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1、深 基 坑 支 护 技 术张二谦 李纪恒 史秋梅 摘要:中原大化集团煤化工项目煤贮运火车卸煤槽,长160.5m,宽20.4 m,基槽深度12.0m,与栈桥相连处基槽深度达16m,属深基坑,基坑边坡的稳定是保证卸煤槽安全施工的关键。需采取安全可靠的支护措施。关键词:深基坑边坡土钉墙预应力锚杆护坡桩第一章 概述1.0工程概况河南省中原大化集团有限公司煤化工项目一期工程50万吨/年甲醇项目煤贮运火车卸煤槽,属河南省中原大化集团有限公司煤化工项目一期工程(50万吨/年甲醇项目)中的单位工程,本项目位于濮阳市西环路与石化西路交叉口的西南角,厂区总占地面积494910.煤贮运设施位于厂区内,紧邻铁路运输线
2、,设施周边附近无大型建筑物,施工现场较为开阔,设施呈“凹”字型,其外墙定位轴线尺寸为:东西1到25轴线长160.5米,南北B到C轴线宽20.4米,基坑开挖尺寸为外墙定位轴线以外2800mm为基坑坡脚线,基坑开挖深度在1到24轴线之间为12米,24到25轴线之间局部16米,深浅基坑之间以斜坡过渡,高差5.7米.在B轴线24到25轴线之间有一条向南方延伸的坡道,坡道最深处为14米,与水平面夹角为15度.。基坑属深基坑。1.1场地工程地质条件及水文地质条件1.1.1场地工程地质条件1.地形、地貌拟建场地位于河南省濮阳市西环路与石化西路交叉口的西南角,场地原为耕地,场地地面标高53.0m,拟建工程设计
3、室内地坪标高为53.3m,设计室外地坪标高53.0m.地形基本平坦,地貌单元属于黄河冲积泛滥平原区.2.地层结构:场地内土层按其不同的成因,时代及物理力学性质差异划分为10个工程地质单元层,各层特征分述如下:(1)耕土(Q4ml):层底埋深0.3-0.7m,层厚0.3-0.7m.地层呈褐黄色,稍湿,稍密.有砂感.含植物根系.(2)粉土(Q4al):层底埋深1.9-5.3m,层厚1.4-4.9m.地层呈浅黄色-褐黄色,稍湿,稍密中密.摇振反应中等,无光泽,干强度低,韧性低,含灰色和铁染团块.本层含粉砂.本层在场地西部埋深相对较大.(3)粉土(Q4al):层底埋深2.8-6.8m,层厚0.4-2.
4、9m.地层呈灰-灰褐色,湿很湿,稍密中密.稍有粘性.摇振反应中等,干强度中等,韧性中等,见蜗牛壳碎片和小粒径钙质结核,可见褐红色铁染.局部为粉质粘土(淤泥质粉质粘土),湿,软塑可塑,稍有光泽,干强度中等,韧性中等.上部局部见浅层滞水.(4)粉土(Q4al):层底埋深8.7-12.6m,层厚2.6-8.0m.地层呈灰黄色、灰色,稍湿,中密.主要成份为石英、长石、云母,偶见螺壳碎片.本层局部为薄层粉土,在该层顶部局部夹(4)-1层粉土,稍湿,中密,砂性较强.(5)粉砂(Q4al):层底埋深14.0-19.0m,层厚3.0-9.7m.地层呈青灰色、灰色,稍湿,中密.主要成份为石英、长石等,局部夹粉质
5、粘土(粉土)薄层(厚度小于50cm)灰-灰褐色,可塑(稍密).偶见细砂.(6)粉细砂(Q4al):层底埋深21.8-27.5m,层厚3.8-11.7m.地层呈灰色,饱和,密实.自上而下粒径变粗。上部主要为粉砂,下部以细砂为主,偶见中砂,主要成分为石英、长石、云母等,含小粒径砾石,局部夹透镜状粉质粘土、粉土,厚度一般小于50cm,局部为1.7m.(7)粉土夹粉质粘土(Q3al):层底埋深27.3-29.7m,层厚1.7-7.4m.地层呈灰色(浅部)、褐黄色,湿,密实,摇振反应迅速,干强度低,韧性低.含较多钙质结核,局部富集,可见褐色铁质斑纹.本层夹粉质粘土,可塑,稍有光泽,干强度中等,韧性中等.
