全砂層錨桿施工技術(shù)

全砂層錨桿施工技術(shù)關(guān)鍵詞：全砂層錨桿施工多功能鉆機(jī)套管跟進(jìn)泥漿護(hù)壁摘要：本文主要對(duì)沙特取排水口項(xiàng)目四層、多方向、全砂層條件下兩種傾斜角度的錨桿施工進(jìn)行簡單介紹，得出在全砂層地質(zhì)條件下進(jìn)行較深的錨桿施工，可以采用多功能鉆機(jī)套管跟進(jìn)工藝并配以泥漿護(hù)壁措施的經(jīng)驗(yàn)，并希望此經(jīng)驗(yàn)?zāi)軐?duì)以后類似工程施工提供有益借鑒。1.工程概況及特點(diǎn)沙特取排水口項(xiàng)目總合同額約合3500萬美元。主要工作內(nèi)容包括臨時(shí)水上回填、陸上永久回填、地連墻、降水、錨桿、取排水結(jié)構(gòu)物（含底板、大隔墻9道、小隔墻36道、頂板預(yù)制、頂板現(xiàn)澆、設(shè)備基礎(chǔ)）、翼墻、水母池、永久護(hù)岸、混凝土大板等。該項(xiàng)目的取水口結(jié)構(gòu)物位于+4.0m～-9.8m，基坑開挖前須進(jìn)行地下連續(xù)墻施工，開挖時(shí)地下連續(xù)墻需錨桿支護(hù)，地下連續(xù)墻長195.48m，高17.3~18m，厚1.0m，共設(shè)計(jì)1~4層錨索，總計(jì)397根，長度為15m~38m，其中臨時(shí)錨索152根，傾斜角度為20°，永久錨索245根，角度為20°和0°度。錨桿施工是取排水項(xiàng)目的一個(gè)難點(diǎn)，錨桿數(shù)量多，密度大，砂層成孔極為困難，防腐要求高（50年）。2.主要施工工藝方法2.1預(yù)埋錨桿導(dǎo)向PVC管地連墻施工時(shí)要按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)位置預(yù)埋Φ160mmPVC管。PVC管預(yù)埋要嚴(yán)格控制角度和位置并固定牢靠。PVC管道要滿足承壓要求，必要是灌砂增強(qiáng)。2.2鉆進(jìn)施工工藝2.2.1土方開挖，鉆孔就位。利用挖掘機(jī)進(jìn)行土方開挖以進(jìn)行逐層錨桿施工。注意不同角度錨桿對(duì)鉆機(jī)高度的要求不同。單個(gè)錨桿施工工藝流程如圖2.2-1所示，泥漿循環(huán)系統(tǒng)如圖2.2-2所示。張拉錨固錨座安裝二次注漿材料、設(shè)備準(zhǔn)備及報(bào)驗(yàn)張拉錨固錨座安裝二次注漿材料、設(shè)備準(zhǔn)備及報(bào)驗(yàn)錨索制作一次注漿錨索安裝鉆孔與成孔錨索制作一次注漿錨索安裝鉆孔與成孔錨座制作錨座制作驗(yàn)收驗(yàn)收封錨封錨圖2.2-1單個(gè)錨桿施工工藝流程圖2.2-2泥漿循環(huán)系統(tǒng)2.2.2套管鉆進(jìn)工藝多功能錨桿鉆機(jī)采用的是套管跟進(jìn)工藝。每根鋼套管長2m，根據(jù)鉆進(jìn)深度不斷加套管，并用膨潤土泥漿護(hù)壁，水平孔位允許偏差：水平方向100mm，垂直方向50mm，傾斜度允許偏差為3%，孔深應(yīng)超過設(shè)計(jì)長度0.5m，終孔后清孔至孔口流出的水不含細(xì)砂為止。2.3錨索制作及安放2.3.1錨索材料根據(jù)預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)拉力，采用φ15.24鋼絞線2~3根（1860MPa）。臨時(shí)錨桿采用普通鋼絞線，永久錨桿采用環(huán)氧涂層鋼絞線。2.3.2下料按設(shè)計(jì)施工圖紙要求的尺寸或?qū)嶋H鉆孔深度使用砂輪片切割機(jī)下料。