錨索施工方案比選與施工方法介紹

1、錨索施工方案比選與施工方法介紹工程概況1.1總體工程簡介深圳地鐵會展中-市民中心區(qū)間位于深圳市中心區(qū)，南接會展中心站，北接市民中心站。整個區(qū)間分為區(qū)間正線和西北聯(lián)絡線兩段，區(qū)間正線設計起訖里程為SSK3+058.375-SSK3+683.615，全長625.24m，西北聯(lián)絡線為深圳地鐵東西 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=走向 走向的一號線和南北 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=走向 走向的四號線的聯(lián)絡通道，設計起訖里程為LNSK0+50.788-LNSK0+446.304，全長395.516m。區(qū)間正線設計為單洞雙線馬蹄形結(jié)構(gòu)，采用雙側(cè)

2、壁導坑法和中洞法（位于深南大道下的25m段）施工，西北聯(lián)絡線設計為單洞單線馬蹄形結(jié)構(gòu)，采用弧形導坑法施工，區(qū)間正線與西北聯(lián)絡線分岔處(里程SSK3+248.144-SSK3+303.144)55m段采用明挖法施工。1.2明挖基坑工程介紹區(qū)間正線與西北聯(lián)絡線分岔處55m段設計采用明挖法施工，以作為深圳地鐵一期工程的鋪軌基地之一。本明挖基坑設計平面結(jié)構(gòu)形式為梯形，長邊長21.011m，短邊長13.534m，基坑開挖深度為23.5424.42m，基坑圍護結(jié)構(gòu)采用人工挖孔樁咬合樁，樁徑4m，樁長31m，咬合50mm，樁數(shù)共計112根，并于樁頂設置高1.2m的混凝土冠梁?；又误w系采用 HYPERLI

3、NK /list_C151010.htm 鋼管支撐(600mm16mm)與預應力錨索相結(jié)合方式，即基坑南北兩側(cè)為 HYPERLINK /list_C151010.htm 鋼管支撐，中間30m段采用錨索支撐，錨索采用35股75鋼絞線，錨索孔徑為150mm，錨索鎖定拉力取設計軸力的50-80。明挖基坑范圍內(nèi)工程地質(zhì)為上覆第四系全新統(tǒng)人工堆積層、沖擊層、第四系殘積層，下伏燕山期花崗巖。根據(jù)地質(zhì)斷面所揭露的資料表明，挖孔樁從上往下穿越地質(zhì)層為：素填土、粘土、砂質(zhì) HYPERLINK /baike/detail.asp?t=粘性土 粘性土、礫質(zhì) HYPERLINK /baike/detail.asp?t

4、=粘性土 粘性土、花崗巖(全 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=風化 風化、強 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=風化 風化)?；拥叵滤话促x存條件分為第四系 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=孔隙 孔隙潛水和 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=基巖 基巖 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=裂隙水 裂隙水。第四系 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=孔隙 孔隙潛水主要賦存在第四系 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=

5、粘性土 粘性土層、砂層、殘積土層中。 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=基巖 基巖 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=裂隙水 裂隙水主要賦存花崗巖 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=風化 風化層 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=節(jié)理 節(jié)理裂隙內(nèi)，由于 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=節(jié)理 節(jié)理裂隙分布不均勻，各處含水性和 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=透水性 透水性差異較大，局部略具承壓性。2錨索施工方案的比選2.1原設計錨索施工方

6、案根據(jù)原設計，明挖基坑共設置了7排錨索，每掃瞄索共計38根，東、西兩側(cè)各設19根，同排同側(cè)相鄰兩根錨索之間的水平間距為1.5m，七排錨索呈梅花形布置，即第1、3、5、7排錨索平面位置相同，第2、4、6排錨索平面位置相同，上下相鄰兩排錨索的平面位置相互錯開750mm。7排錨索的相關(guān)設計參數(shù)見下表：表1原設計錨索相關(guān)設計參數(shù)表按此設計，在施工圍護柚時需預埋中150mm的 HYPERLINK /list_C151010.htm 鋼管，作為錨索預埋孔道。但根據(jù)錨索的平面布置，每根錨索與圍護樁的相對位置都不同，且在預埋 HYPERLINK /list_C151010.htm 鋼管時需將 HYPERLIN

