深基坑支护锚杆在高水位砂层地质中施工工法教学提纲.doc

深基坑支护锚杆在高水位砂层地质施工工法
威海建设集团股份有限公司 张猛 郭清云 孙显辰 孙明晶
1、前言
随着我国经济的高速发展，建筑行业也迅速发展，建筑工程所面对的施工条件越来越复杂，新技术的应用越来越多。对于沿海地区来说，地下水位高，地质条件复杂，深基坑支护中经常会用到锚杆支护，但在地下水位高的松散砂地层施工时，常常存在涌水、涌砂、塌孔等问题，导致成孔困难，甚至引起周边地层下陷，严重危害基坑周围其他设施（如道路、建筑物等）的安全。
2、工法特点
采用正循环泥浆护壁，套管跟进的钻进方法，钻至设计孔深，下1*7Ф5钢绞线，进行一次注浆，拔套管，二次注浆。该工艺的主要特点为采用套管成孔，避免传统泥浆护壁成孔的塌孔现象，保证成孔质量，进而保证整个锚杆的施工质量。
3、适用范围
此工法主要适用于地下水位高，地质为松散砂地层的基坑支护工程。其他不易成孔的地质条件可以参考本工法。
4、工艺原理
工艺原理：传统钻孔做法当钻杆钻穿护坡及止水帷幕后，即遇砂层和地下水，在回转钻机的搅动下产生动水压力而形成流砂，孔内垮孔严重。采用浓泥浆和水泥浆护壁，钻至设计深度，刚拔出钻杆，孔内已经被垮坍的流砂回填，钢绞线根本无法放入孔内。本工法采用套管直接成型后进行第一次注浆，边拔套管边注浆，改变传统的成孔方式，待一次注浆初凝后进行二次注浆，有效保证成孔质量。

传统工艺施工成孔照片

5、施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
施工准备——土方开挖——修整边壁——定位放线——钻机就位—
—接钻杆——校正孔位——调整角度——打开水源——用150 mm三翼合金尖钻头开孔，钻穿止水帷幕搅拌桩——换用110mm套管钻头及跟进的套管下至Ф150孔内，正循环钻至设计孔深——冲洗——插入钢绞线和注浆管——埋入式一次注浆——二次注浆——质量检验——后续施工
5.2操作要点
5.2.1施工前准备
根据地质勘察报告，判断工程所在区域的地下水位，基坑周边设置降水井，进行降水，各种机械设备安装到位运转正常，所需各种材料全部按计划到位。
5.2.2测量放线
用经纬仪将规划放线点引至基坑内，根据建筑物的位置，留出5m的施工作业面（锚杆施工机械操作面），将锚杆的定位点施放出，并将每个锚杆的中心点做明显标识，同时做好主要轴线的留设，便于后期施工时的校验。
5.2.3各主要工序的施工流程
5.2.3.1用150 mm三翼合金尖钻头在止水帷幕搅拌桩上开孔。

止水帷幕搅拌桩上开孔图片
5.2.3.2换用110mm套管钻头及跟进的套管下至Ф150孔内，正循环钻至设计孔深。

110mm套管钻头套管钻进
5.2.3.3终孔后，考虑到起拔套管将引起砂层垮坍回填钻孔而无法下入注浆管，所以采用埋入式注浆。埋入式注浆是将注浆管绑扎钢绞线上。成孔后，将绑扎注浆管杆体事先插入钻孔内，为防止起拔套管后，坍垮的砂堵塞注浆管底口。绑扎前，要在二次注浆管的底管下部(约2m长左右)的周侧钻10@500的出浆孔，并用胶带将注浆口封闭，以保证被砂掩埋时注浆管能顺利出浆。埋入注浆管的内径为25mm(壁厚1.5mm)的软塑管，埋入时用扎丝将软塑管沿锚杆全长绑扎于杆体上，并在孔外留1m左右的富余长度，以连接注浆泵注浆。

下锚索及注浆管图片
5.2.3.4采用BW250注浆泵注浆，水泥浆采用P.O42.5 水泥，水灰比为0.55，一次注浆的水泥量约300kg/m3，一次注浆后，将一次注浆管及套管分别拔出，套管拔出过程中要防止将钢绞线及二次注浆管带出。
5.2.3.5待一次灌注的水泥浆初凝后进行二次注浆，二次注浆压力2.0-2.5Mpa,水泥用量约为400kg/m3。
6、材料与设备
6.1设备：钻孔设备为GS-150型钻机、BW250注浆泵