實(shí)際切割下料長度=實(shí)際孔深+錨具厚度+張拉設(shè)備工作長度+千斤頂以外的外露長度+錨墩厚度。穿防腐套前要對(duì)鋼鉸線的表面進(jìn)行再次檢查，不適用有缺陷的鋼鉸線。2.3.3編制錨索按設(shè)計(jì)錨索結(jié)構(gòu)圖編制錨索，沿錨束的軸線方向每隔2m設(shè)置一個(gè)定位支架，使每根鋼絞線保持順直不交叉，并在錨索的中心布置Ф20mmPVC注漿管，在錨固段與張拉段交接位置處安裝灌漿阻塞器，在錨索的底部端頭套上導(dǎo)向帽，永久錨索再套上波紋管。（圖2.3.3-1錨索大樣圖）圖2.3.3-1錨索大樣圖2.3.4錨索安放錨索檢驗(yàn)合格后采用人工安裝錨索。下錨過程注意保護(hù)錨索附件，保證在將錨束體推至預(yù)定深度后，注漿管暢通完好。如若注漿管不通時(shí)應(yīng)拔出錨索體處理暢通后重新安放。2.3.5灌漿2.3.5.1灌漿材料水泥漿采用OPCTYPEI42.5水泥拌制。2.3.5.2灌漿配合比（重量比）水泥漿水灰比為0.38～0.40。采用純水泥漿液進(jìn)行灌注，水泥：水：外加劑=1袋水泥(50kg):19kg水:309ml外加劑或者0.0526kg水泥:1kg水:16.263ml外加劑.外加劑為BASF的MASTERFLOW(緩凝劑+減水劑)。3天的結(jié)石強(qiáng)度不低于30Mpa。2.3.5.3注漿方式錨索安裝后，通過與錨索捆綁在一起Φ20mmPVC灌漿管，用高壓灌漿泵進(jìn)行灌漿,錨索應(yīng)采用兩次注漿工藝，第一次為常壓注漿，注漿壓力0.5～0.8MPa。待第一次注漿完成初凝后立即進(jìn)行第二次注漿（一般為2～3小時(shí)），第二次注漿為高壓注漿，瞬時(shí)注漿壓力應(yīng)不小于2.0MPa，主要控制注漿飽滿度，注漿體28d的強(qiáng)度不應(yīng)低于50MPa。2.3.6鋼絞線的張拉及鎖定2.3.6.1張拉準(zhǔn)備張拉前先對(duì)擬投入使用的張拉千斤頂和壓力表必須進(jìn)行配套標(biāo)定，并繪制出油表壓力與千斤頂張拉力的關(guān)系曲線圖。安裝錨具及千斤頂，連接液壓系統(tǒng)，仔細(xì)檢查各系統(tǒng)的運(yùn)行情況，確保無誤后開始進(jìn)行張拉。2.3.6.2張拉機(jī)具預(yù)應(yīng)力錨索使用YCQ-150B型千斤頂對(duì)錨索進(jìn)行整束張拉。2.3.6.3張拉施工錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后方可進(jìn)行張拉鎖定。每根錨索均應(yīng)按設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)張拉,然后卸荷至鎖定荷載進(jìn)行鎖定。每根永久錨索要求首先張拉至設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行檢查，滿足要求后再正式張拉至預(yù)應(yīng)力荷載。張拉流程為：張拉至設(shè)計(jì)荷載：墻面砂漿找平→安裝混凝土墊塊→安裝鋼墊板和鎖固鐵塊(無夾片)→安裝穿心千斤頂并上夾片→開啟千斤頂送油閥分級(jí)張拉至設(shè)計(jì)荷載并記錄伸長量→開啟千斤頂回油閥放張→卸下千斤頂張拉至預(yù)應(yīng)力荷載：墻面砂漿找平→安裝混凝土墊塊→安裝鋼墊板和鎖固鐵塊并安裝夾片→安裝穿心千斤頂并安裝夾片→開啟千斤頂送油閥張拉至設(shè)計(jì)荷載并記錄伸長量→開啟千斤頂回油閥放張→卸下千斤頂3.