杆的中央点做明显标识,同时做好主要轴线的留设,便于后期施工 时的校验.5.2.3 各主要工序的施工流程5.2.3.1 用150 mm三翼合金尖钻头在止水帷幕搅拌桩上开孔.止水帷幕搅拌桩上开孔图片5.2.3.2 换用110mm 套管钻头及跟进的套管下至中150孔内,正循 环钻至设计孔深.110mm套管钻头套管钻进5.2.3.3 终孔后,考虑到起拔套管将引起砂层垮坍回填钻孔而无法下 入注浆管,所以采用埋入式注浆.埋入式注浆是将注浆管绑扎钢绞线上. 成孔后,将绑扎注浆管杆体事先插入钻孔内,为预防起拔套管后,坍垮 的砂堵塞注浆管底口.绑扎前,要在二次注浆管的

5、底管下部约2m长左右的周侧钻10500的出浆孔,并用胶带将注浆口封闭,以保证被砂掩 埋时注浆管能顺利出浆.埋入注浆管的内径为 25mm壁厚1.5mm的软 塑管,埋入时用扎丝将软塑管沿锚杆全长绑扎于杆体上,并在孔外留1m左右的充裕长度,以连接注浆泵注浆.下锚索及注浆管图片5.2.3.4 采用BW250注浆泵注浆,水泥浆采用 P.O42.5水泥,水灰 比为0.55, 一次注浆的水泥量约 300kg/m 3, 一次注浆后,将一次注浆 管及套管分别拔出,套管拔出过程中要预防将钢绞线及二次注浆管带出.5.2.3.5 待一次灌注的水泥浆初凝后进行二次注浆,二次注浆压力2.0-2.5Mpa,水泥用量约为 4

6、00kg/m 3.6、材料与设备6.1设备：钻孔设备为GS-150型钻机、BW250注浆泵6.2材料：预应力锚杆的主筋采用1*7中5钢绞线,一次注浆料使用水泥浆采用P.O42.5水泥,水灰比为0.55, 一次注浆的水泥量约 300kg/m 3,二次注浆料水泥用量约为 400kg/m 3.内径为25mm壁厚 1.5mm的软塑注浆管.7、质量限制1.1 锚杆质量要求1.1.1 锚杆钢绞线必须经过防腐处理.1.1.2 锚杆的抗拔力必须满足设计要求.1.1.3 锚杆长度允许偏差为士 30mm.1.2 钻孔质量要求1.2.1 钻孔位置允许偏差为士 100mm.1.2.2 钻孔倾斜度偏差为士 1 

7、6;.1.3 浆体材料质量要求1.3.1 一次注浆,水泥浆采用 P.O42.5水泥,水灰比为0.55, 一次 注浆的水泥量不小于300kg/m 3.1.3.2 二次注浆压力2.0-2.5Mpa,水泥用量不小于为400kg/m 3.1.3.3 注浆量应大于设计算量.1.3.4 浆体强度等级应符合设计要求8 平安举措8.1 严格执行各项平安法规、平安技术规程的各项规定组织施工,做到平安文明施工.8.2 应对操作人员进行平安教育,掌握和了解平安操作规程,做好安 全技术交底工作,严禁违章作业.进入施工现场必须带好平安帽,禁穿“三鞋,禁止赤脚、光背.8.3 施工现场临时用电采用TN-S系统,严格要求使用

8、五芯电缆配电, 系统采用“三级配电两级保护,实行“一机、一闸、一漏、一箱制度, 配电箱进出线设在配电箱下端.8.4 施工现场材料应堆放整洁,剩料严禁随意丢弃,做到工完料清 易燃品应隔离堆放,保证施工平安.8.5 电工、焊工应持证上岗,机械安装人员需经平安交底和试操作后 方可全面施工.8.6 手持电开工具必须经试运围正常才能投入使用,并装好漏电保护 器.9 环保举措9.1 尽量预防在周边居民休息期间施工, 搭设隔音棚,将噪音污染控 制到最低点.9.2 锚杆施工过程中产生的泥浆,不得流入城市管网内,可在基坑中 央挖一大深坑,通过自然沉淀方式,循环利用.9.3 施工过程中,为预防粉尘污染,搭设搅拌棚

9、,对使用完的水泥袋 注意收集.9.4 对进出场车辆进行清洗,预防将土带到城市道路上.10 效益分析一是此工法施工简便,所使用的材料均为常见材料,无需消耗大量 的材料采购费用；二是施工方法简单易行,无需聘请高技术人才,一般 操作人员经过简单培训后均可操作；三是简化了施工程序,节省了施工 时间,进而缩短工期、增加效益,四是一次成孔率高,预防返工,节省 人力及物力.11 应用实例威海宝泉广场工程位于原体育场旧址,场地范围东至海滨路,西至 新威路,南至新规划的宝泉路,北至昆明路,地处市区繁华地段,交通 便利.该工程规划用地面积约为 10650平方米,建筑面积约36.3万平 方米.威海宝泉广场基坑二期工程开挖深度为自然地坪以下约10.6米,基坑支护采用截水帷幕+土钉墙支护方案,局部采用桩锚施工.根据 ?威海 大操场拆迁改造工程岩土工程勘察报告?,其中锚杆施工主要在第层中 细砂,场地地下水主要为第四系孔隙潜水、承压水及基岩裂隙水,地下水位埋深 2.30-3.20m ,标高为-0.76-1.51m ,场区地下水位年变幅 0.5-1.0m.威海宝泉广场第二标段基坑支护的第一排土钉采用中22/25螺纹钢,倾角5 ,锚固体直径中110, 土钉长度12m/16m/18m,开孔位置位于绝对标高+1.5m,第二道土钉采用1*7中5钢绞线,倾角10° ,长度 16m/