深基开挖坑锚索支护施工

1、基坑开挖锚索支护施工内容摘要：本文介绍了青岛地铁3号线永平路站围护结构施工锚索支护要求及锚索施工措 施，根据该深基坑采用的锚索支护施工技术，阐述了锚索支护施工过程中钻孔和张拉的施工 工法，为以后同类施工项目在施工中提供了参考和依据。关键词：围护结构锚索施工施工技术要求1、工程概况：永平路站为地下二层10m岛式车站，结构类型为双层双跨箱形框架结构。车站主体总长 179.8m，标准段宽度为18.8m。车站顶板覆土厚度为3.0m4.7m，轨面埋深14.6m17.0m, 底板埋深16.1m18.5m。车站南侧设置2个通道出入口、1个消防专用出入口以及2组风亭。 北侧设置2个通道出入口、1组风亭。车站两

2、端头接矿山法区间。2、工程地质、水文地质情况：2.1工程地质情况通过钻探揭示，场区第四系厚度0.006.50米，主要由第四系全新统人工填土（Q4ml）、 及上更新统洪冲积层（Q3al+pl）组成。场区内基岩以粗粒花岗岩为主，花岗斑岩、煌斑岩 呈脉状穿插其间，受沧口断裂构造影响，糜棱岩砂土状碎裂岩及碎裂状花岗岩较发育。2.2水文地质情况松散土层孔隙水主要分布第四系洪冲积层，属松散层孔隙潜水。洪冲积层孔隙水含水层以第四系砂层及填土层为主，由于第亶层含黏性土粗砾砂呈分 布不连续，厚度变化较大，填土层其厚度变化亦较大，水位埋深也略有起伏，潜水富水性贫 极贫。基岩裂隙水场区受构造作用影响强烈，强风化岩厚

3、度较大，风化裂隙水及构造裂隙水均较发育，其 中风化裂隙水主要赋存于岩石强风化带中。构造裂隙水主要赋存于断裂两侧的构造影响带及 节理裂隙发育带中。基岩裂隙水受基岩的含水性、透水性受岩体的结构、构造、裂隙发育程度等的控制，由 于岩体的各向异性，加之局部岩体破碎、节理裂隙发育，导致岩体富水程度与渗透性也不尽 相同。岩体的节理、裂隙发育地带，地下水相对富集，透水性也相对较好，反之不然。总体 上，基岩裂隙水发育具非均一性。根据勘察期间的水文观测，本场区基岩裂隙水富水性贫。基岩裂隙水水量虽不大，但与第四系孔隙潜水水力联系明显，可按同一水头考虑。总体上，场地内地下水富水性贫，水量不大。根据现场揭露情况来，现

4、场地质情况与地 勘不符，车站东侧含水量较丰富。永平路车站锚索施工永平路站下部围护结构采用锚索和锚杆将钻孔桩和钢管桩通过肋梁锚固的方法支护基 坑，钻孔桩肋梁用双拼28a槽钢，钢管桩肋梁用C30混凝土现浇。锚索水平间距2.4m，钻孔直 径不小于150mm.首先对进场的预应力锚索束及锚具委托有资质的试验单位，做材质及性能试验，然后锚 索施工前在现场进行试验，以检验锚索施工工艺的适应性和设计参数的合理性，试验锚索孔 不少于三个，根据施工效果调整施工工艺及设计参数。锚索施工工艺流程见图1所示。图1锚索施工工艺流程图预应力锚索张拉力试验由于现有工程地质勘察资料不能完全、真实地反映实际地质状况，因此在预应力

5、锚索施 工前通过预应力锚索张拉破坏试验来确定合理的张拉参数。试验钻孔地点取在两根锚索桩之 间，试验采用的钢绞线、水泥砂浆配合比、锚固段孔径等参数与施工时采用的一致。对各孔 破坏荷载进行计算分析，获取了一组符合施工实际的张拉参数，根据该组参数可对锚索桩进 一步优化设计，确保工程安全。钻孔基坑分层开挖到锚索设计位置，从桩间土体处钻孔施作锚索。钻孔前把钻机安装在作业 平台上，调整钻机的位置、倾角，符合要求后进行钻孔。采用QZ-150K潜孔钻机，配20m3/min 静音电动空压机，风动干钻成孔。钻孔作业时应定段检查孔洞前进方向的偏移情况，以便及 时采取措施，确保孔位正确，并记好钻孔内的钻杆节数，以便核

6、准钻孔深度。钻进过程中严 禁冲水。钻孔过程中渗漏水、塌孔处理：遇到渗漏水、塌孔后，立即停钻进行固壁灌浆处理(压力0.10.2MPa)，注浆36 h 后重新扫孔钻进。采用分段加压注浆法:先用0.51.0MPa压力注浆，停止注浆24h后再用1.52.0MPa 压力注浆。注浆后土体与水泥浆形成柱状凝固体。注浆结束48h后再钻进，这样可以有效地 解决钻进过程中的塌孔和缩孔。如采取以上方法仍不能解决问题。则可采用套管跟进的方法成孔。(3 )锚索制安锚索由导向帽、箍筋环、架线环及定位托架、注浆管、止浆塞和排气孔组成，托架间距 按照设计要求设置，见下图2锚索剖面示意图。锚固段和自由段注浆管与锚索一起安设。安

