预应力锚索施工组织设计.docx

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预应力锚索施工组织设计

杭州市解放路——新安江路连接线工程预应力锚索

施工组织设计

中铁遂道勘测设计院岩土公司

2002年11月17日

杭州市解放路——新安江路连接线工程预应力锚索施工组织设计

一、工程概况

杭州市解放路—新安江路连接线工程路线始于建国路和解放路交叉口，在大学路以东约30米下挖，采用隧道形式穿越解放路和环城东路交叉口三角地、环城东路、铁路、贴沙河、杭州清泰自来水厂及凯旋路后出洞走明线，以隧道形式穿越秋涛路。

出洞后转为地面公路，穿越杭海路，规划道路终于钱江路。

该工程三个路段K0+604.4―K0+629.4；K0+832.0―880.0;K0+900.0―K1+081.0以及出入口U型槽路段深基坑支护采用预应力锚索加固同钢筋砼排桩加内支撑相结合。

二、工程地质概况

1、沿线工程地质条件

沿线地基土浅部主要为一套全新世冲海积地层，土层厚度、分布及性质均较稳定；中部为全新世海积形式的粘性土层，性质及均一性相对较差；下部为晚更新世形式的冲湖相粘性土层及砂砾层。

性质较好，均一性较差。

沿线各工程地质层、亚层、分层简述及顶板标高见下表

层号

成因时代

土层名称

土层简述

层厚

（m）

顶板标高

（m）

1a

aQ

杂填土

成分为建筑垃圾，以快石、随石为主

0.70~3.80

1b

aQ

素填土

灰黄,湿,成分为稍密状砂质粉土。

0.70~5.05

3.53~7.20

2a

al-mQ43

砂质粉土

黄灰,湿,稍密,薄层状,含FeMn斑。

1.60~1.30

4.38~5.08

2b

al-mQ42

砂质粉土

黄灰,湿,稍密,薄层状,土质均一。

0.75~4.00

2.88~5.26

2c

al-mQ42

砂质粉土

黄灰,湿,稍密,薄层状,局部近似粉砂。

1.00~7.70

1.16~4.24

3a

al-mQ42

砂质粉土夹粉土

灰黄绿,湿,中密,薄层状,土质不甚均一。

6.30~11.05

-6.24~4.23

3b

al-mQ42

砂质粉土

灰色，很湿,稍密,薄层状,局部近似粉砂。

1.10~8.10

-9.97~3.37

3b夹

al-mQ42

砂质粉土

灰绿,湿,稍密,薄层状,局12部夹砂。

1.20~1.90

-4.67~7.69

3c

al-mQ42

砂质粉土

灰绿~灰,湿,稍密,薄层状。

1.50~4.35

-12.84~-8.39

4

mQ41

淤泥质粉质粘土

灰色，流塑，饱和，薄层状。

0.50~2.70

-15.31~-9.42

5a

al-lQ32

粉质粘土

黄灰~绿灰，可~硬塑，中厚层状。

2.00~10.70

-21.79~-10.17

5b

al-lQ32

粉质粘土

黄灰，软塑为主，厚层状，含Fe、Mn斑

2.55~6.00

-16.53~-14.59

6a

mQ32

粘土

灰色，软塑，厚层状，质均。

1.90~9.25

-23.95~-12.30

6b

mQ32

粉质粘土

褐灰，软塑，厚层状，含腐植物碎屑。

1.20~11.0

-28.26~-19.95

7a

al-lQ31

含粉砂粉质粘土

灰黄，可~硬塑，中厚层状，质不均。

0.90~5.40

-30.51~-24.87

7b

alQ31

含粘性土粉砂

灰黄，中密，中厚层状，低压缩性。

0.60~2.30

-30.33~-28.64

8a

alQ31

圆砾

灰黄，中密，中厚层状，分选一般。

-0.07~3.70

-33.51~30.51

8b

alQ31

卵石

灰黄，密实，厚层状，低压缩性。

>6.40

-36.01~-30.51

2、沿线水文地质条件

沿线围护区域内主要地下水分布为第四系孔隙潜水、上部填土层透水性良好，下部粉性土层透水性弱，含水层厚度在16.5－21.8m,沿线潜水含水层与围护有关的粉土及砂性土层渗透系数在10-4—10-5cm/s数量级。

