创新科技基坑支护工程锚索基本试验专项施工方案.docx
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创新科技基坑支护工程锚索基本试验专项施工方案
目录
第一章编制说明及依据1
1.1编制说明1
1.2编制依据1
第二章工程概况1
2.1工程简介1
2.2基坑支护工程设计概况2
2.3场地工程地质及水文地质概况3
2.3.1场地地形与地貌3
2.3.2地层岩性3
2.3.3水文地质条件5
2.4试验锚施工目的5
第三章锚索基本试验设计及施工部署5
3.1施工准备5
3.2锚索基本试验设计参数5
3.3施工工期7
第四章锚索施工方法及基本试验方法7
4.1预应力锚索施工工艺流程7
4.2锚索施工方法7
4.3试验锚索抗拉拔试验9
第五章质量、安全保证措施11
5.1质量保证措施11
5.1.1质量管理制度11
5.1.2质量管理机构12
5.1.3质量保证措施12
5.2安全保证措施13
5.2.1安全目标13
5.2.2安全组织机构13
5.2.3安全施工保证措施13
附件1锚索基本试验总平面图16
附件2锚索基本试验大样图17
附件3水泥快速物理性能检验报告18
第一章编制说明及依据
1.1编制说明
为保证本次基坑支护工程的安全能满足国家有关技术规范和设计部门所提出的要求，同时满足公司安全质量体系文件的要求，使施工过程的每一工序均能在受控状态下按进度和安全质量目标完成，特编制本施工方案。
1.2编制依据
※深圳市水务规划院深圳湾创新科技中心基坑支护工程设计图纸，2015年7月，第01版
※该工程的特点、施工现场实际情况、施工环境、施工条件和自然条件。
※《深圳湾科技创新中心岩土工程勘察（详勘报告）》深圳水务规划院设计院有限公司，2015.06；
※深圳湾创新科技中心结构初设电子版2015.09，招标文件提供；
※现场踏勘成果及其它相关的工程经验；
※《深圳市基坑支护技术规范》（SGJ05-2011）；
※《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
※《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
※《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22-2005）；
※《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
※《工程测量规范》（GB50026-2007）；
※《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GBJ50202-2002）；
※《混凝土结构工程施工质量验收标准》（GBJ50204-2015）；
※《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
※《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）；
※《深圳市经济特区建设工程施工安全条例》；
※《深圳市深基坑工程管理规定》深建规〔2009〕3号；
※工程建设强制性条文（房屋建筑部分）2009版；
※深圳市的有关建筑施工文件及规定；
※现行国家及地方有关规范、标准及规程。
第二章工程概况
2.1工程简介
深圳湾创新科技中心项目位于深圳市南山区高新技术产业园区南区核心地带，东临高新南环路、西临科苑南路、南临高新南十道及地铁二号线科苑站、北至高新南九道。
项目用地面积39869.01㎡，总建筑面积483968.58m2,建成后兼有宿舍、商业及研发办公、娱乐休闲等功能的综合体。
本工程基坑支护工程安全等级为一级；地上为高层-超高层建筑，其中超高层建筑最高达299.1m，地上69层。
