锚杆支护设计与施工方案.pdf

目 录 一、工程概况 二、场地地质条件 三、桩间灌浆止水设计方案 四、桩间灌浆止水施工工艺 五、锚杆支护设计方案 六、锚杆施工工艺 七、施工总平面布置 八、主要施工机械设备 九、施工人员安排 十、安全施工措施 十一、质量保证措施及检验 十二、施工进度计划 1 锚杆支护设计与施工方案 一、工程概况 32层住宅楼基坑周长约300m，开挖深度9.3m。基坑采用冲孔桩（排 桩）加锚杆支护方案，由于场地西侧有一河涌，桩间采用灌浆止水。 预应力锚杆设一排， 两桩一锚， 布置在-3.5m处， 锚杆设计轴力450KN， 预应力350KN。 二、场地地质条件 根据地质工程公司提供的工程地质报告，场地属于河流冲积地 带，场地地层自上而下依次为人工填土层、冲积层、残积层及白垩 系中砂岩。 1、人工填土层（Qml）场地均布，主要由粘性土混砂砾、砖、 砼碎块等组成，稍粘或疏松，层厚0.50～4.50m，平均1.79m。 2、冲积层（Qal）按岩性不同可分为粉质粘土、粉土及粗砾砂。 （1） 粉质粘土场地均布，灰黄色，湿，可塑，局部硬塑，层 面埋深0～6.8m，层厚1.00～7.4m，平均4.15m。w28.2， e0.841， Ip17.2， Il0.37,压缩模量Es5.91MPa， fk200KPa。 （2） 粉土局部分布，灰黄色，灰白色，稍密～中密，湿，含 大量中粗砂，稍粘，层面埋深2.00～5.00m，层厚1.30～ 2 3.65m，平均2.77m。w22.7，e0.663，Ip8.4，IL0.51, 压缩模量Es6.31MPa，fk250KPa。 （3） 粗、砾砂大部分钻孔有揭露，灰黄色，灰白色，稍密。 含泥，分选性较差，层面埋深3.40～5.65m。层厚0.90～ 6.75m，平均3.31m。fk175KPa。 3、残积层（Qel） 局部分布，以粉质粘土为主，局部为粉土， 暗红色，硬可塑，湿～稍湿，粘性较差，为中砂岩风化土， 层厚0.60～3.70m。w18.2，e0.547,Ip6.2,Il0.55,压缩模量 Es8.42MPa，fk250KPa。 4、白垩系中砂岩强风化岩局部分布，中风化岩不发育，微风 化岩层面埋深7.90～12.5m，层面标高-12.14～-7.25m，层厚 大于4.55m。饱和抗压强度标准值frk56MPa，风干强度为 70.4～98.6MPa，软化系数为0.72～0.93，弹性模量为2.77～ 3.38104MPa，泊松比为0.24～0.31。 场地地下水为砂岩孔隙承压水、各土层孔隙水及基岩裂隙水。冲 积层透水性强，富水程度高，为场地的主要含水层。地下水位2.90～ 3.70米，地下水对砼无侵蚀性。 详细描述见工程地质勘察报告。 三、桩间灌浆止水设计方案 由于场地冲积层存在厚度较大的砂性土层，富水程度 高，渗透性强，场地西侧有一河涌，而且冲孔灌注桩施工时， 由于地层变化造成桩径扩孔程度不同，桩与桩之间的搭接也 不均匀，为保证基坑开挖及后期施工时不致于出现涌水和涌 3 砂现象，在冲孔排桩施工完后，采用桩间灌浆法进行止水。 具体方法为在基坑外侧每两条钻孔桩之间布置一个灌浆 孔，孔径为φ150，钻孔深度以达到基岩面为准（暂按 11.0m 计），总计灌浆孔 386 个，约 4246 延米。采用 0.8～1.0MPa 的压力进行灌浆，灌浆孔布置见基坑支护冲孔桩及锚杆布置 图。 四、桩间灌浆止水施工工艺 采用一次全孔灌浆法，浆液在搅拌机中搅拌均匀后，由 压浆泵在一定压力作用下将浆液经灌浆管压入地层的孔隙 中，通过浆液的渗透充填、挤密、粘结及固化等作用，使之 与土体形成具有一定阻水性能的隔水层，达到防渗目的。