相關(guān)設(shè)計(jì)資料3.1錨桿設(shè)計(jì)強(qiáng)度的確定（1）在咨工提供的初步設(shè)計(jì)中，已經(jīng)明確了每種型號(hào)的錨索的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力，設(shè)計(jì)最小強(qiáng)度（表3.1-1咨工初步設(shè)計(jì)錨索參數(shù)）作為“設(shè)計(jì)荷載”。（2）建立支撐模型，利用天漢軟件中的“極限平衡法”和“彈抗力法”分別計(jì)算出每個(gè)錨桿的荷載，并選擇較大值，作為“計(jì)算荷載”。(圖3.1-1計(jì)算模型簡圖)（3）建立計(jì)算表格，選擇“設(shè)計(jì)荷載”和“計(jì)算荷載”中的較大值作為采用荷載，根據(jù)公式La>KNt/πDfmgψ，計(jì)算出錨固長度La，其中，La--錨桿錨固長度(m)K--錨桿錨固體的抗拔安全系數(shù)Nt--錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值（kN）fmg--錨固段注漿體與地層間的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）D--錨桿錨固段的鉆孔直徑（mm）ψ--錨固長度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響系數(shù)表3.1-1咨工初步設(shè)計(jì)錨索參數(shù)錨桿編號(hào)計(jì)算荷載(KN)咨工設(shè)計(jì)荷載(KN)采用荷載(KN)錨索數(shù)量預(yù)應(yīng)力(KN)K值D-錨桿外徑(m)Fmg(Kpa)ψ錨固長度La(m))自由長度(m)計(jì)算總長度(m)原設(shè)計(jì)最小長度(m)采用長度(m)DDW11GA-1352.0250.0352.021711.80.12140.00.620.08.628.630.0301GA-2338.0367.0367.032391.80.12140.00.620.96.627.525.027.31GA-3324.0437.0437.033101.80.12180.00.619.34.323.620.0241GA-4301.0367.0367.032391.80.12200.00.614.61.616.212.016計(jì)算出錨固長度，加上自由段長度，為錨桿“計(jì)算總長度”，再與原設(shè)計(jì)最小長度相比，選出較大值，作為最終的錨桿采用長度。(表3.1-2DW1錨桿計(jì)算表)表3.1-2DW1錨桿計(jì)算表圖3.1-1計(jì)算模型簡圖3.2槽口型型地連墻錨錨桿沖突問問題3.2.1錨桿桿沖突錨桿沖突指的是是槽口型地地連墻在折折角處，兩兩邊20°傾斜的錨錨桿均向地地連墻折角角內(nèi)側(cè)延伸伸而導(dǎo)致碰碰到了一起起，設(shè)計(jì)中中出現(xiàn)的這這種情況是是無法施工工的(圖3.2..1-1錨桿沖突突簡圖)。圖3.2-1錨桿桿沖突簡圖圖在考慮施工難度度及設(shè)計(jì)要要求的條件件下，與咨咨工溝通變變部分20度傾角錨錨桿為水平平錨桿，解解決了這一一棘手問題題。3.3錨桿防防腐問題咨工原設(shè)計(jì)的錨錨桿為VSL環(huán)氧鋼絞絞線+防腐波紋紋管?？紤]慮到砂層20°傾角，鉆機(jī)機(jī)成孔非常常困難，極極易塌孔。我施工方方一直主張張改為自進(jìn)進(jìn)中空錨桿桿，自進(jìn)中中空式錨桿桿(圖3.3.22-1)，由由于其在施工過過程中會(huì)旋旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，會(huì)會(huì)破壞表面面的防腐涂涂層，如何何解決50年防腐，成成了一件很很棘手的問問題。