地鐵工程預(yù)應(yīng)力錨索筋施工工藝工法

1、地鐵工程預(yù)應(yīng)力錨索筋施工工藝工法1 前言1.1 工藝工法概況預(yù)應(yīng)力錨索是基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的加固體系； 是臨時(shí)結(jié)構(gòu)， 與鋼支撐 的作用相同。預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)自 20世紀(jì) 60年代開始引入我國以來， 已在水電等 行業(yè)廣泛應(yīng)用。后來經(jīng)過改進(jìn)，內(nèi)錨固段采用灌漿 （ 水泥漿或水泥砂 漿），施工方便，錨固力大。預(yù)應(yīng)力錨索的孔深已達(dá)到 80n以上，錨固 對(duì)象已從巖體擴(kuò)展到土層和堆積體。 預(yù)應(yīng)力錨索的結(jié)構(gòu)形式和施工工 藝也不斷推陳出新，產(chǎn)生了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索、壓力型內(nèi)錨頭、單孔 多錨頭等技術(shù)和工藝。1.2 工藝原理 預(yù)應(yīng)力錨索在深基坑開挖支撐防護(hù)體系中應(yīng)用廣泛。 錨固段內(nèi)錨 索荷載依靠錨固段預(yù)應(yīng)力鋼絞線與漿體相接觸

2、界面上的粘結(jié)應(yīng)力 , 由 錨固段漸進(jìn)式的往下傳遞 , 荷載作用時(shí)在錨固段上部漿體中拉應(yīng)力集 中,并沿深度方向衰減。 在預(yù)應(yīng)力錨索中設(shè)置一定長度的自由段 , 巖體 對(duì)錨固段的錨固力通過自由段傳遞到腰梁及防護(hù)樁上并實(shí)現(xiàn)受力平 衡。粘結(jié)式錨索用于支撐體系一方面由于預(yù)應(yīng)力作用 , 使鉆孔樁與錨 固段間的土體結(jié)構(gòu)呈密實(shí)壓縮狀態(tài) ,保持擋護(hù)土體的整體性 , 另一方 面由于錨索施加的預(yù)應(yīng)力作用改變了破裂面土體的應(yīng)力狀態(tài) , 從而保 證開挖基坑邊坡土體的自穩(wěn)能力。2 工藝工法特點(diǎn)2.1 漿體受壓，加大了被錨固體的受壓范圍，使錨固體和被錨固 體能夠提供更高更穩(wěn)定的錨固力拉力，因而對(duì)軟弱地層適應(yīng)性強(qiáng)。2.2 桿體

3、采用無粘結(jié)鋼絞線，具有很高的防腐蝕性能，減少了普 通鋼絞線施工時(shí)涂油工作，節(jié)省了人力，減少了對(duì)環(huán)境的污染，并可 進(jìn)行二次補(bǔ)償張拉，有效的延長了錨固體的壽命。2.3 安裝錨索后可一次性全孔注漿，簡化了注漿工序。2.4 可以最大限度的減少破碎巖體的挖方刷坡，以較小的投入即 可以達(dá)到理想的加固效果，成本低，效益高，在深基坑加固中較其它 加固類型可以節(jié)約投資 20%左右。3 適用范圍多適用于圍巖類型好的地層、 有空間要求及無法架設(shè)內(nèi)支撐的深 基坑，無止水要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑。4 主要引用標(biāo)準(zhǔn)4.1 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（ GB50157）4.2 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范 （YB9258）4.3 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程

4、 （ JGJ120）4.4 建筑機(jī)械技術(shù)使用安全技術(shù)規(guī)范 （ JGJ33）4.5 建筑工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范 （BG50104）4.6 建筑鋼結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009）4.7 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊結(jié)技術(shù)規(guī)程 （JGJ81）4.8 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范 （GB50086）4.9 巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程 （CESS 22）5 施工方法 預(yù)應(yīng)力錨索施工與基坑土方開挖是深基坑施工密不可分的兩道 關(guān)鍵工序，預(yù)應(yīng)力錨索施工極具時(shí)間性和協(xié)調(diào)性，錨索打設(shè)的時(shí)間、 位置及預(yù)加力的大小直接關(guān)系到深基坑穩(wěn)定的成敗。 錨索打設(shè)必須嚴(yán) 格滿足設(shè)計(jì)工況要求。5.1 鋼絞線、腰梁的加工制作過程5.1.1 鋼絞線的根