7、 设锚索前，退出钻杆，利用高压风清孔，直至清底干净为止，并经监理检查签认后立即安设锚 索，安设深度不小于锚索长度的95%，且不得超深，以免外露长度不够。图2锚索剖面示意图锚索编束编束前要确保每根钢绞线均匀排列，相互之间不扭不叉，并剔除有死弯、机械损伤及锈 蚀的钢绞线。钢绞线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度工具锚和工作锚的厚 度以及张拉操作余量的总和。钢绞线用砂轮切割机切割，锚索头部设导向帽。锚固段每隔 1.0m安装一对中支架，钢绞线束绑扎在对中支架耳环上。锚索张拉段钢绞线涂满防腐黄油 后，外套9=50 mm塑料波纹管，塑料波纹管与锚固段交接处用胶带扎紧，保证注浆时浆液 不进入张拉段

8、。锚索运输及安装时，各支点间距才2m，转弯半径410m。穿插锚束钢绞线锚固段架线环与紧箍环每隔1m间隔设置，紧箍环系16号铅丝绕制，不少于两圈， 自由段每隔2m设置一道架线环，以保证钢绞线顺直。自由段的钢绞线应当用PVC软管套住 互相分离，以避免锚固体与钢绞线绞接。锚索锚固段注浆注浆管为 25mm塑料管，采用孔底返浆法把浆液送入孔底。注浆材料选用纯水泥浆，并 加入早强剂，注浆体强度不小于25MPa，一次注浆压力为0.5IMPa,并采用二次注浆，注 浆材料选用水灰比为0.450.50的纯水泥浆，注浆压力为23MPa，要稳压2分钟。以上 参数只做参考，具体的注浆压力和注浆量等参数应根据现场地质情况

9、及锚索试验来确定。肋梁锚索端部设置双到槽钢肋梁，肋梁水平向通过钢板焊接成整体，钢肋梁的设置形式见下 图3。图19钢肋梁设置大样图(6 )锚索张拉张拉前准备张拉前先安装承压板、锚固传力装置，并对张拉设备进行检查标定。张拉作业前首先对 张拉机具(张拉千斤顶、高压油泵、压力表)进行标定，并绘制压力表读数与张拉力的关系曲 线，用以指导现场张拉作业。为使钢绞线受力均匀，在成束张拉之前先用小千斤顶对钢绞线 分别进行单根张拉预紧，施5%的设计张拉力。整束锚索正式张拉前取0.10.2倍设计轴 心力预张拉12次，使其各部位接触紧密，锚索完全平直。分级张拉锚索张拉分六级进行，即按设计张拉力的10%、25%、50%

10、、75%、100%及110%逐 级施加预应力。除最后两级各需稳定15min外，其余每次稳定5 min即可，并逐级记录预应 力锚索的伸长值。锚索张拉控制应力5 con不应超过0.65fpt。锚索张拉应力采用双控，预 应力控制为主，伸长量校核。锁定为了克服因锚索滑移、钢绞线松弛、土体蠕变、锚固桩变形及因温度变化而引起预应力 损失，以及为保证每一根桩上的三排锚索均匀受力，当同一根桩上的最后一排锚索张拉6 10d后，再用较大吨位千斤顶对锚索进行一次整体张拉，最后锁定。(7)张拉段注浆及封锚从承压板预留孔插入注浆管直至管口进到锚固段顶面约5Ocm然后开始注浆，边注浆边 向外拔注浆管，直至孔口溢出与注浆端

11、浓度相同的浆液。间隔24h后补浆封口。在锚具外 5cm处用砂轮切割机切断多余钢绞线，在钢垫板及锚具外覆盖水泥砂浆封锚。3.2锚索施工要求对支锚段应先挖至腰梁下500mm，待锚索张拉锁定前，不得超挖下层土方。钻孔前，应根据设计要求定出孔位，作出标记；孔距水平方向允许偏差为100mm， 垂直方向允许偏差为50mm；钻孔倾斜度允许偏差为3%且孔深应超过锚杆长度0.51m。钻孔如遇塌孔土层，可带护壁套管钻进；不宜采用泥浆护壁。锚索除常规材质检验外，还应进行浆体强度检验和抗拔力检验。浆体强度检验试 块数量每30根锚杆不少于一组，每组试块数量砂浆为3块，水泥净浆为6块；抗拔力检验 应在锚固体强度达到设计强

12、度80%以后进行，且检验数量不少于总数的5%，且不得少于最 初施作的3根。锚索张拉前，应对张拉设备、压力表、千斤顶进行标定，锚索承压垫应平整，并 与锚索轴线垂直，千斤顶就位时需注意工具锚、锚环与锚垫板在同一中心线上。锚固体强度 大于30MPa，并达到设计强度80%后方可进行张拉。张拉锚索应按一定的程序进行，张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响，锚索间距 V1.5m时，须考虑群锚效应，采用隔二拉一或隔一拉一的张拉方式进行锁定。锚索锁定后，若发现有明显的预应力损失时应进行补偿张拉。锚索成孔必须采用可靠措施避免缩孔、塌孔。5.本工程施工重难点及相应措施该深基坑锚索支护工程涉及锚索钻孔机张拉，如何确保钻孔的施工质量和锚索张拉的质 量是本工程施工的重难点工程。相应措施如下：（1）对人、机、料、工各因素加以管理和控制，采取循环管理，实现全员、全过程的管 理。（2）认真做好成品、半成品的保护。（3）实行质量“一票否决权”、“合格工程警戒线”的制度，精心组织现场施工。（4）每一道工序严格把关，达到设计要求并经检验认可后