6.2材料：预应力锚杆的主筋采用1*7Ф5钢绞线，一次注浆料使用水泥浆采用P.O42.5 水泥，水灰比为0.55，一次注浆的水泥量约300kg/m3，二次注浆料水泥用量约为400kg/m3。内径为25mm(壁厚1.5mm)的软塑注浆管。

7、质量控制
7.1锚杆质量要求
7.1.1锚杆钢绞线必须经过防腐处理。
7.1.2锚杆的抗拔力必须满足设计要求。
7.1.3锚杆长度允许偏差为±30mm。
7.2钻孔质量要求
7.2.1钻孔位置允许偏差为±100mm。
7.2.2钻孔倾斜度偏差为±1°。
7.3浆体材料质量要求
7.3.1一次注浆，水泥浆采用P.O42.5 水泥，水灰比为0.55，一次注浆的水泥量不小于300kg/m3。
7.3.2二次注浆压力2.0-2.5Mpa,水泥用量不小于为400kg/m3。
7.3.3注浆量应大于设计算量。
7.3.4浆体强度等级应符合设计要求
8 安全措施

8.1严格执行各项安全法规、安全技术规程的各项规定组织施工，做到安全文明施工。
8.2应对操作人员进行安全教育，掌握和了解安全操作规程，做好安全技术交底工作，严禁违章作业。进入施工现场必须带好安全帽，禁穿“三鞋”，禁止赤脚、光背。
8.3施工现场临时用电采用TN-S系统，严格要求使用五芯电缆配电，系统采用“三级配电两级保护”，实行“一机、一闸、一漏、一箱”制度，配电箱进出线设在配电箱下端。
8.4施工现场材料应堆放整齐，剩料严禁随意丢弃，做到工完料清。易燃品应隔离堆放，确保施工安全。
8.5电工、焊工应持证上岗，机械安装人员需经安全交底和试操作后方可全面施工。
8.6手持电动工具必须经试运围正常才能投入使用，并装好漏电保护器。
9 环保措施
9.1尽量避免在周边居民休息期间施工，搭设隔音棚，将噪音污染控制到最低点。
9.2锚杆施工过程中产生的泥浆，不得流入城市管网内，可在基坑中央挖一大深坑，通过自然沉淀方式，循环利用。
9.3施工过程中，为避免粉尘污染，搭设搅拌棚，对使用完的水泥袋注意收集。
9.4对进出场车辆进行清洗，避免将土带到城市道路上。
10 效益分析
一是此工法施工简便，所使用的材料均为常见材料，无需耗费大量的材料采购费用；二是施工方法简单易行，无需聘请高技术人才，一般操作人员经过简单培训后均可操作；三是简化了施工程序，节省了施工时间进而缩短工期、增加效益，四是一次成孔率高，避免返工，节省人力及物力。
11 应用实例
威海宝泉广场工程位于原体育场旧址，场地范围东至海滨路，西至新威路，南至新规划的宝泉路，北至昆明路，地处市区繁华地段，交通便利。该工程规划用地面积约为10650平方米，建筑面积约36.3万平方米。
威海宝泉广场基坑二期工程开挖深度为自然地坪以下约10.6米，基坑支护采用截水帷幕+土钉墙支护方案，局部采用桩锚施工。根据《威海大操场拆迁改造工程岩土工程勘察报告》，其中锚杆施工主要在第②层中细砂，场地地下水主要为第四系孔隙潜水、承压水及基岩裂隙水，地下水位埋深2.30-3.20m，标高为-0.76-151m，场区地下水位年变幅0.5-1.0m。
威海宝泉广场第二标段基坑支护的第一排土钉采用Ф22/Ф25螺纹钢，倾角5°，锚固体直径Ф110，土钉长度12m/16m/18m，开孔位置位于绝对标高+1.5m,第二道土钉采用1*7Ф5钢绞线，倾角10°，长度16m/18m，开孔位置位于绝对标高+0.4m。

另外，威海宝泉广场工程是威海市的重点工程、形象工程，地处市中心，周边道路、建筑物密集，此工法的成功应用，避免了涌水、涌砂、塌孔等问题，对建筑物及道路毫无影响，受到了建设单位和使用单位的一致好评，给企业带来了良好的社会效益，树立了企业形象，为企业的发展作出了贡献。