地基基础设计等级为甲级，岩土工程勘察等级为甲级；人防工程设在1栋，抗力核6常6、核5常5；抗震设防烈度：
7度。
2.2基坑支护工程设计概况
拟建深圳湾创新科技中心基坑场地地势平坦、交通便利，基坑占地面积约3.3万平方米，拟建三层地下室，工程桩为灌注桩，坑底设计高程为-9.3m～-13.2m,基坑深约14.3～18.3m，塔楼、电梯井等位置为基底深坑，基底高程为-14.9m～-19.2m，超深约5～9m。
基坑轮廓整体呈长方形，南北向较长，长宽分别约为215m及167m，周长约740m。
基坑东侧为高新南环路，距离约为13.0m；南侧为地铁二号线科苑站及其C出口，出口距离基坑边约2.0～6.8m，车站主体距离基坑边约20.8m；西侧为科苑南路，距离基坑约24m；北侧为高新南九道，距离基坑边线约19.0m；现状场地周边分布管线较多，基本位于人行道下方3-4m，基坑施工开挖范围及锚索施工位置基本无管线影响。
基坑西北侧、北侧和东北侧非地铁区域保护范围采取Φ1.2m@1.6m排桩+腰梁锚索支护形式，支护桩间采用800mm三管旋喷桩止水兼挡土。
此区段支护桩采用旋挖灌注施工工艺，桩身砼强度等级为C30级水下商品砼，钢筋笼主筋采用焊接连接方式。
预应力锚索采用3~5S15.2@1600布置，共设计3~4道。
锚索长度为18~30米，角度为25~30°。
基坑西南侧、东南侧和南侧地铁保护区域部分采用Φ1.2m@1m咬合桩+内支撑，局部段格栅状旋喷桩前排桩。
表1锚索设计概况
剖面
道数
支护长度
5S锚索总数
4S锚索总数
3S锚索总数
锚索总道数
锚索总长
1-1
4
51m
136
128道
2870m
2-2
4
75m
150
50
188道
4080m
3-3
3
19m
33
36道
867m
4-4
4
54m
72
72
136道
3882m
5-5
3
42.5m
72
81道
1833m
6-6
3
42m
111
81道
1760m
7-7
3
140m
272
264道
6038m
13-13
4
25m
26
26
64道
1672m
合计
448.5m
978道
23002m
2.3场地工程地质及水文地质概况
2.3.1场地地形与地貌
拟建场地原始地貌为大沙河河口海河混合堆积的三角洲平原前缘滨海滩涂地貌单元。
现状场地为人工回填区，场地经过平整，地形平坦，地面高程3.98～6.08m。
2.3.2地层岩性
根据钻探揭露，场地地层由第四系填土层（Q4ml）、第四系海陆交互相沉积层（Qmc）、第四系残积层（Qel）、燕山期第四期中粗粒花岗岩（
）组成。
现将各岩土层的岩土特征自上而下分述如下：
1、第四系填土层（Ｑml）
①-1素填土：
该层分布广泛，厚度0.7～7.2m，平均厚度约3.94m。
褐红、褐黄色，主要为花岗岩全风化土和残积土，成分为砾质粘性土，上部局部含碎石块，含量10%～30%，偶夹建筑垃圾和填石，直径10~25cm，局部为冲洪积粘土质砾砂和淤泥质土。
①-2填石：
主要分布在场地中部、北侧及基坑边线北侧、东侧。
厚度0.5～8.2m，平均厚度约3.70m，层顶高程-0.96～5.5.38m。
肉红色夹灰白色，由花岗岩构成，岩芯呈块状及短柱状，填石直径5-30cm为主，见最大直径50cm，坚硬岩为主，强度高。
2、第四系海陆交互相沉积层（Qmc）
②-1淤泥质土、淤泥：
层厚0.5～7.5m，平均厚度约2.75m，厚层淤泥质土主要分布在场地中部、西北、东南及东北侧，层顶高程-5.82m～2.52m。
深灰、灰黑色，具腥臭味，韧性中等～良好，含较多贝壳碎片，干后强度不高，流塑～软塑状，土质不均匀，普遍混砂，以细砂、中粗砂为主。
②-2砾砂：
层厚0.3～4.3m；层顶高程-5.75～0.19m。
深灰色、灰黑色，岩芯基本成形，主要由砾砂、中粗砂构成，混10%~35%淤泥质土，含少量贝壳，土质不均匀，夹薄层淤泥质土。
②-3砾砂：
