淺談套管跟進(jìn)成孔預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)要點

陳 超 夏劍毅

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

淺談套管跟進(jìn)成孔預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)要點

陳 超 夏劍毅

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

預(yù)應(yīng)力錨桿施工質(zhì)量在深基坑支護(hù)中起著尤為關(guān)鍵的作用，分析了套管跟進(jìn)預(yù)應(yīng)力錨桿施工的工藝流程、操作要點、質(zhì)量控制、安全控制、環(huán)保措施，對效益應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，可以為同類工程提供借鑒。

預(yù)應(yīng)力錨桿；套管跟進(jìn)；工藝流程；操作要點；質(zhì)量控制；安全控制；環(huán)保措施；效益分析

預(yù)應(yīng)力錨桿施工質(zhì)量在深基坑支護(hù)中起著尤為關(guān)鍵的作用。保證錨桿施工質(zhì)量是一項相當(dāng)重要的技術(shù)難題。特別在地下水位相當(dāng)高、地質(zhì)情況復(fù)雜、地質(zhì)條件相對較差、易流沙和易坍塌地層地質(zhì)條件下的預(yù)應(yīng)力錨桿施工，采用普通錨桿鉆機螺旋鉆進(jìn)直接成孔施工質(zhì)量得不到保證，采用預(yù)應(yīng)力錨桿施工全套管跟進(jìn)成孔的施工做法能很好地保證錨桿施工質(zhì)量和深基坑支護(hù)的安全。

1 工藝原理

預(yù)應(yīng)力錨桿套管跟進(jìn)成孔施工方法是錨桿鉆機成孔采用外套管先打進(jìn)，然后用接有高壓水泵的內(nèi)鉆桿將套管內(nèi)土體通過機器鉆進(jìn)壓力和水壓力將土體稀釋成泥漿并且排出孔外的方法成孔。成孔施工結(jié)束后拔出內(nèi)鉆桿,進(jìn)行第一次常壓注漿。第一次常壓注漿結(jié)束后,在套管內(nèi)進(jìn)行鋼絞線下放，然后進(jìn)行一次高壓注漿、拔出外套管，最后進(jìn)行劈裂注漿、錨桿張拉鎖定、錨桿試驗等工序。拔出外套管后即可進(jìn)行下一根錨桿施工。

2 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量放線、定孔位→鉆機就位→開孔鉆進(jìn)→一次常壓注漿→下錨索→一次高壓注漿→二次劈裂注漿→養(yǎng)護(hù)至張拉強度→張拉、鎖定。

3 施工操作要點

3.1 施工準(zhǔn)備

1）土方開挖:錨桿施工緊接基坑土方開挖進(jìn)行，基坑土方采取分層、分段跳倉開挖。此段錨桿施工時前后預(yù)留一段土堆保持基坑邊坡穩(wěn)定，待此段錨桿施工張拉完后再進(jìn)行前后段土方開挖和錨桿施工。

2）平整場地、留置工作面:當(dāng)土方分層開挖至錨桿孔位下0.5 m高程時，平整此段開挖面場地，從而保證鉆機正常就位調(diào)整角度進(jìn)行錨桿施工；根據(jù)鉆機的工作特點，鉆機的工作面寬度不小于7 m，施工時設(shè)置一臺鉆機施鉆操作面。

3）接水源、電源、設(shè)置沉淀池:鉆機施工用水使用自來水,用100 mm水管分兩個Φ50mir閥門通向基坑；因施工時用水量大，因此，正式鉆進(jìn)前，須于基坑內(nèi)設(shè)置好排水溝，并于基坑中沿基坑方向每約30 m設(shè)置一個泥漿沉淀池。電纜線路采用“三相五線”接線方式，架設(shè)在專用電桿上。

3.2 測量放線定孔位，調(diào)鉆機找方位

鉆機鉆孔開鉆前,根據(jù)設(shè)計要求和土層條件，定出孔位，作出標(biāo)志，并按預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計角度鉆進(jìn)。

3.3 鉆孔

以上工作準(zhǔn)備完成后即可移動鉆機就位，進(jìn)行鉆孔作業(yè)。錨桿鉆機成孔采用外套管先打進(jìn)，套管跟進(jìn)成孔鉆機通過鉆機配置的前回轉(zhuǎn)動力驅(qū)動跟進(jìn)套管，鉆機一次驅(qū)動的一節(jié)套管長度一般為3 m，一節(jié)套管驅(qū)動進(jìn)入后通過套管上的套絲擰緊，連續(xù)驅(qū)動每節(jié)套管進(jìn)入；用接有高壓水泵的內(nèi)鉆桿將套管內(nèi)土體通過機器鉆進(jìn)壓力和水壓力，把土體稀釋成泥漿并且排出孔外;成孔至設(shè)計擴大頭深度時，外套管停止跟進(jìn)，啟動擴孔設(shè)置擴孔器自動張開進(jìn)行擴孔，反復(fù)沖擊，形成擴大頭錨桿，以保證錨桿的張拉作用。