5、數(shù)， 長度，自由端的設(shè)置等必須符合設(shè)計(jì)要求。5.1.2 腰梁的加工必須參照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行加工，焊縫質(zhì)量須符合 相關(guān)設(shè)計(jì)要求。5.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工方法5.2.1 按照設(shè)計(jì)圖紙土方開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，立即放出孔位位置 及相應(yīng)標(biāo)高線。5.2.2 將鉆機(jī)固定好，調(diào)好相應(yīng)角度進(jìn)行鉆孔施工。5.2.3 鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，拔出鉆桿，將預(yù)先制作好的錨索放 入孔內(nèi)。5.2.4 待錨索安放至預(yù)設(shè)位置后，進(jìn)行注漿。5.2.5 待漿液強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，進(jìn)行腰梁安裝，固定，相鄰 腰梁要通過焊接在一起使整個(gè)腰梁連成一體，共同受力。5.2.6 腰梁安裝到位后，進(jìn)行張拉，錨定，封錨等相關(guān)工作。6 工藝流程及操作要點(diǎn)6.1

6、施工工藝流程11扎村料扯置炸閉1F錨喘竝寸問鞫醉裔下訓(xùn)4嶽世沙眾卷魯F程小規(guī)披心岬洞試1如苗同盡訂笊F水說浄據(jù)憐強(qiáng)6.2操作要點(diǎn)施工準(zhǔn)備在施工錨索前應(yīng)先開挖掉基坑表面的部分土方提供鉆孔作業(yè)面。土方開挖前應(yīng)查明地下管線情況， 及時(shí)進(jìn)行管線的改移工作。還要事先人工挖出探溝確保機(jī)械開挖不傷害未廢棄的管線。開挖采用挖掘機(jī)配合運(yùn)土車進(jìn)行，保證開挖土方能及時(shí)外運(yùn)，確保施工場地其他機(jī)械 的正常施工。開挖的邊坡應(yīng)人工進(jìn)行刷坡，保證邊坡的穩(wěn)定。用全站儀進(jìn)行孔位的放樣。首先應(yīng)按照設(shè)計(jì)放出孔口中心，然后 按照設(shè)計(jì)角度延長到基坑邊坡表面。 在鉆孔前應(yīng)引出孔位的護(hù)樁， 以 便于鉆機(jī)就位后確定孔心。6.2.2 施工步驟1

7、. 鉆孔1）鉆孔是錨索施工中控制工期的關(guān)鍵工序。為確保鉆孔效率和 保證鉆孔質(zhì)量，采用螺旋桿式鉆機(jī)。鉆機(jī)鉆孔時(shí)，按錨索設(shè)計(jì)長度將 鉆孔所需鉆桿擺放整齊，鉆桿用完，孔深也恰好到位。鉆孔深度要超 出錨索設(shè)計(jì)長度0.5m左右。鉆孔結(jié)束，逐根拔出鉆桿和鉆具，將沖擊 器清洗好備用。用一根聚乙烯管復(fù)核孔深，并以高壓風(fēng)吹孔，待孔內(nèi) 粉塵吹干凈，且孔深不少于錨索設(shè)計(jì)長度時(shí)，拔出聚乙烯管，塞好孔 口。2）兩種特殊情況的處理滲水的處理。 在鉆孔過程中或鉆孔結(jié)束后吹孔時(shí)， 從孔中吹出的 都是一些小石粒和灰色或黃色團(tuán)粒而無粉塵， 說明孔內(nèi)有滲水， 巖粉 多貼附于孔壁，這時(shí)，若孔深已夠，則注入清水，以高壓風(fēng)吹凈，直 至吹