层厚0.4～6.2m，层顶高程-8.12～-1.60m。
灰色、灰白色，黄色，稍密~中密状为主，局部松散状，饱和，本层由砾砂、中粗砂等组成，粘粒含量不均，约5%～25%；颗粒级配中等～良好，砂、砾成分主要为石英。
②-4含腐殖质粘土：
分布范围较小，主要场地中部东侧透镜体状分布，层厚0.5～3.3m，平均厚度约1.33m，层顶高程-7.90m～-2.92m。
灰色、灰褐色、灰白色，韧性中等～良好，干后强度中等，稍光滑，软塑状为主，含腐木，局部含5%～15%砂粒。
有机质含量平均值为3.20%，属高压缩性土。
②-5粉质粘土：
分布范围较小，主要在场地中部、南部透镜体状分布，层厚一般0.5～4.4m，平均厚度约1.44m；层顶高程-9.58m～-3.40m。
浅黄、灰白色，局部含砂砾；干后强度较高，切面稍光滑，可塑状为主，局部软塑状。
②-6砾砂：
本层分布范围较小，主要分布在场地东部、南侧，层厚一般0.50m～5.1m；层顶高程-10.28～-3.52m。
灰白、黄灰、灰色，饱和，中密状为主，局部呈稍密、密实状，以圆砾、中、粗砂、砾砂为主，粉、细砂次之，成分以石英为主，颗粒级配中等～良好，底部普遍含少量砾石，直径2～5cm，最大6cm，亚圆状为主。
3、第四系残积层（Qel）
③砾质粘性土：
广泛分布，所有钻孔均有揭露，层厚2.0m～31.2m，层顶高程-12.04～-2.56m。
粉红、褐黄、灰白等色,由下伏中粗粒花岗岩风化残积而成，以砾质粘性土为主，硬塑状。
局部为细粒花岗岩岩脉风化土，呈粉质粘土状,钻孔揭露于ZK145；干强度及韧性较差，残留矿物成分为石英、长石等，其中石英砂砾含量约20%～30%。
4、燕山期第四期中粗粒花岗岩（
）
燕山期第四期中粗粒花岗岩，系场地内主要下伏基岩，广泛分布，场地内各钻孔均进入该层，中粗粒状结构，块状构造，主要矿物成分为长石，其次为石英、角闪石、云母等，据其风化程度可将其分为全~微风化四个带。
④-1全风化带：
广泛分布，肉红、粉红、褐黄、灰白色等，原岩结构基本破坏，但尚可辩认，岩石已风化成坚硬砾质粘性土状，遇水易崩解；残留矿物主要为正长石，其次为石英、斜长石等，其中长石可捏成粉末。
实测标贯击数介于40～70击之间，干钻可钻进，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
④-2强风化带：
褐黄、黄、土黄、肉红、灰白、褐灰色等，原岩结构大部分破坏，干钻不易钻进，浸水易崩解，该层与上覆全风化带呈渐变接触，场地内均有分布，分上、中、下三个亚层，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
④-2-1强风化带上段：
广泛分布，肉红、粉红、褐黄、灰白色等，原岩结构大部分破坏，裂隙极发育，岩性呈坚硬土状；遇水易崩解；主要矿物成分为正长石，其次为石英、斜长石等，其中斜长石可捏成粉末，属极软岩，岩体极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
④-2-2强风化带中段：
分布范围较广，肉红、粉红、褐黄、灰白色等，原岩结构大部分破坏，裂隙极发育，岩性呈砂砾状；遇水易崩解；主要矿物成分为正长石，其次为石英、斜长石等，其中斜长石手不易捏碎；岩芯手可捏散，属极软岩，岩体破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
④-2-3强风化带下段：
分布范围较广，主要矿物成分为正长石，其次为石英、斜长石等；岩性呈碎块状及石夹土状，岩块大部分强度不高，锤可击碎，岩体极破碎，局部风化不均，夹短柱状中风化岩块，锤击声脆；岩体基本质量等级为Ⅴ级。
2.3.3水文地质条件
孔隙水主要赋存于第四系人工填土层，第四系冲洪积含有机质中粗砂、细中砂及中粗砂层中，其次赋存在第四系冲洪积淤泥质粉质黏土及粉质黏土中。
其中填石层、细中砂层及中粗砂层呈强透水性；
