地鐵工程預應力錨索筋施工工藝工法

1、地鐵工程預應力錨索筋施工工藝工法1 前言1.1 工藝工法概況預應力錨索是基坑圍護結構的加固體系； 是臨時結構， 與鋼支撐 的作用相同。預應力錨固技術自 20世紀 60年代開始引入我國以來， 已在水電等 行業(yè)廣泛應用。后來經過改進，內錨固段采用灌漿 （ 水泥漿或水泥砂 漿），施工方便，錨固力大。預應力錨索的孔深已達到 80n以上，錨固 對象已從巖體擴展到土層和堆積體。 預應力錨索的結構形式和施工工 藝也不斷推陳出新，產生了無粘結預應力錨索、壓力型內錨頭、單孔 多錨頭等技術和工藝。1.2 工藝原理 預應力錨索在深基坑開挖支撐防護體系中應用廣泛。 錨固段內錨 索荷載依靠錨固段預應力鋼絞線與漿體相接觸

2、界面上的粘結應力 , 由 錨固段漸進式的往下傳遞 , 荷載作用時在錨固段上部漿體中拉應力集 中,并沿深度方向衰減。 在預應力錨索中設置一定長度的自由段 , 巖體 對錨固段的錨固力通過自由段傳遞到腰梁及防護樁上并實現(xiàn)受力平 衡。粘結式錨索用于支撐體系一方面由于預應力作用 , 使鉆孔樁與錨 固段間的土體結構呈密實壓縮狀態(tài) ,保持擋護土體的整體性 , 另一方 面由于錨索施加的預應力作用改變了破裂面土體的應力狀態(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，因而對軟弱地層適應性強。2.2 桿體

3、采用無粘結鋼絞線，具有很高的防腐蝕性能，減少了普 通鋼絞線施工時涂油工作，節(jié)省了人力，減少了對環(huán)境的污染，并可 進行二次補償張拉，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內支撐的深 基坑，無止水要求圍護結構的基坑。4 主要引用標準4.1 地鐵設計規(guī)范（ GB50157）4.2 建筑基坑工程技術規(guī)范 （YB9258）4.3 建筑基坑支護技術規(guī)程

4、 （ JGJ120）4.4 建筑機械技術使用安全技術規(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 建筑鋼結構荷載規(guī)范 （GB50009）4.7 建筑鋼結構焊結技術規(guī)程 （JGJ81）4.8 錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范 （GB50086）4.9 巖土錨桿（索）技術規(guī)程 （CESS 22）5 施工方法 預應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 關鍵工序，預應力錨索施工極具時間性和協(xié)調性，錨索打設的時間、 位置及預加力的大小直接關系到深基坑穩(wěn)定的成敗。 錨索打設必須嚴 格滿足設計工況要求。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，自由端的設置等必須符合設計要求。5.1.2 腰梁的加工必須參照設計圖紙進行加工，焊縫質量須符合 相關設計要求。5.2 預應力錨索施工方法5.2.1 按照設計圖紙土方開挖至設計標高后，立即放出孔位位置 及相應標高線。5.2.2 將鉆機固定好，調好相應角度進行鉆孔施工。5.2.3 鉆孔達到設計深度后，拔出鉆桿，將預先制作好的錨索放 入孔內。5.2.4 待錨索安放至預設位置后，進行注漿。5.2.5 待漿液強度達到設計要求時，進行腰梁安裝，固定，相鄰 腰梁要通過焊接在一起使整個腰梁連成一體，共同受力。5.2.6 腰梁安裝到位后，進行張拉，錨定，封錨等相關工作。6 工藝流程及操作要點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6.2操作要點施工準備在施工錨索前應先開挖掉基坑表面的部分土方提供鉆孔作業(yè)面。土方開挖前應查明地下管線情況， 及時進行管線的改移工作。還要事先人工挖出探溝確保機械開挖不傷害未廢棄的管線。開挖采用挖掘機配合運土車進行，保證開挖土方能及時外運，確保施工場地其他機械 的正常施工。開挖的邊坡應人工進行刷坡，保證邊坡的穩(wěn)定。用全站儀進行孔位的放樣。首先應按照設計放出孔口中心，然后 按照設計角度延長到基坑邊坡表面。 在鉆孔前應引出孔位的護樁， 以 便于鉆機就位后確定孔心。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鍵工序。為確保鉆孔效率和 保證鉆孔質量，采用螺旋桿式鉆機。鉆機鉆孔時，按錨索設計長度將 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 出錨索設計長度0.5m左右。鉆孔結束，逐根拔出鉆桿和鉆具，將沖擊 器清洗好備用。用一根聚乙烯管復核孔深，并以高壓風吹孔，待孔內 粉塵吹干凈，且孔深不少于錨索設計長度時，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束后吹孔時， 從孔中吹出的 都是一些小石粒和灰色或黃色團粒而無粉塵， 說明孔內有滲水， 巖粉 多貼附于孔壁，這時，若孔深已夠，則注入清水，以高壓風吹凈，直 至吹