6、(8)粉土夹粉质粘土(Q3al):层底埋深32.3-34.8m,层厚3.3-6.1m.地层呈褐红色、褐黄色,湿,密实,摇振反应迅速,干强度低,韧性低.含较多钙质结核,局部富集,粒径0.5-3.0cm,大者粒径5.0-8.0cm,夹粉质粘土,可塑.(9)粉土夹粉质粘土(Q3al):层底埋深37.3-40.0m,层厚3.5-6.6m.地层呈褐红色、褐黄色,湿,密实,摇振反应中等,干强度中等,韧性中等,粘性较强.粉质粘土,呈可塑-硬塑状态,稍有光泽,干强度高,韧性高,与粉土呈过渡相变存在.含小粒径钙质结核,有灰色团块及褐色条纹.(10)粉土夹粉质粘土(Q3al):本层未揭穿.地层呈褐黄色,可塑-硬塑
7、状态,稍有光泽,干强度高,韧性高.夹粉土,湿,密实,摇振反应中等,干强度中等,韧性中等,含钙质结核及灰色团块.1.1.2地下水条件地下水埋深17.89-18.25米(标高35.00米左右),据调查,历史最高地下水位约5.0米,近5年最高地下水位约10.0米.雨季时形成上层滞水,水位埋深1.9-5.3米,其标高随第(3)层粉土(局部为粉质粘土、淤泥粉质粘土)层顶标高起伏而变化.濮阳地下水分布广泛,属第四系松散岩类空隙潜水,地下水的补给主要为大气降水.近些年,由于大量开采地下水,年开采量大于补给量,导致地下水逐年下降.附近无地表水系.场地环境类别为类.地下水对混凝土无腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋无
8、腐蚀性(干湿交替环境下).1.1.3不良地质作用本场地无不良地质作用及古墓、暗滨等对工程不利的埋藏物.第二章 基坑支护方案设计2.0设计依据1.建筑基坑支护技术规程JGJ120-992.理正建筑深基坑支护软件3.建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20024.建筑地基基础设计规范GB50007-20025.岩土工程勘察报告2.1要点分析与方案选择2.1.1要点分析本工程位于厂区内,紧邻铁路运输线,设施周边附近无大型建筑物,施工现场较为开阔.根据建设单位要求,本工程工期紧迫,方案在保证安全的前提下,以降低造价和缩短工期为主要目的.基坑开挖深度在1到24轴线之间为12米,24到25轴线
9、之间局部16米,深浅基坑之间4米.在B轴线24到25轴线之间有一条向南方延伸的坡道,坡道最深处为14米,与水平夹角为15度.由于坡道角度平缓,坡道长度较大,总长约60米,坡道的支护对工程造价影响较大,应慎重考虑并分段进行设计.基坑周边环境简单,无永久道路和重要底下管网.第3层粉质粘土层含有浅层地表滞水,其土层地下水渗透系数小,降水困难,应妥当考虑降水方案.2.1.2基坑侧壁安全等级确定根据工程周边环境条件及建筑基坑支护技术规程JGJ120-99中安全等级的划分标准,将本基坑的安全等级定为三级,但由于工期紧迫,支护结构在达不到设计强度湿便投入工作,过快的土方开挖对土压力也会带来不利于基坑安全的影
10、响,且该地区无类似深度的基坑工程实例供类比,因此考虑该不利因素,为慎重起见,基坑安全等级定为二级.2.1.3支护方案选择可供本工程选择的深基坑支护方式主要有土钉墙、桩-锚联合、悬臂桩、内支撑等.根据类似本工程情况的成功工程事例,上部边坡采用土钉墙,下部采用桩锚的土钉墙、桩-锚联合支护采用较多,也较为经济和安全,在16米深的基坑选用.4米以上采用自然放坡素喷混凝土面.坡道部分11米深度以上区段,上部边坡采用土钉墙,下部采用排桩和内支撑联合支护,4米以上采用自然放坡素喷混凝土面.深度在12米以下的基坑,为降低工程造价,选用土钉墙支护,为消除第三层土中局部存在的软塑状粉质粘土的影响,在基坑边坡的上部