8、出清水；若孔深不夠，雖沖擊器工作，仍有進(jìn)尺，也必須立即停 鉆，拔出鉆具，洗孔后再繼續(xù)鉆進(jìn)，如此循環(huán)，直至結(jié)束。有時(shí)孔內(nèi) 滲水量大，有積水，吹出的是泥漿和碎石，這種情況巖粉不會(huì)糊住孔 壁，應(yīng)拔出鉆具進(jìn)行壓力注漿。塌孔、卡鉆的處理。當(dāng)鉆孔穿越強(qiáng)風(fēng)化巖層或巖體破碎帶時(shí)，往 往發(fā)生塌孔。 塌孔的主要標(biāo)志是從孔中吹出黃色巖粉， 夾雜一些原狀 的（非鉆頭碎的、非新鮮的、無光澤的）石塊，這時(shí)，不管鉆進(jìn)深度如何，都要立即停止鉆進(jìn)，拔出鉆具，進(jìn)行固壁注漿，注漿壓力采用0.4 MPa，漿液為水泥砂漿和水玻璃的混合液，24小時(shí)后重新鉆孔。2. 錨孔清理檢驗(yàn)1）鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆 12分鐘，

9、防止孔底尖滅、達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯， 必須清理干凈，在鉆孔完成后，使用高壓空氣（風(fēng)壓 0.20.4MPa） 將孔內(nèi)巖粉及水體全部清除出孔外， 以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體 的粘結(jié)強(qiáng)度。除相對(duì)堅(jiān)硬完整之巖體錨固外，不得采用高壓水沖洗。 若遇錨孔中有承壓水流出， 待水壓、水量變小后方可下安錨筋與注漿， 必要時(shí)在周圍適當(dāng)部位設(shè)置排水孔處理。 如果設(shè)計(jì)要求處理錨孔內(nèi)部 積聚水體，一般采用灌漿封堵二次鉆進(jìn)等方法處理。2）成孔結(jié)束后，須經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行下道工序。 孔徑、孔深檢查一般采用設(shè)計(jì)孔徑、 鉆頭和標(biāo)準(zhǔn)鉆桿在現(xiàn)場監(jiān)理旁站 的條件下驗(yàn)孔，要求驗(yàn)孔過程中鉆頭平順推進(jìn)，

10、不產(chǎn)生沖擊或抖動(dòng)， 鉆具驗(yàn)送長度滿足設(shè)計(jì)錨孔深度， 退鉆要求順暢， 用高壓風(fēng)吹驗(yàn)不存 明顯飛濺塵碴及水體現(xiàn)象。同時(shí)要求復(fù)查錨孔孔位、傾角和方位，全 部錨孔施工分項(xiàng)工作合格后，即可認(rèn)為錨孔檢驗(yàn)合格。3. 錨索制作與安裝1）錨索采用 1860級(jí)高強(qiáng)鋼絞線。應(yīng)采用切割機(jī)進(jìn)行鋼絞線的切 割，切不可采用電、氣焊切割。鋼絞線的下料場地長度應(yīng)不小于錨索 的長度。鋼絞線放直過程應(yīng)有一定的保護(hù)措施， 防止鋼絞線彈出傷人。 鋼絞線的下料長度為：錨索長度錨具厚度 +千斤頂工作長度。對(duì)于 鋼絞線的錨固段， 應(yīng)事先進(jìn)行除油處理以保證鋼絞線與漿液間的粘結(jié) 強(qiáng)度。2）錨索安放前應(yīng)檢查錨索質(zhì)量，規(guī)格，長度，滿足設(shè)計(jì)要求后 方