7、K /list_C151010.htm 鋼管位置處的圍護樁主筋截斷，同一根圍護樁需截斷7處。按此設計方案，勢必帶來如下不利之處：(1)因圍護樁主筋截斷7處，主筋連接就依靠主筋與 HYPERLINK /list_C151010.htm 鋼管的焊接連接，降低了圍護樁的受力性能；(2)在施工圍護樁主筋時，需預埋錨索的孔道 HYPERLINK /list_C151010.htm 鋼管，預埋 HYPERLINK /list_C151010.htm 鋼管定位十分困難；(3)圍護樁主筋截斷后，其連接依靠主筋與 HYPERLINK /list_C151010.htm 鋼管的焊接連接，為確保預埋 HYPERLI

8、NK /list_C151010.htm 鋼管與 HYPERLINK /list_C032010.htm 鋼筋的牢固連接，則需在孔內(nèi)焊接，而在孔內(nèi)焊接嚴重違反施工安全操作規(guī)范，不可能實施。2.2變更后的錨索施工方案鑒于錨索原設計施工方案的以上情況和本次錨索支撐對于基坑安全的重要性，本著確保錨索施工質(zhì)量的目的，施工單位會同業(yè)主、設計、監(jiān)理四方召開了幾次現(xiàn)場會議，討論變更錨索施工方案。經(jīng)過充分考慮錨索支撐自身的受力特性、施工要求及實際施工時的困難后，決定將原錨索施工方案作如下調(diào)整：(1)將各排錨索的平面位置調(diào)為一致，即每根錨索都位于圍護樁的咬合部位中心處，這樣，就將原設計的每排38根錨索變?yōu)槊颗?

9、2根，七排錨索共增加28根；(2)原設計錨索的相關(guān)設計參數(shù)(即每排錨索的 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=孔深 孔深、總長、自由段長度、錨固段長度、張拉段長度、 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=傾角 傾角、鋼絞線規(guī)格、鋪軌期間最大設計軸力、埋深、豎向間距等）均維持不變；(3)為避免錨索間距過小產(chǎn)生群錨效應，則每排錨索均采用梅花形布置，即將原設計的混凝土腰粱寬度擴大1倍，同排相鄰兩根錨索的斜向間距保持1.5m，如圖1所示。在經(jīng)過以上變更后，既避免了在圍護樁內(nèi)預埋 HYPERLINK /list_C151010.htm 鋼管，保證了圍護樁的受

10、力性能，同時，又使錨索的間距達到了不產(chǎn)生群錨效應的最低要求，施工時直接按測量放線位置鉆孔即可。3預應力錨索支撐施工方法及工藝流程根據(jù)明挖基坑的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況及施工工期的要求，錨索施工采用目前國內(nèi)最先進的德國進口HD(HD-70，HD-90)系列 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=鉆機 鉆機，該 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=鉆機 鉆機特點是施工時受地質(zhì)變化影響較小，成孔速度快，一般土層成孔時間為2h(鉆孔30m深)，不足之處是施工時需水量大，須做好排水工作。錨索施工工藝流程詳見圖2。圖2錨索施工工藝流程圖3.1施工準備錨索施工緊接

11、基坑土方開挖進行，基坑土方開挖采取分層開挖，當每層土方開挖至錨索孔位下0.5m高程時，平整開挖面后進行錨索施工。根據(jù)HD鉆帆的特點， HYPERLINK /baike/detail.asp?t=鉆機 鉆機的工作面寬度不小于7m，施工時東西兩側(cè)各設置一臺鉆機同時施鉆。施工用電采用交流電，功率80kW，用水使用自來水，用100mm水管分兩個50mir HYPERLINK /list_C151030.htm 閥門通向基坑。因施工時用水量大，因此，正式鉆進前，須于基坑內(nèi)設置好排水溝，并于基坑中部南、北兩側(cè)各設置一個泥漿沉淀池。3.2錨位開孔測量放點定出錨索孔位后，于孔位上支設開孔機(HD鉆帆 HYPE

12、RLINK /baike/detail.asp?t=鉆頭 鉆頭無法穿破圍護樁樁身混凝土)，調(diào)整好角度，開孔直徑為160mm。錨位開孔應提前進行，以確保錨索施工進度。3.3鉆孔錨索開孔施工完成后，即可移動鉆機就位進行鉆孔作業(yè)。HD系列鉆機采用 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=套管 套管跟進水沖法作業(yè)，機內(nèi)配置高壓 HYPERLINK /list_C151040.htm 泵及可沖擊 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=鉆頭 鉆頭，土壤在高壓水沖擊 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=鉆頭 鉆頭及推進力的作用下沖散成孔，泥漿