施 工工艺流程如下 钻孔 → 清孔 → 下灌浆管 → 灌浆至孔口溢出→ 封闭孔口 → 压力灌浆 → 拔灌浆管 → 结束灌浆 1.成孔 采用 XY-1 型地质钻机成孔，孔径φ150。由于上部有松散 填土层及砂层，可用套管跟进法和浓泥浆护壁法进行施工。 2.灌浆 4 清孔结束后，将灌浆管下入孔底，并用清水洗孔，以排出 孔内残渣及浓泥浆。然后自下而上往孔内灌浆，待孔口返浆 后用特制灌浆蒙头将孔口封闭，进行高压灌浆。灌浆压力 0.8～1.0MPa。 3. 灌浆材料 采用 425普硅水泥配制的纯水泥浆，水灰比 W/C0.5。 五、锚杆支护设计方案 锚杆布置在-3.5m处， 倾角30， 设计轴力450KN， 预应力350KN。 锚杆长度约16.5m，总计182条，计3003m。锚杆自由段6m，终孔 条件为入微风化岩3.5m。 锚杆杆体材料选用47φ5钢绞线，钢绞线采用0.6”270级低松 驰型，标准强度1860MPa。 支护体系的设计计算参数如下表 深度 9.3m，分 2 步开挖3.8m，9.3m。 各土层参数如下表 项 目 厚度 dm 容重 KN/m3 内摩擦角 内聚力 KPa 变形模量 KPa 泊松比 第1层 3.4 19 15 18 6000 0.30 第2层 6.6 20 15 0 5000 0.30 第3层 2.0 22 40 100 200000 0.25 计算结果如下 分步开挖的弯矩、剪力、位移及反力极值如下表 开挖步骤 弯矩KN-m 剪力KN 位移mm 反力KPa 5 第 1 步3.8m 22.3 -94.7 26.4 -40.1 0.5 -1.0 6.7 -14.6 第 2 步9.3m 534.9 -755.7 551.1 -365.8 12.5 -1.21 274.6 -460.2 锚杆在开挖至 9.3m 时的水平向受力为 392KN。 支护体系的计算简图、弯矩图、位移图及反力图见附图1～4。 六、锚杆施工工艺 施工需要4～6m宽道路。 施工前根据设计要求准备好钢绞线、水泥及加工机具等。 ①成孔及终孔条件 锚孔直径为φ130，锚杆倾角30,采用地质钻机成孔，锚孔深超 过锚杆设计长度0.5m。采用泥浆护壁的锚孔终孔后，应泵入清水洗孔 至孔口返出清水为止。锚杆长度约16.5米，其中自由段长6米，终孔 条件为入微风化岩3.5m。 ②插入锚杆 锚杆主筋采用7φ5钢绞线4股。 插入锚杆时将灌浆管与钢绞线同时放入钻孔， 杆体插入孔内深度 不应小于锚杆长度的95，注浆管内端距孔底50～100mm,锚杆每隔 1.5m设置定位支架。 锚杆自由段钢绞线用塑料胶管套住，并与锚杆杆体扎牢，以便隔 离浆液和张拉时能够自由伸长。 ③注浆 注浆采用525普通硅酸盐水泥配制的纯水泥浆，水灰比 W/C0.40，并加入0.4的N型高效减水剂。 注浆体强度不得低于30MPa。 6 注浆前应先洗孔，注浆压力在土层中用0.2～0.5MPa，在岩层中 用2～4MPa。 水泥浆自孔底向外灌注，随着水泥浆的灌入，应逐步地注浆管向 外拔出直至孔口，拔管过程中应保证管口始终埋在水泥浆内。待孔口 溢浆，即可停止注浆。 ④ 连系梁制安 锚杆施工完一段后，及时进行连系梁的制安，连系梁混凝土强度 等级C25。同时，在连系梁中预埋20020012锚头垫板。连系梁大 样及锚杆大样见基坑支护冲孔桩及锚杆布置图。 ⑤ 张拉与锁定 锚杆的张拉与锁定在注浆后14天进行， 锚固体强度应达到设计强 度的80，锚杆锁定荷载为350KN。 张拉前应对张拉设备进行标定。 锁定后，若发现明显的预应力损失时，应进行补偿张拉。 