后建建議改為不不銹鋼錨桿桿，咨工不不同意，原原因一是不銹鋼的的力學(xué)性能能不符合要要求，二是是國內(nèi)外尚沒有不銹銹鋼為材料料做成的自自進(jìn)式錨桿桿。咨工建建議采用超超級(jí)二相不不銹鋼作為為材料，不不需涂層即即可使用，經(jīng)經(jīng)過與國內(nèi)內(nèi)廠家聯(lián)絡(luò)絡(luò)，需要至至少2個(gè)月生產(chǎn)產(chǎn)，1個(gè)月運(yùn)抵抵沙特，時(shí)時(shí)間上不允允許。圖3.3.2-11自進(jìn)中空空式錨桿經(jīng)過反復(fù)比較發(fā)發(fā)現(xiàn)只能回回到鉆機(jī)鉆鉆孔，鋼絞絞線+波紋管錨錨桿的方法法上來，擬擬采用鋼套套管跟進(jìn)成成孔，為解解決塌孔無無法鉆進(jìn)的的問題增加加膨潤土泥泥漿護(hù)壁措措施。此種種方式由于于采用膨潤潤土泥漿護(hù)護(hù)壁，初始始時(shí)擔(dān)心由由于泥漿壁壁有潤滑效效果，會(huì)降降低錨桿體體與周圍砂砂層的摩擦擦力，從而而降低抗拉拉強(qiáng)度，導(dǎo)導(dǎo)致嚴(yán)重質(zhì)質(zhì)量問題，然然后經(jīng)過千斤頂頂張拉檢驗(yàn)驗(yàn)，抗拉強(qiáng)強(qiáng)度仍然滿滿足設(shè)計(jì)荷荷載要求，最終此工藝藝在砂層里里鉆孔進(jìn)行行錨桿施工工，獲得了了成功。4.施工質(zhì)量、工工程效果施工過程中質(zhì)量量控制良好好，施工比比較順利，質(zhì)質(zhì)量問題較較少，錨桿桿的張拉強(qiáng)強(qiáng)度也全都都滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求。整整個(gè)錨桿施施工工程，最終滿足了設(shè)計(jì)、質(zhì)量、安全等要求，成功地完成了沙特取排水項(xiàng)目難度最大的分項(xiàng)工程，贏得了咨工、業(yè)主的信任和贊賞。5.工效分析錨桿數(shù)：3977根；OVMEESC155錨索：300500米；波紋管長長度：100660米；灌漿量（M50）：約300方。采用多功功能全方位位錨桿地質(zhì)質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行行錨桿施工工，速度快快，工效高高，工藝成成熟。順利利時(shí)一根錨錨桿施工時(shí)時(shí)間通常不不超過1小時(shí)。但但由于受設(shè)設(shè)備老化，配配件不足，維維修困難的的影響，平平均每天只能施工8根錨桿。在今后的的施工中工工效還有進(jìn)進(jìn)一步的提提升空間。6.經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)訓(xùn)a．超前策劃，充分分調(diào)研市場場，尋找優(yōu)優(yōu)秀分包商商。b.對(duì)設(shè)計(jì)和方案要要進(jìn)行超前前精細(xì)考慮慮，盡早與與咨工溝通通，減少工工期延誤。c.敢思敢想，大膽膽溝通，優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與與施工方案案。比如變變西側(cè)水平平錨桿鉆孔孔灌漿方案案為直接開開挖埋設(shè)方方案，變更更錨桿傾斜斜角度，取取消轉(zhuǎn)角處處錨桿等。d．精心施工，精細(xì)細(xì)管理，加加強(qiáng)分包管管理和質(zhì)量量及安全教教育，加強(qiáng)強(qiáng)過程控制制，避免出出現(xiàn)低級(jí)錯(cuò)錯(cuò)誤。如超超鉆致使錨錨索全部落落入孔中、二二次壓降不不及時(shí)、