11、第三层土的存在范围内,采用较大的坡度系数进行放坡,并设置较大的坡度平台,同时设置水泥土搅拌桩对第三层土进行截水和强化,同时在施工中将对此处边坡进行认真监测.考虑工期因素,为缩短锚索锁定周期,设计时采用低预应力值并采用较高强度等级的普硅水泥.2.2设计参数选择与结构计算2.2.1参数选择 土层力学参数指标参 序 数号土层层厚(m)(KN/m3)C(KPa)(度)杂填土0.5018.010.015.0粉土3.1517.0624.0粉土1.6518.77.214.0粉砂5.317.36.826.5粉砂5.45186.826.5粉砂7.75186.826.5粉土4.4520.32.2.2结构计算(1)
12、支护结构模型与计算方式(详细计算见计算书)桩-锚:采用条分法计算桩的嵌固深度、锚杆长度、整体稳定性验算依据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99cikli+(q0bi+i)cositgikk(q0bi+i)sini/0 (A.0.1) 式中cik、ik 最危险滑动面上的第i土条滑动面上土的固结不排水剪粘聚 力、内摩擦角标准值; li 第i土条的弧长; bi 第i土条的宽度; i 作用于滑裂面上第i土条 的重量; i 第i土条的弧线中点切线与水平线夹角.土钉墙稳定验算采用条分法计算土钉的长度、整体稳定性安全系数,依据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99(2)支护结构安全系数报表根据计算成果报表
13、,将边坡变形情况、抗倾覆验算、整体稳定验算、抗渗验算等安全系数归列如下:基坑挖深桩身变形抗倾覆验算安全系数整体稳定验算安全系数抗隆起验算安全系数16m13.39mm1.2601.3691.40614m15.81mm1.2191.3081.8402.3方案设计2.3.111剖面(12.30m以上坑壁)1.基坑4.30m深处留一平台,平台宽3m;2.4.30m以上按1:1比例放天然坡开挖;3.4.30m到8.8m设土钉墙,坡度系数0.3,设3排土钉;4.8.8m深处留一平台,平台宽1米;5.8.8以下设土钉墙,坡度系数0.3,设2排土钉.土钉参数见下表及附图孔 号12345说 明孔口标高-4.9-
14、6.5-8.1-9.7-11.31、自然地表标高为-0.30m.2、土钉钢筋为三级钢.土钉长度8.8m8.8m8.8m8.8m5.8m土钉规格E22E22E22E22E20水平间距Sx=1.4m俯 角12孔 径110mm钢 筋 网6.5200200mm加 强 筋10注 浆水泥浆,水灰比0.5喷 砼C30,厚100mm注:土钉墙中设计的土钉钢筋为三级钢.2.3.216.0米深边坡(22剖面)1.基坑4.3m深处留一平台,平台宽2.5m;2. 4.3m以上按1:1比例放天然坡开挖;3. 4.3m到11.3m设土钉墙,坡度系数0.3;4. 11.3m深处留一平台,平台宽0.3米;5. 11.3m以下
15、垂直开挖,采用桩锚支护.护坡桩设计钻孔灌注桩,桩径800mm,桩长14.5m,入土深度18m,见下表及附图.桩径(mm)桩长(m)主筋加强筋箍筋标高(m)间距(m)长度规格根数规格间距规格间距80014.5m14.6m1622162.0m1015011.31.6施工要求主筋预留900mm伸入冠梁,浇注砼标号C30,见附图,自然地面标高为 0.30m土钉墙设计土钉墙按0.3坡度系数放坡开挖,设计4排土钉,参数见下表及附图.孔 号1234说 明孔口标高-5.1-6.7-8.3-9.91、土钉呈梅花型布置.2、俯角壳根据 实际情况进行调整.3、自然地表标高为0.30m.土钉长度10m10m8.7m8