13、及水沿套筒周邊涌出，反復沖擊，形成擴大頭錨桿，能更有力地保證錨索的支撐作用。錨索鉆孔時，孔間水平方向允許偏差為10mm，垂直方向允許偏差為50mm，鉆孔傾斜允許偏差為3， HYPERLINK /baike/detail.asp?t=孔深 孔深應超過錨索設計長度0.51.0m，終孔后清孔要徹底，并立即插入錨索 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=灌漿 灌漿。3.4錨索制作與下放錨索用75鋼絞線制作，在乎坦無泥的加工場加工，每根鋼鉸線誤差小于50mm。錨固段每隔2.0m設個架線環(huán)，用火燒絲綁扎牢固。架線環(huán)形式應根各鉆機的施工工藝相適應，以利于施工。HD鉆機系列采用 HYPE

14、RLINK /baike/detail.asp?t=套管 套管跟進作業(yè)，用塑料圓盤作為架線環(huán)易與 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=套管 套管接頭相卡，鐵制的錨頭在下錨時易損壞套管內(nèi)壁，所以HD鉆機施工中的錨索在原設計的基礎(chǔ)上加以改進：架線環(huán)形狀改為 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=流線 流線性，換掉鐵制錨頭，改為用較軟材料包裹錨頭，錨索自由段套人塑料管保護，兩端應裹嚴密，防止漏入水泥漿。錨索加工檢驗合格完后，方可下放。桿體放人孔內(nèi)后，外露張拉長度1.5m(以樁外邊為準)。3.5注漿為了提高錨索受力，一次注漿與二次注漿都使用純水泥漿，水灰比

15、0.5(設計一次注漿水灰比為0.38-0.45的水泥砂漿)，攪漿用水為自來水，水泥為425#普通 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=硅酸鹽水泥 硅酸鹽水泥。3.5.1一次注漿HD鉆機的一次注漿分為次常壓注漿和一次高壓注漿兩次進行。一次常壓注漿：用高壓水沖洗鉆孔并安放錨索桿體完成后，即可進行錨索一次注漿，由于注人的水泥漿較孔內(nèi)殘留的泥漿、清水比重大，故能依次將泥漿、清水置換出來，由孔底開始注漿，當孔口冒出的水泥漿與新漿相同時，再繼續(xù)注漿2分鐘即可。一次高壓注漿：撥出一節(jié)套管，在管內(nèi)注滿水泥漿，并在管口加蓋高壓注漿帽，繼續(xù)注漿，管內(nèi)水泥漿在高壓作用下，向錨固端土壤擴散，滲

16、透壓縮周邊 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=土體 土體，穩(wěn)定2分鐘后卸管，再撥出一節(jié)套管，并繼續(xù)上述過程，直至撥管至自由段時停止二步注漿，繼續(xù)撥管至完成。撥管后應注意檢查錨索桿體是否正確。3.5.2二次劈裂注漿二次注漿為劈裂注漿，注漿壓力一般為2.55.0MPa，其目的是再次向錨固區(qū)段注漿，使第一次注漿休被劈裂，漿液在高壓下被壓人孔內(nèi)壁的 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=土體 土體中，使錨索能牢固地錨在巖層中。壓漿管為膠管，在制作鋼絞線就綁扎在鋼絞線中。施工中為了使二次注漿達到設計的效果，在次注漿中必須將錨固段完全注滿漿。3.6張拉鎖定錨

17、索固體的強度大于15Mpa，達到設計強度70時，可進行錨索張拉鎖定。本明挖基坑錨索張拉的時間定為二次注漿后7天進行張拉。張拉時的mt HYPERLINK /baike/detail.asp?t=荷載 荷載應根據(jù)不同的千斤頂進行計算，張拉分預張拉和鎖定張拉兩種，預張拉一般力值為0.1TW、0.5TW、1.0TW(TW為設計 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=荷載 荷載)。4錨索基本試驗及 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=抗拔力 抗拔力試驗對錨索支撐進行基本試驗和 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=抗拔力 抗拔力試驗，

18、以確定錨索的 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=極限承載力 極限承載力，掌握錨索體在不同凝固期(3天、7天、14天)抵抗破壞的安全程度，以便在正式使用錨索結(jié)構(gòu)參數(shù)或改進錨索制作工藝，揭示錨索注漿完成后，錨索 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=抗拔力 抗拔力是否達到滿足設計要求的時限。4.1試驗前期準備工作(1)按試驗要求制作好用于基本試驗(3條)和抗撥力試驗的錨索，并滿足試驗的現(xiàn)場要求；(2)用于基本試驗和抗拔力試驗的錨索的具體位置由設計和監(jiān)理單位在現(xiàn)場指定；(3)在確定的基本試驗錨索注漿滿3天、7天、和14天時，分別進行一根錨索的基本試驗；(4)錨索外露于基坑壁面長度應不少于1.3m，以便