基岩裂隙水：
主要赋存于强、中风化变质砂岩节理、裂隙内，受节理、裂隙发育程度控制，其储水性和透水性呈弱～中等透水性，具有微承压性。
勘察期间正值旱季，从钻孔观测各含水层水头基本相等，埋深介于2.50～3.70m，高程介于0.74～2.72m，平均高程为1.96m。
场地内地下水在强透水层中对混凝土结构具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。
2.4试验锚施工目的
试验预应力锚索目的是为验证本工程基坑支护锚索施工检测锚索极限承抗拔载力是否满足设计要求，通过破坏性试验以确定锚固体与岩土层间的粘接强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺及锚杆的极限抗拉承载力，必要时可加大杆体的截面面积，有效的组织工程施工和确保工程质量。
根据设计要求，本工程在正式预应力锚索施工前要施工3根锚索做基本试验（锚索抗拉拔破坏性试验）。
由于锚索的基本试验为破坏性试验，且做基本试验的锚索不可作为支护的体的一部分；再者因目前旋喷桩止水帷幕未开始施工，因此冠梁无法施工，锚索基本试验不具备原位施工的条件。
鉴于本工程基坑支护施工工期较紧，若等冠梁具备施工条件再在原位做锚索基本试验，将会影响锚索施工工期。
故在基坑内原地面施工试验锚索，试验锚索位置的选定原则为：
其地质条件应与其位置对应的基坑支护剖面的地质情况基本一致并具代表性。
第三章锚索基本试验设计及施工部署
3.1施工准备
1、人员准备：
工长：
1名施工员：
1名
钻工：
2名锚索制作：
3名
砼工：
2名钢筋工：
2名
2、机械设备：
24m³空压机1台；MD-150钻机1台，搅拌机1台；注浆泵1台；
3.2锚索基本试验设计参数
采用4束7×5高强低松驰钢绞线制作锚筋，专用锚杆钻机成孔，全套管跟进，成孔直径不小于150mm，锚索位置分别于东侧西侧北侧各一根，试验点位置离基坑排桩均不超过3m，锚固方向平行于支护桩方向。
三组试锚分别参照地质详勘ZK35孔（SM1）、ZK7孔（SM2）、ZK51（SM3）孔资料，代表回填石、沙层等各种土层情况。
均为在原地面进行锚索基本试验，位置布置详见附图。
其中SM1点试锚锚索长度对应4-4剖面第一道锚索长度，为29m，设计抗拔力为480KN，试验最大加载值=1.2x480=576KN；SM2点试锚锚索长度对应6-6剖面第一道锚索长度，为26m，设计抗拔力为410KN，试验最大加载值=1.2x410=492KN；SM3点试锚锚索长度对应7-7剖面第一道锚索长度，为28m，设计抗拔力为460KN，试验最大加载值=1.2x460=552KN。
具体平面定位详附件1。
锚索注浆采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥拌制水泥净浆，水泥浆中不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质，不得使用污水；必要时水泥浆中可以掺入外加剂，但水泥浆中氯化物总含量不得超过水泥总重量的0.1%。
1、锚索采用二次注浆工艺，灌浆水灰比0.40~.45:
1，第一次常压注浆，注浆压力约0.8MPa，二次注浆应在第一次注浆形成的水泥结石强度达到初凝后进行，注浆压力不小于2.5MPa，浆体抗压强度>30MPa。
2、待注浆体强度达到75%以上且强度大于20MPa后直接进行检测。
3、孔位允许偏差为水平方向±100mm，垂直方向±50mm，预应力锚索钻孔倾角详见剖面图，倾斜度允许偏差为3％，孔深应超过设计长度0.5m，终孔后应清孔直至孔口流出清水为止。
4、预应力锚索下料长度允许误差为50mm，安装前应清除锚索表面的油污和铁锈。
5、注浆体预留试块数量每孔锚索一组，每组试验块不少于6个。
6、试验支撑面