16、.7m土钉规格E22E22E22E22水平间距Sx=1.4m俯 角12孔 径110mm钢 筋 网6.5200200mm加 强 筋10,X型焊牢注 浆0.450.5水泥浆喷 砼C30,厚100mm注:土钉墙中设计的土钉钢筋为三级钢.桩顶冠梁设计桩顶冠梁:截面积900500,浇注砼C30,配筋1616,箍筋、加强筋规格见附图.预应力锚索设计一排预应力锚索,锚索的主要参数见下表锚索钻孔锚索长度钢筋标高(m)间距(m)排数孔深(m)孔径(mm)自由段锚固段规格长度(m)根数第1排25150718E2525.5211.61.6锚索其他设计要求:锚索施加预应力:锚索类型施加预应力(KN)第一排100KN锚
17、索注浆:高压注浆置换,以确保水泥浆能完全将泥浆置换出来.2.3.333剖面(12.0m与 16m高差坑壁)按0.2坡度系数放坡,设3排土钉,参数如下:孔 号123说 明孔口标高-12.8-14.1-15.41、自然地表标高为0.30m.2、土钉钢筋为三级钢.土钉长度4.3m4.3m2.8m土钉规格E16E16E14水平间距Sx=1.4m俯 角12孔 径110mm钢 筋 网6.5200200mm加 强 筋10注 浆水泥浆,水灰比0.5喷 砼C30,厚100mm注:土钉墙中设计的土钉钢筋为三级钢.2.3.414米深边坡(44剖面)1.基坑3.8m深处留一平台,平台宽2m;2. 3.8m以上按1:1
18、比例放天然坡开挖;3. 3.8m到9.3m设土钉墙,坡度系数0.3;4. 9.3m深处留一平台,平台宽3米;5. 9.3m以下垂直开挖,采用桩内支撑支护.护坡桩设计钻孔灌注桩,桩径800mm,桩长13.6m,入土深度22.6m,见下表及附图.桩径(mm)桩长(m)主筋加强筋箍筋标高(m)间距(m)长度规格根数规格间距规格间距80013.6m14.3m1620162.0m101509.31.6施工要求主筋预留720mm伸入冠梁,浇注砼标号C30,见附图,自然地面标高为 0.30m土钉墙设计土钉墙按0.3坡度系数放坡开挖,设计3排土钉,参数见下表及附图.孔 号123说 明孔口标高-4.4-6.2-
19、8.01、土钉呈梅花型布置.2、俯角壳根据 实际情况进行调整.3、自然地表标高为0.30m.土钉长度8.5m8.5m8.5m土钉规格E22E22E22水平间距Sx=1.4m俯 角12孔 径110mm钢 筋 网6.5200200mm加 强 筋10,X型焊牢注 浆0.450.5水灰比喷 砼C30,厚100mm注:土钉墙中设计的土钉钢筋为三级钢.桩顶冠梁设计:桩顶冠梁:截面积900500,浇注砼C30,配筋1222,箍筋、加强筋规格见附图.预应力锚索设计一排内支撑,采用H型钢,间距3.2米,支撑轴力535.52Kn2.3.555剖面(坡道11.3m以上坑壁)土钉参数见下表及附图1.基坑3.8m深处留
20、一平台,平台宽2m;2.3.8m以上按1:1比例放天然坡开挖;3.3.8m以下设土钉墙,坡度系数0.3.孔 号12345说 明孔口标高-4.4-6.2-8.0-9.4-10.81、自然地表标高为-0.30m.2、土钉钢筋为三级钢.土钉长度11m11m10m8.8m6m土钉规格E22E22E22E22E20水平间距Sx=1.4m俯 角12孔 径110mm钢 筋 网6.5200200mm加 强 筋10注 浆水泥浆,水灰比0.5喷 砼C30,厚100mm注:土钉墙中设计的土钉钢筋为三级钢.2.3.6另外:基坑坑壁上部采用自然放坡的坡面,素喷C30混凝土,厚度100mm.。第三章 降水工程本工程的地下
21、水位埋深在基坑坑底以下,可部考虑地下水的降水问题,但是第3层粉质粘土层含有浅层地表滞水,其土层地下水渗透系数小,水量较大,降水困难,应妥当考虑降水方案。3层土以下是透水性较好的粉砂和粉细砂,该砂层离地下水埋置高度较远,浅层地表滞水被被第3层粉质粘十层隔在上面,砂层不含地下水,浅层地表滞水在3层土中渗透系数小,降水井影响范围小,管井降水起不到作用,应采用水挑土搅拌桩咬合成止水帷幕,沿基坑外围封闭式布置,截断地表潜水向基坑内渗流。止水帷幕采用单排桩径为500的水泥土深层搅拌桩,桩长5米,桩顶标高为-2.3米,桩底标高为-7.3米,桩与桩之间咬合250mm。第四章 各分项工程施工方法及技术质量要求4