11、可進(jìn)行安裝。 為防止鋼絞線端部插入孔壁， 施工前應(yīng)將鋼絞線端頭 設(shè)置擋土板。為保證鋼絞線在孔位中心， 應(yīng)每隔兩米設(shè)置一道定位器。 在放入錨索前，用PV（軟管包裹鋼絞線自由段，并在錨固段和非錨固 段之間設(shè)置堵漿器， 以防止注漿后漿液粘結(jié)自由段， 從而保證非錨固 段的自由伸長。3）穿束的同時(shí)，應(yīng)將注漿管連同鋼絞線一同放入孔內(nèi)。由于采 用二次注漿，應(yīng)預(yù)埋2根注漿管。第一根注漿管端頭距離孔底50cm左 右，應(yīng)用膠布封堵，以防安放時(shí)土體進(jìn)入管內(nèi)。注漿時(shí)，邊灌邊拔第 一根注漿管。 第一次的注漿量采用測量與注漿量相互校核的辦法， 確 保注漿范圍不低于錨固段長度， 也不要進(jìn)入自由段過多。 二次注漿用 的注漿管

12、應(yīng)在錨固段范圍內(nèi)， 每隔兩米做一米長的花管， 花管孔眼為 8mm以便于漿液的分散。4）錨索體放入鉆孔前，應(yīng)確保索體組裝滿足設(shè)計(jì)要求；注漿管 隨錨索一同放入鉆孔，注漿管頭部距孔底為 50100mm索體放入角 度與鉆孔角度保持一致； 索體插入孔內(nèi)的深度不小于錨索長度的 95%， 索體安放后不得隨意敲擊。圖2錨索示意圖4. 注漿1）注漿采用專用的注漿泵，注漿泵的壓力表應(yīng)經(jīng)過校核，讀數(shù)能正確反映注漿壓力。注漿所用漿液應(yīng)嚴(yán)格按照配合比現(xiàn)場攪拌。漿 液隨辦隨用，嚴(yán)禁使用放置時(shí)間過長的漿液。第一次常壓灌漿，注漿 壓力為0.5Mpa。注漿數(shù)量采用孔深量測與計(jì)算理論注漿量雙控制。首 次注漿以封閉錨固段且侵入自由

13、段長度小于1米為宜。灌漿后應(yīng)用高 壓風(fēng)疏通注漿管，保證第二次注漿時(shí)不堵管。2）待第一次灌漿初凝24h后，可進(jìn)行二次注漿。二次注漿的注漿 壓力宜為2.0Mpa。利用高壓注漿的劈裂作用，使錨固體的直徑變大， 增加了土中的徑向壓應(yīng)力，同時(shí)使錨固體獲得粗糙的表面，從而提高 錨桿與土體間的粘結(jié)力，提高錨桿的承載力。5. 錨索的張拉1）錨具由錨環(huán)、夾片和承壓板組成，應(yīng)具有補(bǔ)償張拉和松弛的 功能。張拉采用穿心式千斤頂進(jìn)行，在使用前千斤頂和油泵均需經(jīng)過 校驗(yàn)合格方準(zhǔn)使用。張拉采用伸長量與張拉力雙控制，以保證張拉的 準(zhǔn)確性。錨體張拉,分兩次進(jìn)行，第一次張拉按五級(jí)張拉（即設(shè)計(jì)噸位 的25% 50% 75% 100

14、% 110%五級(jí)），后一級(jí)為10分鐘，然后進(jìn)行鎖 定，鎖定軸力為錨索軸力設(shè)計(jì)值的0.8倍。第一次張拉后610天根據(jù) 監(jiān)測信息，如預(yù)應(yīng)力明顯損失時(shí)，應(yīng)再進(jìn)行一次補(bǔ)償張拉 ，以便補(bǔ)償 錨索的松弛和地層的蠕變等因素造成的預(yù)應(yīng)力損失。2）張拉作業(yè)應(yīng)在錨固體達(dá)到80滋計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。張拉前應(yīng)對(duì)張 拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，作為張拉的依據(jù)，并在正式張拉前用10%或20%勺設(shè) 計(jì)拉力進(jìn)行張拉，以便錨索各部位接觸緊密，索體完全順直。錨索張 拉時(shí),對(duì)地表面加強(qiáng)觀測，以免土體脹起。張拉時(shí)必須有施工技術(shù)人員 在場，并作好張拉記錄，保證張拉質(zhì)量。在張拉完成后，需要對(duì)自由 段進(jìn)行補(bǔ)漿，保證自由段的鋼絞線受到水泥漿的防腐保護(hù)，同時(shí)填