七、施工总平面布置 见基坑支护冲孔桩及锚杆布置图 八、主要施工机械设备 序号 机 具 名 称 规 格 单 位 数 量 1 地质钻机 XY-1 台 8 2 砂轮切割机 台 2 3 电 焊 机 17KW 台 2 4 灰浆搅拌机 卧式0.4m3台 2 7 5 灰 浆 泵 UB-3 台 2 6 砼搅拌机 200L 台 1 九、施工人员安排 ①管理人员7人 名 称 数 量 名 称 数 量 项目经理 1 技术负责 1 施 工 员 2 质 安 员 1 测 量 员 1 资 料 员 1 ②劳动力计划47 人 名 称 数 量 名 称 数 量 钻 工 24 混凝土工 8 锚杆制作 4 电 焊 工 2 灌 浆 工 4 杂 工 2 电 工 1 机 修 工 2 十、安全施工措施 现场的安全主要是用电安全、 机械使用安全和防火安全。 1. 用电安全 现场用电必须严格遵守 建设工程施工现场用电安全规 范 GB504194-93。现场电线架设必须做到统一规划，严 格执行三相五线制，按规范设置漏电保护开关，用电设备做 到良好的接零和接地。 必须建立起用电安全检查制度，定期对工地的用电情况 8 进行检查，发现隐患及时整改。 2. 机械使用安全 现场所用机械设备的装设必须牢固稳定，搅拌桩机不能 晃动或倾倒，所有机械设备严禁带故障作业，设专人定期进 行检查、检修和保养。 所有设备必须由专业人员进行操作，特殊工种必须持证 上岗，机械操作实行挂牌制度，严格按照操作规程进行操作。 3. 防火安全 现场临时设施的搭设必须遵守有关防火规定， 选用不易 燃烧的材料，现场配备足够数量的消防器材。 建立消防工作台帐，落实安全生产责任人，建立工地义 务消防队，经常对工地的防火工作进行检查，对工人进行消 防的交底和教育。 成立以工地负责人为组长的安全防火领导小组，以便安全、顺利 地完成施工工作。 4. 现场文明施工 在抓好质量和安全的同时，也要搞好现场的文明施工， 以促进质量的提高和保障施工的安全，主要做好以下几点 ①施工现场必须在“三通一平”的前提下，认真进行施 工总平面的布置，各生活生产设施都要做到整齐有序，认真 做好开工前的一切准备工作。 ②施工现场按规定设置安全标语和色标， 保持现场道路 畅通，路面平坦无积水，保持场地整洁。 ③施工现场的材料要按施工总平面布置图规定的位置 堆放整齐，现场机械要按照平面布置图规定的位置和线路设 9 置，不得任意侵占场内道路。并在各种机械的作业点挂要点 牌，禁止无证人员操作，对设备及时清洁保养。 ④现场各职能办公室、材料房、机械房、宿舍、冲凉房 等都要挂牌，并经常保持整洁有序和清洁卫生，办公室按规 定挂各种图表。 十一、质量保证措施及检验 1. 锚杆施工前，需做基本试验，做试锚3条，以选取合适的锚杆施工 参数。 2. 工程开工前，应向全体施工人员进行技术交底，做好记录。 3. 水泥、钢绞线及锚具、夹片等均应有出厂合格证，并进行有关的 质量检验测试，不合格不得使用。 4. 认真做好各工序的施工原始记录，严格签字验收。 5. 严格按有关规范及设计要求施工。 6. 锚杆基本试验、施工及张拉锁定按照土层锚杆设计与施工规范 CECS2290进行。 7. 水泥浆每天做1～2组试件，做抗压试验。 8. 锚杆孔口浆液如有流失，应及时补充，确保灌浆饱满。 9. 锚杆头如有漏水，采用水泥、水玻璃封堵。 10. 冲孔桩间灌浆止水施工时，为了保证浆液的可灌性，压入钻孔前， 应通过滤网清除杂质。如果在灌浆过程中，灌浆压力偏低或者灌 浆量持续增大，应加入适量的速凝剂（水玻璃）。 11. 如果在灌浆过程中出现灌浆压力突然升高或地面抬升及冒浆等现 象，应停止灌浆，待判断清楚产生上述现象的原因后，再决定是 否终止灌浆。 十二、施工进度计划 灌浆施工在冲孔桩完成一定数量后进行，用15天时间完成。 10 锚杆施工配合挖土进行，锚杆工程（张拉除外）在15个工作天内 完成。