22、.l灌注桩(及冠梁)施工方法及技术质量要求4.1.1施工工艺流程机具进场平整场地放线定位制作钢筋笼机具成孔下钢筋笼检 验清 孔下入导管灌注混凝土提升导管配制混凝土成 桩施工工艺流程图4.1.2施工方法l.桩位确定依据设计图纸桩位,利用AGA14A型光电测距仪威特T2型经纬仪和S3型水准仪,确定纵横基准线及坐标高程。然后标定实地桩位及桩位高程。2.钻孔a.按照复检合格后的桩位进行钻机就位和对中。就位时,钻机必须平整、稳定,确保钻进过程中的钻杆垂直度1。b.根据地质条件和成孔质量要求,决定采用正循环成孔,根据实际需要采用原土造浆(必要时采用加膨润上)保证孔壁稳定。质检人员必须不定时地检查各钻机的钻
23、进过程中的有关技术参数(比重1.11.2)并依据不同的地层土质,控制进尺速度和更换钻头型号,以确保成孔质量。3.钢筋笼制作严格按照图纸设计要求,使用复验合格的钢筋制作,对钢筋笼要求如下:a.结合实际孔深及设计图纸制作钢筋笼。b.每根主筋必须采用搭接焊连接时,每个断面的接头数量不得超过主筋的50%,且两接头断面间距不小于1米。c.两段相接时,主筋采用单面搭接,其搭接焊缝长度不小于10d。同时保证两个接头断面不小于l米,同一断面上接头数量不超过全筋总量的50。d.制作时采用半圆支承架成型法,全焊式加工。保证笼的圆度,允许偏差不超过规定范围。主筋的砼保护层应符合国标要求。4.钢筋笼吊放a.将检验合格
24、的成型钢筋笼运至孔口附近,要求在运输过程中不得变形,否则,更换新笼。b.钢筋笼起吊后,应保持其平衡。首先对准孔口,徐徐放入,入孔时保持轻、慢、稳,不得左右旋转,若遇到障碍应停止下放,待查明原因后,方可进行。严禁高起猛落,强行下放等违章操作。c.在钢筋笼安放时,必须保证整个钢筋笼质量和保护层厚度。d.当整笼上端第一个内环箍接近孔口时,应及时系上吊笼标杆,并使其在砼灌注过程中起到能观察钢筋笼的下沉和上浮情况,从而达到设计要求。5.安放导管根据桩径的大小,确定使用20Omm的承插式导管。6.灌注砼a.砼拌制时严格按确定的配合比执行。准确计量且搅拌时间不少于90秒。b.灌注前,检查砼的坍落度和留取试块
25、,测量孔深且与成孔时的深度进行分析比较,保证孔底沉渣不大于l00mm,否则应进行二次清孔,清孔结束后,应立即灌注砼,间隔时间不得大于30分钟,同时如实填写记录。c.为了保证砼的质量,砼首批灌注量必须满足导管底端能够埋入砼面以下08 -l2m。d.随着水下砼的上升,根据测绳读数和导管长度,要适当提长和拆卸导管,确保导管底端埋入砼面的深度为23m左右,严禁把导管提出水下砼面。e.提升导管时,要避免碰动钢筋笼,并应采取有效措施,防止钢筋笼的上浮或下沉。f.水下砼的灌注应连续进行,不得中断,如发生堵管,导管进水等事故,应及时采取有效措施。g.灌注过程中,应分段控制砼的灌入量,其充盈系数应控制在l.l-
26、1.2之间,不得大于1.2。 h.为确保设计桩顶标高处砼强度达到设计值,必须控制最后一次砼的灌注(超灌高度不小于1.2m)以使其浮浆被凿除后,桩顶砼强度达到设计值。i.如实填写施工记录。7.泥浆外运泥浆外运采取直接外运,因此在每次钻进过程中或成桩后及时外运泥浆,保证泥浆参数达到技术标准(不能因车辆运行问题而影响成孔、成桩质量),泥浆应文明排在环保部门认可的地点,并及时回填空桩,同填时注意保持现场整洁。4.l.3技术要点(难点)护坡桩作用机理是主要依靠桩身强度来抵抗侧向土压力,所以、保证护坡桩成桩质量、桩身强度是桩施工的主要控制项目。影响成桩质量和桩身强度的因素有以下几点,现将其影响因素及预防措