8、出清水；若孔深不夠，雖沖擊器工作，仍有進尺，也必須立即停 鉆，拔出鉆具，洗孔后再繼續(xù)鉆進，如此循環(huán)，直至結束。有時孔內 滲水量大，有積水，吹出的是泥漿和碎石，這種情況巖粉不會糊住孔 壁，應拔出鉆具進行壓力注漿。塌孔、卡鉆的處理。當鉆孔穿越強風化巖層或巖體破碎帶時，往 往發(fā)生塌孔。 塌孔的主要標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，不管鉆進深度如何，都要立即停止鉆進，拔出鉆具，進行固壁注漿，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小時后重新鉆孔。2. 錨孔清理檢驗1）鉆進達到設計深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆 12分鐘，

9、防止孔底尖滅、達不到設計孔徑。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（風壓 0.20.4MPa） 將孔內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 的粘結強度。除相對堅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， 必要時在周圍適當部位設置排水孔處理。 如果設計要求處理錨孔內部 積聚水體，一般采用灌漿封堵二次鉆進等方法處理。2）成孔結束后，須經現(xiàn)場監(jiān)理檢驗合格后，方可進行下道工序。 孔徑、孔深檢查一般采用設計孔徑、 鉆頭和標準鉆桿在現(xiàn)場監(jiān)理旁站 的條件下驗孔，要求驗孔過程中鉆頭平順推進，

10、不產生沖擊或抖動， 鉆具驗送長度滿足設計錨孔深度， 退鉆要求順暢， 用高壓風吹驗不存 明顯飛濺塵碴及水體現(xiàn)象。同時要求復查錨孔孔位、傾角和方位，全 部錨孔施工分項工作合格后，即可認為錨孔檢驗合格。3. 錨索制作與安裝1）錨索采用 1860級高強鋼絞線。應采用切割機進行鋼絞線的切 割，切不可采用電、氣焊切割。鋼絞線的下料場地長度應不小于錨索 的長度。鋼絞線放直過程應有一定的保護措施， 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。對于 鋼絞線的錨固段， 應事先進行除油處理以保證鋼絞線與漿液間的粘結 強度。2）錨索安放前應檢查錨索質量，規(guī)格，長度，滿足設計要求后 方

11、可進行安裝。 為防止鋼絞線端部插入孔壁， 施工前應將鋼絞線端頭 設置擋土板。為保證鋼絞線在孔位中心， 應每隔兩米設置一道定位器。 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 段之間設置堵漿器， 以防止注漿后漿液粘結自由段， 從而保證非錨固 段的自由伸長。3）穿束的同時，應將注漿管連同鋼絞線一同放入孔內。由于采 用二次注漿，應預埋2根注漿管。第一根注漿管端頭距離孔底50cm左 右，應用膠布封堵，以防安放時土體進入管內。注漿時，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， 也不要進入自由段過多。 二次注漿用 的注漿管

12、應在錨固段范圍內， 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，應確保索體組裝滿足設計要求；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，注漿泵的壓力表應經過校核，讀數(shù)能正確反映注漿壓力。注漿所用漿液應嚴格按照配合比現(xiàn)場攪拌。漿 液隨辦隨用，嚴禁使用放置時間過長的漿液。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。灌漿后應用高 壓風疏通注漿管，保證第二次注漿時不堵管。2）待第一次灌漿初凝24h后，可進行二次注漿。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力，同時使錨固體獲得粗糙的表面，從而提高 錨桿與土體間的粘結力，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，應具有補償張拉和松弛的 功能。張拉采用穿心式千斤頂進行，在使用前千斤頂和油泵均需經過 校驗合格方準使用。張拉采用伸長量與張拉力雙控制，以保證張拉的 準確性。錨體張拉,分兩次進行，第一次張拉按五級張拉（即設計噸位 的25% 50% 75% 100

14、% 110%五級），后一級為10分鐘，然后進行鎖 定，鎖定軸力為錨索軸力設計值的0.8倍。第一次張拉后610天根據(jù) 監(jiān)測信息，如預應力明顯損失時，應再進行一次補償張拉 ，以便補償 錨索的松弛和地層的蠕變等因素造成的預應力損失。2）張拉作業(yè)應在錨固體達到80滋計強度后進行。張拉前應對張 拉設備進行標定，作為張拉的依據(jù)，并在正式張拉前用10%或20%勺設 計拉力進行張拉，以便錨索各部位接觸緊密，索體完全順直。錨索張 拉時,對地表面加強觀測，以免土體脹起。張拉時必須有施工技術人員 在場，并作好張拉記錄，保證張拉質量。在張拉完成后，需要對自由 段進行補漿，保證自由段的鋼絞線受到水泥漿的防腐保護，同時填