三、锚索设计

基坑锚索设计为三排，第一、二排长度为22米，锚固段17米，锚索采用6根12、7mm钢铰线制作。

第三排长度17米，锚固段长度12米，锚索采用4根12、7mm钢铰线制作。

第一排位于相对标高-8.00ｍ位置.第二排位于相对标高-11.00m位置,第三排位于相对标高-13.50m位置。

每一排锚索根与根间距1.6m,倾角12º左右,不大于15º,孔径为130ｍｍ,浆液采用纯水泥浆,水灰比为0.45―0.5,水泥采用425号早强型普通硅酸盐水泥,注浆分二次,第一次待浆液从孔口流出后停止注浆,注浆压力0.4—0.6MPa,第二次采用高压注浆,注浆压力一般为2.0—2.5MPa。

锚索第一、二排设计锚固力为600KN，第三排锚固力为450KN，预应力张拉分级加载依次为0.1、0.25、0.75、0.1NT,每级持续5分钟.分级记录预应力伸长值,当张拉力至1.0NT时,等后锁定.锁定荷载0.7NT。

锚索围囹采用钢筋混凝土锁口腰梁，加钢垫板。

四、锚索施工

预应力锚索技术在深基坑加固方面比较广泛应用。

它与桩结合是抑制基坑变形，防止基坑失稳行之有效的办法，而且有工期短、投资少、不占开挖空间的优点，在杭州解放路改造工程中使用该技术是行之有效的，但施工也有一定难度，在饱和砂质粘土稍密——中密地层中，如何成好孔、注好浆，提高锚索抗拔力，充分发挥锚索的作用，也有一定难度。

根据设计及实际情况安排好锚索施工流程，控制施工质量是十分重要的。

（一）设备

根据施工特点，选取两种轻型钻机，型号为MK-5和MK-3水平坑道钻机，此钻机稳定性好，移动方便。

注浆采用BW-250型注浆泵，BW-150泥浆泵，张拉采用YCW-150穿心式千斤顶及OVM高压油泵，性能参数如下：

型号

钻空深度（m）

功率（kw）

排量（t/h）

钻机

MK-5

500

30

MK-3

300

18

注浆泵

BW-250

15

250

BW-150

7.5

150

千斤顶

YCW-150

油泵

OVM

5.5

搅拌桶

0.6m³

15

（二）人员

考虑工期紧，难度大，人员组织以技术好、操作熟练技术人员为主，人员按两班制施工配备，四台钻机需要配人员如下：

管理人员：

2名技术人员：

2名钳工：

2名

机组长：

1名材料；1名八级钻工：

24名普工：

16名

（三）施工组织

施工组织管理图如下：

现场指挥组负责整个锚索施工的指挥协调工作。

施工组负责现场施工的组织安排，以及各个施工小组的调配及协调。

技术组负责现场施工的技术指导、技术把关、施工工艺研究及资料收集整理。

后勤组负责锚索施工的物资供应以及生活服务。

施钻组负责锚索成孔。

编锚组负责锚索编制。

注浆组负责锚索的注浆工作。

机修组负责整个工程钻机设备的维修保养工作。

每个小组设专人负责并兼职安全员，负责各小组的生产安全。

（四）施工工艺

1、施工工艺流程见下图

2、施工工艺及要求

（1）基坑开挖

基坑开挖深度至第一排锚索下0.5m，要求场地平整。

（2）测量定位

根据设计锚索位置，测量放孔，锚索编号标识在桩上，编号为：

排号——锚索序号，例如第一排第10根为1-10。

（3）钻机就位

钻机基底用方木或木板支撑垫平，孔位要求水平方向误差不大于50mm，垂直方向孔距误差不大于100mm。

（4）钻孔

采用MK—3型钻机，先用金刚石钻头或合金钻头破桩开孔，然后改长螺旋钻具或三翼钻头成孔，根据成孔情况采用不同工艺，必要时可采用套管跟进，保证成孔顺利不塌孔，成孔直径130mm，成孔深度比设计的锚索长度大1m。

（5）锚索编制

锚索采用5×15.24mm及3×15.24mm低松驰钢铰线编制，钢铰线标准强度1860MPa，先把整卷的钢铰线用钢管架固定好，再拆捆放线，切割长度为锚索长度加0.7m预张拉长度，平直排列，除油除锈，锚头焊于Φ50钢管制作的锥形锚头上，锚固段间隔1.5m放置一个定位扩张环并扎紧在钢铰线上，扩张环之间用箍筋扎紧，使锚固段呈梭形，扩张环用定型的塑料产品或自行加工，自由段涂黄油，套装塑料管，二根注浆管平行穿于中间用扎丝扎紧，