27、施阐述如下:(1)断桩是灌注桩施工中严重的质量事故,其原因是灌注过程中不符台要求而造成。必须预防发生。预防措施:严格遵守灌沣责任制,灌注前认真检查清孔效果,灌注中谨慎操作。量准导管长度,计算好导管下端与孔底距离,计算好第二次埋深符合规范要求。保证混凝土的均匀性和连续性。一旦灌注中途发生卡管、导管漏水、泥砂流入管内等事故,则重新灌注。(2)浮笼预防在灌注混凝土或提升导管中,钢筋笼被混凝土拱起或导管法兰盘带起,造成浮笼(或拱筋)。为防止出现此事故:钢筋笼制作符合图纸设计加工;混凝土按施工配合比制作;运送、下入笼时防止变形;提升导管时注意法兰盘不可挂住钢筋笼;控制混凝土的灌注速度;钢筋笼焊接:主筋和
28、主筋对准焊好、焊牢。(3)塌孔预防:由于地层散软,全孔均为粉质粘土夹中细砂等,容易坍塌,在施工中做好泥浆护壁措施,泥浆比重遁中,粘土一定采用含水铝硅盐矿物组成的含杂质少的红色粘土。(4)预防卡管、埋钻在钻孔成孔过程中若泥浆过稀,或过稠易造成孔壁坍塌埋钻,必须预防。在施工中常检查泥浆稠度、泵量,若因停电、机具提出孔外,内外保证浆液适中,确保压力适中,确保压力平衡。卡管是在灌注过程中,混凝土堵塞导管而造成。预防措施:保证导管质量;混凝土水灰比符合要求;灌注时注意混凝土流动状态。4.l.4质量检验标准(质量控制)混凝土灌注桩的质量检验标准应符合建筑地基基础工程施工质量验收规范GB502022002中
29、5.6.4的有关规定,对桩的质量控制检验标准见“表4混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准”和“表5混凝土灌注桩质量检验标准”。 混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1主筋间距10mm用钢尺量2长度100mm用钢尺量一般项目1钢筋材质检验设计要求抽样送检2箍筋间距20mm用钢尺量3直径10mm用钢尺量根据混凝土灌注桩的作用机理不同,桩的承载力、桩体质量及沉渣厚度可不检测。项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩位mm不大于100用钢尺量2孔深mm+300测钻杆或量套管3混凝土强度设计值C30试件报告一般项目1垂直度1检查实际灌注量7桩顶标高mm+5
30、0,-30水准仪4.1.5桩顶冠粱施工(1)钢筋绑扎时一定要进行钢筋位置的放线画点,以保证准确的钢筋间距及垂直度。模板按设计的锚定板尺寸立好并固定牢靠。砼采用拌台机进行现场搅拌,人工输送。用插入式振捣器振捣,一次性浇注完成。(2)砼应振捣密实不漏振,以砼不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准。(3)砼浇筑完毕后,应采取养护和保护措施,冬季砼的施工时按“低温季节砼的施工”的规定进行砼的施工。(4)模板要求具有足够的刚度和稳定性,保证浇筑过程中不变形。浇筑前对模板进行调整、加固,加固后的模板必须是形成的一个受力整体,保证立模的准确度和稳定性。(5)拆除模扳时要注意安全,拆模时间一般应遵守以下规定
31、:不承重的侧面模板,应在混凝土强度达2.5MPa以上,能保证其表面及棱角不因拆模而损坏时,才能拆模;承重模扳,在混凝土达到规定的强度后才能拆除。4.2预应力锚杆施工4.2.1施工工艺流程锚杆采用全长锚固、二次高压劈裂注浆。4.2.2施工方法l.成孔采用人工洛阳铲或锚杆钻机机械成孔,按图纸设计的孔位标高,进行测量画线,标出准确的孔位,然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行钻孔,严格注意质量,逐孔进行验收记录。锚孔水平间距误差应不大于300mm,倾角不大于2,孔深误差不得大于设计深度200mm。2.锚杆制作安装钢筋应除油污、除锈,排列要均布、平直,沿杆体轴线方向每隔l.5 2.0m设置一个隔离架