15、充周圍土體。7勞動(dòng)力組織錨索施工工序較多，包含測量定位、成孔、錨索制作安裝、腰梁 制作安裝、注漿、張拉等工序，合理組織勞力起著至關(guān)重要的作用。為了保證每天的施工進(jìn)度，需配備如下勞動(dòng)力：表2勞動(dòng)力配置表序號(hào)工序人數(shù)備注1錨索制作、安裝10鋼絞線下料、錨索制作、倒運(yùn)、安裝2鉆孔、錨索注漿8鉆機(jī)定位、成孔、封堵、一次注漿、二次注漿3腰梁加工及安裝P 20下料、加工、安裝4錨索張拉4張拉、鎖定5電工3現(xiàn)場用電設(shè)施的使用及維護(hù)6測量人員r 6基坑監(jiān)測、錨索定位7安全員2負(fù)責(zé)現(xiàn)場全面安全工作8文明施工班6現(xiàn)場衛(wèi)生8主要機(jī)具設(shè)備表3主要機(jī)具設(shè)備序號(hào)備注回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)frjB鉆孔設(shè)備2YT-2Sft230. Gt

16、u1臺(tái)14擠壓式樂漿泵Bl25015砂漿披拌機(jī)400Lf?16電動(dòng)油爲(wèi)2B4/50ft1張世設(shè)爺7張拉千斤頃YCD-201張拉詢備8千斤礦YCI300B1張拉設(shè)備9質(zhì)量控制9.1各工序質(zhì)量控制要點(diǎn)錨索施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)是控制孔斜，孔斜誤差不得 大于孔深的2%深度偏差在10cm以內(nèi)，錨孔孔徑不小于150mm錨索鋼絞線必須滿足設(shè)計(jì)與國家的有關(guān)規(guī)定，鋼絞線不能 有銹蝕，防止油、水等污染。穿索施工場地需滿足錨索轉(zhuǎn)彎半徑不小 于5m穿索時(shí)要盡可能保證綁扎的回漿管在孔道上方。錨固段灌漿是保證張拉受力的重要工序必須保證施工質(zhì) 量。灌漿使用的漿液配合比需經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定， 要保證灌漿質(zhì)量。張拉前, 要重點(diǎn)審查內(nèi)

17、錨固段水泥砂漿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 墊墩安裝實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收合格 證等資料；應(yīng)對(duì)錨索進(jìn)行單根鋼絞線張拉，是錨索各鋼絞線受力均勻， 張拉要分級(jí)張拉。張拉結(jié)束后，要盡快進(jìn)行外錨固段灌漿，以對(duì)錨索 進(jìn)行長期保護(hù)。張拉段灌漿必須保證封填密實(shí)。9.2易出現(xiàn)的質(zhì)量問題錨索進(jìn)漿管堵塞。錨索張拉伸長值超標(biāo)（超出計(jì)算值-5 %, +10%）。9.2.3 錨索夾片滑動(dòng)或鎖定回縮量超標(biāo)。9.2.4 錨索張拉段灌漿情況異常。9.2.5 錨孔圍巖灌漿，一般只施灌一次。多次簡單地重復(fù)施灌， 往往延誤工期，造成浪費(fèi)，效益也提高不多。9.2.6 錨孔圍巖灌漿遇地質(zhì)條件差而發(fā)生嚴(yán)重串孔。9.2.7 鉆孔時(shí)滲漏水。9.2.8 鉆孔時(shí)塌孔或者卡