锚索编制要求锚头焊接对称，不歪不斜，锚索平直，捆扎牢固，注浆管采用Φ25或Φ20硬塑料管，自由段用Φ20塑料螺纹管，编制完的锚索平直摆放一边。

（6）下锚

　　由于锚索较长、较重、基坑较深，所以下锚必须集中人员，锚索入孔要慢，要让锚索慢慢送入，要求锚索在孔内平直不扭，锚索在扩张环支撑下居中，下锚过程中如遇塌孔，应拔出扫孔后再下入，为预防下锚过程中注浆管被土堵塞，也可联接注浆泵，开小水，边下锚边送水，锚索入孔深度不得小于设计长度的９５％。

（7）洗孔注浆

　　锚索下入孔中后，用清水洗孔，待孔中水清砂净后立即注浆，注浆采用BW－250型泥浆泵，注浆材料采用425＃早强型普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45—０.5的纯水泥浆，为缩短施工工期，在浆液中加１％的早强剂及６‰的减水剂，水泥浆过筛放入注浆桶中开始注浆，待浆液从孔口流出时，结束第一次注浆。

（8）第一次注浆后７小时左右进行二次注浆，注浆压力根据情况而定，太小造成孔壁与砂浆体之间未充满，摩阻力较小，抗拔力不高，位移较大，当压力太力时，由于土体强度不高导致土体破坏而使浆液从孔壁或邻近孔流失，也影响锚索的抗拔力，威胁基坑稳定，建议注浆压力1.5Mpa。

并通过试验锚确定。

（9）腰梁制作

锚索注浆结束后，立即进行锁口腰梁制做，腰梁制作时应把锚索用PVC管套装，以免钢筋混凝土与钢铰线粘结。

（10）张拉锁定

在对张拉设备进行标定的基础上，在水泥浆强度达到要求的15ＭＰa

后（拟为７天），及时对锚索进行张拉锁定，张拉设备OVM油泵及ＹＣＷ千斤顶，钢垫板采用30cm×30cm×2cm钢板，中心挖孔直径６cm，张拉分级加载依次为0.1、0.25、0.75、１.0Ｎt每级持续５分钟，并分级记录锚索伸长值，当张拉至1.0Ｎt时，然后锁定，锁定荷载0.7Ｎt.。

（五）资料整理

根据设计及监理的要求及时整理施工资料，交验工程，其资料主要包括钻孔记录，注浆记录，张拉锁定记录，进场材料材质报告等（附记录表）。

锚索钻孔施工记录表

工程名称：

施工单位：

设计钻孔长度：

设计钻孔直径：

钻机型号：

钻孔日期：

锚索编号

地层类别

钻孔直径

（cm）

套管外径（cm）

钻孔时间

套管长度

（cm）

钻孔顷角

（aº）

备注

技术负责人：

工长：

质检员：

记录员：

锚索注浆施工记录表

工程名称：

施工单位：

注浆设备：

注浆日期：

锚索

编号

地层

类别

注浆

部位

注浆材料

及配合比

注浆开始

时间

注浆终止

时间

注浆压力

MPa

注浆量

（L）

备注

技术负责：

工长：

质检员：

记录员：

锚索张拉与锁定记录表

工程名称：

__________施工单位：

锚索编号：

锚具型号：

张拉设备：

张拉日期：

张拉荷载

（KN）

油表读数

（Mpa）

测定时间

锚头位移读数

（mm）

锚头位移增量

（mm）

备注

锁定荷载（KN）

技术负责：

工长：

质检员：

记录员：

（六）施工工期

里程

排数

根数

工期（天）

备注

KO+603.4～KO+603.4

第一排

34

15

按四台钻机计算

第二排

34

15

第三排

34

15

KO+832.00～KO+880.00

第一排

70

18

第二排

70

18

第三排

70

18

KO+900.00～K1+081.00

第一排

226

25

第二排

226

25

第三排

226

25

（七）质量控制及安全措施

1、按ISO9000系列标准严格对质量进行控制，层层把关。

2、从成孔工艺入手，改进钻具，研究工艺，确保成孔质量。

3、从注浆参数入手，不断改进注浆参数，力争锚索效果最佳。

4、钻孔中如遇塌孔等孔内事故，立即采取措施，改进工艺。

5、所有从事施工人员，加强安全教育，服从指挥，搞好安全生产，机长有权自行处理现场的紧急事宜。

6、生产班组设置质量安全员、负责各班组的质量生产安全。

7、把安全质量放在首位、实施安全、质量一票否决。