32、,一次注浆管及二次注浆管应捆扎牢固(一次注浆管在外,二次注浆管居中;二次注浆管锚固段长度内做喷浆孔,间距1000mm,并用胶带封好,防止次注浆浆液流入管中),注浆管均采用聚乙烯管。锚杆自由段应涂油并采用塑料护套包裹,与锚固段相交处的塑料管管口应密封并用扎丝绑紧。最后将锚杆固定好平稳送放至孔底。3.注浆一次注浆:钻孔完成后,安放锚杆体,然后注浆。注浆开始或中途停止超过30min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路;注浆材料采用纯水泥浆,水泥标号为42.5,水灰比为0.45-0.5,压力不低于0.4MPa,为确保锚杆体与孔壁之间注满水泥浆,注浆采用由里向外注,先注锚固段,当水泥浆从孔口溢出后,停
33、止注浆,封堵孔口。二次注浆:一次注浆达到初凝(8-10小时)进行二次劈裂注浆。注浆压力控制在1.2-3.0Mpa,通过高压注浆,将一注浆锚固体劈开、膨胀,然后形成新的锚固体系。一、二次注浆水泥用量总和不少于40Kgm。二次注浆管前端用塑料管(定制高压聚丙烯管)。4.端头保护锚杆注浆完成后外露部分要用胶布及防腐材料包缠好,防止钢筋损伤或生锈。5.防腐成品(半成品)防腐:加工好的成品(或半成品)钢筋如何存放时间较长,需采用水泥浆封闭防腐,钢筋杆体周围必须有大于2.0mm厚的保护层。自由段的防腐:自由段内钢筋采用三重防腐措施:首先表面涂润滑油或防腐漆,然后外面包裹塑料布或胶带;最后套上波纹管,波纹管
34、端部必须扎紧,并用胶带封好,形成三层防腐。6.锚杆安装、张拉:张拉前应对张拉设备进行检验,并检验锚头丝杆是否有伤残。安装张拉设施时,应保持千斤顶与锚杆体在同一轴线上。张拉程序、加荷等级、均按锚杆施工规范要求严格执行。7.锁定、记录:根据注浆浆液强度达到设计强度的75时进行张拉,加荷采用300KN张拉设备,测读每级荷载下的弹性位移及总位移量。在每级荷载条件下,应停留310分钟,测读位移,当位移稳定时,方能进行下一级加载。每级张拉荷载及对应的测定时间如下:张拉荷载(KN)102030456080100测定时间(min)3551010105在加载过程中,如出现压力不稳定、钢筋伸长最急剧增加时,或某一
35、级伸长量高于前级伸长量的2倍时,应及时锁定。4.2.3技术要点(难点)1.钻孔成孔前再次检查孔位、间距是否符合设计要求,孔径偏差不超过设计孔径的3,锚孔轴线顺直,钻孔深度应比设计深度深0.2m。2.锚杆下料、制作锚杆下料长度按下式确定:L=L1+L2十L3,式中L为预应力锚杆长度(m),L1为锚固段长度(m),L2为自由段长度(m),L3为张拉段长度(一般为300mm螺杆),钢筋连接采用双面焊接或直螺纹连接,连接点要按规范要求错开。按计算好的长度下料后,在钢筋制作时一并在索体上绑附一次注浆管和二次注浆管,其中一次注浆管与二次注浆管管口应加以区别,避免混淆。锚杆制作时,钢筋材质、下料长度、下料方
36、法,除锈、防锈、焊接等过程,应在有专业知识的工程技术人员和技工的指导参与下,按设计及规范的要求精心制怍。制作完成后一定要有明确的标牌编号,以便对号入座。3.锚杆张拉根据设计要求锚杆张拉在内锚固段灌浆达到设计强度后开始。张拉前,要计算每根锚杆体的理论伸长值。锚杆张拉前应对张拉设备进行标定。张拉时应记录每一级荷载伸长值和稳定过程中的伸长值,且与理论伸长值进行比较。实测伸长值不得大于理论伸长值6,小于5,否则应查明原因并作相应的处理。逐级加载直至设计超张拉荷载(超张拉荷载值取设计值的5),在压力表稳定3min后锁定。超张拉的目的是为了克服连梁、锚具回缩等原因造成的预应力损失,锚杆超张拉程序如下: 稳