锚索在封孔灌浆结束后，采用C30砼制作一试验支撑面（900mmX900mmX500mm），并预留至少1200mm的钢绞线。
由于锚索基本试验为在场地原地面进行试锚，3个位置原地面均为素填土，为避免原土承载力不足造成荷载无法加载到最大而砼支撑便发生位移的情况出现，在砼支撑面下再制作一块尺寸为2000mmx2000mmx1000mm的C30砼支撑面分散应力，详见附件2。
7、锚索基本试验
锚索的现场基本试验时用穿孔液压千斤顶加载，锚索、千斤顶，测力杆三者应在用一轴线上，千斤顶的反力支架置于横梁上，加载时用油压表答题控制加载值并由测力杆准确予以计量。
锚索的（拔出）位移量用百分表（精度不小于0.02mm，量程不小于50mm）测量，百分表支架远离混凝土面层着力点。
3.3施工工期
序号
试验号
施工时间
出具报告时间
规格
试验最大加载值（KN）
1
SM1
2016年3月11日
2016年3月28日
4s15.2，L=29m，锚固段17m，角度为30°
833.28
2
SM2
2016年3月11日
2016年3月28日
4s15.2，L=26m，锚固段16m，角度为30°
3
SM3
2016年3月11日
2016年3月28日
4s15.2，L=28m，锚固段18m，角度为30°
第四章锚索施工方法及基本试验方法
4.1预应力锚索施工工艺流程
4.2锚索施工方法
1、成孔施工
（1）成孔方法
采用专用锚杆钻机成孔，成孔直径不小于150mm，孔位偏差不应大于20mm，角度不应大于3%，预应力锚索钻孔倾角为20度，孔深应超设计长度0.5m，锚索施工采用泥浆循环成孔。
（2）在自由段成孔时，钻杆钻速可稍快，一般约为220转/分，钻进锚固段时速度可减为自由段速度一半左右，下钻速度300～400mm/min为宜，钻孔前须核实支护区周边的地下管线情况，如遇到地下管网或障碍物应立停止施工，请设计、业主、监理现场确定处理方案。
（3）钻进中遇到流砂，应适当加快钻进速度，减慢钻杆回转速度，减低冲孔水压，保持孔内水头压力。
（4）清孔：
用钻机成孔后，须用清水冲孔，直到孔内干净为止。
2、锚索制安
（1）按设计图纸加工锚索，采用4×7Ф5钢绞线预应力锚索，在锚索表面设置定位器（托架），保证各束钢铰线不致缠绕，固定一次、二次注浆管在托架内，并用铁丝绑扎牢固，间隔1500mm，使锚索足够的水泥浆保护层。
（2）插入锚索距孔底500mm，一次注浆距孔底宜为200～300mm，二次注浆管的出浆孔应该进行密封处理，如用胶布封住注浆的小孔。
（3）为保证锚索自由段可以自由伸长，可在每根钢铰线的自由段涂黄油或套波纹管，两端用铁丝扎牢。
预应力锚索下料时应注意预张拉长度。
清孔验收后，应立即安放锚索，安放时，应防止杆体扭转、弯曲，并插入设计孔深。
3、锚索注浆灌浆
（1）、锚索注浆采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥拌制水泥净浆，水泥浆中不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质，不得使用污水；必要时水泥浆中可以掺入外加剂，但水泥浆中氯化物总含量不得超过水泥总重量的0.1%。
（2）、锚索采用二次注浆工艺，灌浆水灰比0.45～0.5:
1，第一次常压注浆，注浆压力约0.5～0.8MPa，二次注浆应在第一次注浆形成的水泥结石强度达到初凝后进行，注浆压力不小于2.5MPa，浆体抗压强度>20MPa。
根据深圳市港嘉工程检测有限公司提供的《水泥快速物理性能检测报告》，一次注浆与二次注浆间隔时间应控制在2.5h-3.5h之间。
（3）、注浆时采用边注浆边拔管的注浆方法，拔管比注浆滞后不小于5m。
第一次注浆时直到孔口溢出浆，先把钻管全部拔出，以0.5～0.8Mpa稳压逐渐5分钟，拔出第一根注浆管。
第二根注浆管同。
（4）、注浆量应大于理论计算量的1.2倍。
4、制作支撑面