18、鉆。9.3 保證措施9.3.1 錨索進(jìn)漿管堵塞。 對(duì)進(jìn)漿管已堵塞的錨索采取補(bǔ)設(shè)回漿管、 利用原回漿管灌漿、提高灌漿壓力等方式處理。9.3.2 錨索張拉伸長值超標(biāo) （超出計(jì)算值 -5 ，+10） 。出現(xiàn)伸長 值異常的原因包括： 錨固段裂隙串漿使張拉段縮短， 巖石裂隙受壓閉 合等。若確認(rèn)為地質(zhì)原因造成伸長值異常，可保留使用，否則應(yīng)整束 錨索返工。9.3.3 錨索夾片滑動(dòng)或鎖定回縮量超標(biāo)。出現(xiàn)異常的原因包括： 個(gè)別批次的錨具夾片加工缺陷、 鋼絞線被粉塵沾染等。 處理方法包括： 卸荷后更換夾片重新張拉，單根鋼絞線補(bǔ)償張拉等。9.3.4 錨索張拉段灌漿情況異常。 在灌漿過程經(jīng)常遇到裂隙漏漿、 堵管等異常

19、情況，可采取封堵裂隙、延長灌漿時(shí)間等方式處理。9.3.5 錨孔圍巖灌漿，一般只施灌一次。多次簡單地重復(fù)施灌， 往往延誤工期，造成浪費(fèi)， 效益也提高不多。如遇一次施灌效果不能 滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用提高水泥細(xì)度，改善漿液可灌性，或改用化學(xué)灌漿9.3.6 當(dāng)錨孔圍巖灌漿遇地質(zhì)條件差而發(fā)生嚴(yán)重串孔時(shí)，將形成 大面積承受灌漿壓力的危險(xiǎn)局面，對(duì)抗滑、抗傾覆穩(wěn)定極其不利，故 灌漿應(yīng)優(yōu)先采用單孔單灌， 即灌完一個(gè)孔再鉆相鄰孔。 若效果仍未達(dá) 到設(shè)計(jì)要求，則采用：1. 充水平壓。 將串通的孔逐孔充水， 也可阻塞孔口使孔內(nèi)積水低 壓循環(huán)，既可減少串漿可能，又可將小量串漿立即沖出去，避免在孔 內(nèi)沉淀。2. 先臨時(shí)

20、封堵相鄰孔。待灌漿結(jié)束后，再對(duì)相鄰孔進(jìn)行掃孔。嚴(yán) 重串孔時(shí)，需會(huì)同監(jiān)理、設(shè)計(jì)人員共同研究，制定有效的補(bǔ)救措施。9.3.7 在鉆孔過程中或鉆孔結(jié)束后吹孔時(shí)，從孔中吹出的都是一 些小石粒和灰色或黃色團(tuán)粒而無粉塵， 說明孔內(nèi)有滲水， 巖粉多貼附 于孔壁，這時(shí)，若孔深已夠，則注入清水，以高壓風(fēng)吹凈，直至吹出 清水；若孔深不夠，雖沖擊器工作，仍有進(jìn)尺，也必須立即停鉆，拔 出鉆具，洗孔后再繼續(xù)鉆進(jìn)，如此循環(huán)，直至結(jié)束。有時(shí)孔內(nèi)滲水量 大，有積水，吹出的是泥漿和碎石，這種情況巖粉不會(huì)糊住孔壁，應(yīng) 拔出鉆具進(jìn)行壓力注漿。9.3.8 塌孔、卡鉆的處理。當(dāng)鉆孔穿越強(qiáng)風(fēng)化巖層或巖體破碎帶 時(shí)，往往發(fā)生塌孔。塌孔的主要標(biāo)志是從孔中吹出黃色巖粉，夾雜一 些原狀的（非鉆頭碎的、非新鮮的、無光澤的）石塊，這時(shí)，不管鉆 進(jìn)深度如何，都要立即停止鉆進(jìn)，拔出鉆具，進(jìn)行固壁注漿，注漿壓 力采用0.4MPa,漿液為水泥砂漿和水玻璃的混合液，24小時(shí)后重新鉆10 安全措施10.1 主要安全風(fēng)險(xiǎn)分析10.1.1 腰梁吊裝安全10.1.2 錨索下料，索體安裝安全10.1.3 錨索張拉安全10.2 保