37、定3min0 1.05con 1.05con con锁定时,钢筋回缩量不大于5mm或荷载损失不大于5。张拉过程中,应准确记录油压表编号、读数、千斤顶伸长值、夹片外露长度等数据。张拉作业是危险工序,除要按规范进行张拉程度外,张拉时千斤顶后方区严禁站人,并且不得碰撞千斤顶,在千斤顶后部设一个固定的木质挡板以保护作业者的安全。4.2.4质量检验标准(质量控制)(1)保证项目钻孔孔径、孔深、锚固角度、内锚固长度、钢筋强度、水泥强度必须达到设计要求。张拉用的千斤顶、油表、钢尺等器具应经检查校正。钢梁、垫板应经检验合格后方可使用。锁定荷载应符合设计要求。(2)允许偏差项目预应力锚杆的允许偏差项目应符合下表
38、规定。 预应力锚杆的允许偏差项目序号检查项目允许偏差检查方法1孔距偏差水平方向50mm钢尺测量垂直方向100mm钢尺测量2锚固角度1测钻机3注浆量大于理论注浆量检查计量数据4.3土钉墙施工土钉墙支护要与基坑开挖紧密配合,各道工序实行平行作业,依次有序地进行:4.3.1土钉墙支护施工顺序:凿孔 安装土钉 注浆 挂钢筋网 焊加强筋 喷射砼4.3.2施工工艺1.凿孔:采用洛阳铲或钻机成孔,按设计的孔位布置进行测量画线,标出准确的孔位,然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔,严格注意质量,逐孔进行验收记录,不合格者为废孔,重打。2.土钉安放:按照设计规定的土钉的长度、直径,加工合格的杆体,为使土
39、钉处于孔的中心位置,每隔1.52m焊接一个居中支架,将土钉体安放在孔内。3.注浆:在安装土钉钢筋的孔内注入0.450.5纯水泥浆,压力不低于0.4MPa,确保土钉与孔壁之间注满水泥浆,注浆应由里向外注,需将注浆管插入孔内距孔底约0.51.0m处,用废编织袋封堵孔口,防止浆液外流。4.挂网:在修好的边坡坡面上,按各坡面设计要求,铺上一层f8150150钢筋网,网筋之间用扎丝间隔绑扎,钢筋搭接要牢。5.加强筋焊接:等注浆、绑扎网片施工完成后,用f10圆钢将土钉头部连接起来,焊在杆体上,各焊接点必须牢固。6.喷砼:在上述工序完成后,即可喷射砼,厚度按设计要求喷100mm,配合比现场取样试验配制,水泥
40、标号32.5普通水泥,强度达到C30,要求表面基本平整。4.3.3施工质量及验收标准(1)认真讨论支护技术方案,做好向施工人员技术交底工作,使大家明确施工工艺,技术要领和质量标准。(2)对土钉的安装、注浆、喷砼、焊接等关键工序实行工程技术人员跟班作业,确保质量符合设计要求。(3)实行全面质量管理,对每道工序严把质量关,符合以下质量标准:凿孔:孔的水平、垂直间距,允许误差15Omm,孔径允许误差10mm,孔深允许误差100mm。挂钢筋网:网格允许误差20mm,经、纬筋搭接点用扎丝扎牢,搭接长度不小于150mm。土钉制作:按设计选准材径、长度下料,误差允许值为50mm,稳中架间距1.52.0一个,
41、焊牢。土钉安装:检验材径,长度和稳中架要符合本孔要求,对号入座。搅拌浆液:严格按设计要求0.450.5的水灰比配料,搅拌均匀。注浆作业:首先,将符合孔深要求的注浆管插入孔内(距孔底0.510m),从里向外逐步回撤注浆,达到孔口稍有溢流现象,浆液背压不小于0.4MPa,即行堵口封死。喷砼:严格按设计要求比例配料搅拌均匀,喷砼时喷浆手要垂直层面喷,注意观察料的水量(不得有干料现象)和回弹情况,及时调整喷浆水量和距离,抽取砼试块。严格掌握喷层厚度,表面平整度要求30mm。喷砼前,由专人负责检查土钉制作、注浆、挂网等质量是否符合设计要求,下达喷砼指令后才能开始喷砼。4.3.4止水帷幕施工(深层搅拌桩)1.深层搅拌桩施工程序 施工放验线 钻机定位 垂直校正 搅拌下沉 喷浆搅拌提升 重复搅拌下沉 重复搅拌提升 冲洗设备 钻机移位 2.工艺流程图如下:钻机就位垂直校正搅拌下沉喷浆搅拌下沉制浆送浆清洗设备重复搅拌下沉钻机移位重复搅拌提升喷浆搅拌提升3.深层搅拌桩技术参数:深层搅拌桩技术参数项目工序过程单位参数备注注浆清水成孔MPa0.40.6提升旋喷MPa0.40.6钻机速度下钻成孔下钻速度m/min0.660.88旋转速度转/分40