采用C30砼制作一个900X900X500及2000x2000x1000的砼支撑，内部布设钢筋，供检测时提供反作用力，具体大样详附件2。
5、试块及材料送检
钢绞线应采用出厂的新的钢绞线，ftpk=1860N/mm2，水泥浆体28d的无侧限抗压强度标准值不得低于30Mpa。
4.3试验锚索抗拉拔试验
待注浆体强度达到75%以上且强度大于20MPa后进行抗拉拔试验。
根据以往施工经验，水灰比为0.45-0.5:
1的水泥浆注浆体强度达到75%以上且强度大于20MPa一般需要14d，具体控制时间应以水泥浆试块达到20MPa的时间为依据。
1、基本试验时最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体轴向拉力标准值的0.8倍。
2、锚固体强度达到设计强度后方可进行试验。
试验时锚索应与支撑构件或混凝土面层脱离，处于独立受力状态。
3、锚索极限抗拔试验应采用分级循环加荷，加荷等级和位移观测时间应符合下表。
锚索极限抗拔试验的加卸荷等级和观测时间表表3
加荷增量Afptk（%）
初始荷载
/
/
/
10
/
/
/
第一循环
10
/
/
30
/
/
10
第二循环
10
30
/
40
/
30
10
第三循环
10
30
40
50
40
30
10
第四循环
10
30
50
60
50
30
10
第五循环
10
30
60
70
60
30
10
第六循环
10
30
60
80
60
30
10
观测时间（min）
5
5
5
10
5
5
5
注：
1、前五级循环的加载速率为100kN/min，第六级循环的加荷速率为50kN/min。
2、在每级加荷等级观测时间内，测读位移不应少于3次。
3、在每级加荷等级观测时间内，锚头位移增量小于0.1mm时，可施加下一级荷载，否则应加长观测时间，直至锚头位移增量在2h内小于2.0mm时，方可施加下一级。
4、fptk为预应力钢筋或钢绞线抗拉强度标准值。
4、锚索试验中出现下列情况之一时可视为破坏：
1）后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生的位移增量的3倍；
2锚头位移持续增长；
3锚杆杆体破坏。
5、编制循环加卸荷等级与位移观测间隔时间表、荷载与油表读数关系表明确张拉顺序,其中A·fptk=140×4×1860÷1000=1041.6KN。
6、锚索张拉顺序要求
每个循环张拉至最高一级时，稳压10min，其他各级稳压5min。
1）第一级先张拉至初始荷载104.16KN。
2）接着张拉第一个循环至30%AFPTK=312.48KN稳压10min接着卸载至10%AFPTK=104.16KN。
3）然后再接着张拉第二循环、第三循环、第四循环等，直到压力表读数不升高油缸不收敛，证明锚索已破坏，然后开始卸载至0，测出其位移量，至此张拉结束。
7、锚索张拉读数记录及张拉记录表
锚索张拉试验依据表（循环加卸荷载等级与位移观测表）实施每次加荷后至少观测5min，在观测时间内，测读锚头位移不少于3次。
锚头位移量不大于0.1mm时，可施加下一级荷载否则需延长观测时间，直至锚头位移量2小时小于2.0mm时，可施加下一级荷载，同时分别记录每级荷载对应锚索的伸长量，绘制荷载—位移Q—S曲线。
锚索张拉时采用下表进行现场数据纪录：
锚索基本试验张拉记录表
锚索编号：
试验类别：
基本试验锚固段长度：
加荷等级
施加应力
油表读数
观测时间
锚头位移读数
锚墩位移读数
备注
1
2
3
1
2
3
预张拉
10%
初始荷载
10%
第一循环
30%
10%
第二循环
30%
40%
30%
10%
第三循环
30%
40%
50%
40%
30%
10%
第四循环
30%
50%
60%
50%
30%
10%
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