15、充周圍土體。7勞動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重要的作用。為了保證每天的施工進度，需配備如下勞動力：表2勞動力配置表序號工序人數(shù)備注1錨索制作、安裝10鋼絞線下料、錨索制作、倒運、安裝2鉆孔、錨索注漿8鉆機定位、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)場用電設施的使用及維護6測量人員r 6基坑監(jiān)測、錨索定位7安全員2負責現(xiàn)場全面安全工作8文明施工班6現(xiàn)場衛(wèi)生8主要機具設備表3主要機具設備序號備注回轉式鉆機frjB鉆孔設備2YT-2Sft230. Gt

16、u1臺14擠壓式樂漿泵Bl25015砂漿披拌機400Lf?16電動油爲2B4/50ft1張世設爺7張拉千斤頃YCD-201張拉詢備8千斤礦YCI300B1張拉設備9質量控制9.1各工序質量控制要點錨索施工質量控制的重要環(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，錨孔孔徑不小于150mm錨索鋼絞線必須滿足設計與國家的有關規(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彎半徑不小 于5m穿索時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 量。灌漿使用的漿液配合比需經實驗確定， 要保證灌漿質量。張拉前, 要重點審查內

17、錨固段水泥砂漿強度實驗報告， 墊墩安裝實驗驗收合格 證等資料；應對錨索進行單根鋼絞線張拉，是錨索各鋼絞線受力均勻， 張拉要分級張拉。張拉結束后，要盡快進行外錨固段灌漿，以對錨索 進行長期保護。張拉段灌漿必須保證封填密實。9.2易出現(xiàn)的質量問題錨索進漿管堵塞。錨索張拉伸長值超標（超出計算值-5 %, +10%）。9.2.3 錨索夾片滑動或鎖定回縮量超標。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。多次簡單地重復施灌， 往往延誤工期，造成浪費，效益也提高不多。9.2.6 錨孔圍巖灌漿遇地質條件差而發(fā)生嚴重串孔。9.2.7 鉆孔時滲漏水。9.2.8 鉆孔時塌孔或者卡

18、鉆。9.3 保證措施9.3.1 錨索進漿管堵塞。 對進漿管已堵塞的錨索采取補設回漿管、 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 （超出計算值 -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。若確認為地質原因造成伸長值異常，可保留使用，否則應整束 錨索返工。9.3.3 錨索夾片滑動或鎖定回縮量超標。出現(xiàn)異常的原因包括： 個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，單根鋼絞線補償張拉等。9.3.4 錨索張拉段灌漿情況異常。 在灌漿過程經常遇到裂隙漏漿、 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。多次簡單地重復施灌， 往往延誤工期，造成浪費， 效益也提高不多。如遇一次施灌效果不能 滿足設計要求時，可采用提高水泥細度，改善漿液可灌性，或改用化學灌漿9.3.6 當錨孔圍巖灌漿遇地質條件差而發(fā)生嚴重串孔時，將形成 大面積承受灌漿壓力的危險局面，對抗滑、抗傾覆穩(wěn)定極其不利，故 灌漿應優(yōu)先采用單孔單灌， 即灌完一個孔再鉆相鄰孔。 若效果仍未達 到設計要求，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 內沉淀。2. 先臨時

20、封堵相鄰孔。待灌漿結束后，再對相鄰孔進行掃孔。嚴 重串孔時，需會同監(jiān)理、設計人員共同研究，制定有效的補救措施。9.3.7 在鉆孔過程中或鉆孔結束后吹孔時，從孔中吹出的都是一 些小石粒和灰色或黃色團粒而無粉塵， 說明孔內有滲水， 巖粉多貼附 于孔壁，這時，若孔深已夠，則注入清水，以高壓風吹凈，直至吹出 清水；若孔深不夠，雖沖擊器工作，仍有進尺，也必須立即停鉆，拔 出鉆具，洗孔后再繼續(xù)鉆進，如此循環(huán)，直至結束。有時孔內滲水量 大，有積水，吹出的是泥漿和碎石，這種情況巖粉不會糊住孔壁，應 拔出鉆具進行壓力注漿。9.3.8 塌孔、卡鉆的處理。當鉆孔穿越強風化巖層或巖體破碎帶 時，往往發(fā)生塌孔。塌孔的主要標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，不管鉆 進深度如何，都要立即停止鉆進，拔出鉆具，進行固壁注漿，注漿壓 力采用0.4MPa,漿液為水泥砂漿和水玻璃的混合液，24小時后重新鉆10 安全措施10.1 主要安全風險分析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