3.4 錨桿制作與下放

錨桿采用7束Φ5鋼絞線制作，先用切割機將鋼絞線原材切割成等長度(長度為設(shè)計長度加1.5 m)，每根鋼鉸線誤差小于50 mm，在平坦無泥的加工場地加工。每束鋼絞線自由段用PVC管套住，PVC管接頭和兩端用透明膠布纏緊裹嚴(yán)密，從而保證自由段不沾水泥漿液。二次注漿管從定位器中間穿入并沿鋼絞線布置固定。錨桿加工檢驗合格后，方可下放。桿體放人孔內(nèi)后，外露張拉長度不小于1.0 m(以樁外邊為準(zhǔn))，以便千斤頂?shù)陌惭b和試驗張拉。

3.5 注漿

為了提高錨桿受力，一次注漿與二次注漿都使用純水泥漿，水灰比為0.5（攪漿用水為自來水），水泥為425#普通硅酸鹽水泥。

1）一次注漿

一次注漿分為一次常壓注漿和一次高壓注漿兩次進(jìn)行。

一次常壓注漿:每個孔成孔施工結(jié)束后拔出內(nèi)鉆桿，用高壓水沖洗鉆孔，即可進(jìn)行錨桿一次注漿。將Φ25的塑料注漿管插入距孔底100～200 mm進(jìn)行第一次注漿。由于注人的水泥漿較孔內(nèi)殘留的泥漿、清水比重大，故能將泥漿、清水置換出來。由孔底開始注漿,當(dāng)孔口冒出的水泥漿與新漿相同時，再繼續(xù)注漿2 min即可。

一次高壓注漿:第一次常壓注漿結(jié)束后，按設(shè)計要求沿套管把鋼絞線放入孔內(nèi),然后撥出一節(jié)套管，在管內(nèi)注滿水泥漿，并在管口加蓋高壓注漿帽，繼續(xù)注漿。管內(nèi)水泥漿在高壓作用下，向錨固段土壤擴散，滲透壓縮周邊土體，穩(wěn)定2 min后卸管，再撥出一節(jié)套管，并繼續(xù)上述過程，直至撥管至自由段時停止注漿，繼續(xù)拔管至完成。拔管后應(yīng)注意檢查錨桿桿體是否正確。

2）二次劈裂注漿

二次注漿為劈裂注漿，注漿壓力宜控制在2.5～5.0 MPa，注漿時間根據(jù)注漿工藝試驗確定，當(dāng)一次注漿錨固體強度達(dá)到5 MPa后進(jìn)行。其目的是再次向錨固區(qū)段注漿，使第一次注漿體被劈裂，漿液在高壓下被壓人孔內(nèi)壁的土體中，使錨桿能牢固地錨在巖土中。壓漿管為膠管，在制作鋼絞線時就綁扎在鋼絞線中的定位架線環(huán)中。施工中為了使二次注漿達(dá)到設(shè)計的效果，在—次注漿中必須將錨固段完全注滿漿。

3.6 張拉鎖定

錨桿固體的強度大于20 MPa，達(dá)到設(shè)計強度80%時，可進(jìn)行錨桿張拉鎖定。張拉采用油壓式張拉機和千斤頂進(jìn)行整體張拉；張拉前先將10 mm厚鋼墊板放好，與腰梁槽鋼簡單焊接，以保證張拉過程中鋼墊板不移位。錨桿宜張拉至設(shè)計荷載的1.05～1.1倍，待額定壓力穩(wěn)定后按設(shè)計要求鎖定。

3.7 工程監(jiān)測

為確?；蛹爸車F(xiàn)有建筑物的安全，須加強對基坑邊坡和周圍現(xiàn)有建筑物的位移與沉降監(jiān)測。為掌握錨桿在實際工作中的受力狀態(tài)，檢驗錨桿的施工質(zhì)量,在錨桿端部設(shè)置錨桿測力計，來掌握錨桿的受力情況，進(jìn)行信息化施工。

4 質(zhì)量控制

1）建立一套完整的質(zhì)量保證體系，健全質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)格質(zhì)量管理“三檢制”，層層把關(guān)，責(zé)任到人，使得各個環(huán)節(jié)有機結(jié)合，高效運作。

2）錨孔鉆孔施工前準(zhǔn)確測量定位，作出標(biāo)志，用坡度測量儀按錨桿設(shè)計角度調(diào)整好鉆機鉆孔角度。鉆孔施工采用往返循環(huán)跳打的方式，鉆孔深度超過錨桿設(shè)計長度應(yīng)不小于0.5 m，錨孔水平定位偏差不宜大于20 mm，錨孔水平方向孔距垂直方向允許偏差不宜大于100 mm,錨孔偏斜度不應(yīng)大于5%。

3）嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范和設(shè)計計算要求控制水泥漿配合比、注漿量和注漿壓力，作好計量和相關(guān)記錄工作。

4）錨桿張拉采用往返循環(huán)張拉的方式進(jìn)行，避免張拉時相近錨桿相互影響,預(yù)張拉應(yīng)力分級施加，嚴(yán)格按設(shè)計荷載要求進(jìn)行張拉鎖定。

5 安全控制

1）建立完善的施工安全保證體系,認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，加強施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，抓好工程的安全生產(chǎn)。

2）施工現(xiàn)場的臨時用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。

3）電纜線路采用“三相五線”接線方式，電氣設(shè)備和電氣線路必須絕緣良好，場內(nèi)架設(shè)的電力線路的懸掛高度和線間距除按安全規(guī)定要求進(jìn)行外，還應(yīng)將其布置在專用電桿上。配電柜、配電箱前要有絕緣墊，并安裝漏電保護(hù)裝置。

4）施工現(xiàn)場按符合防火、防風(fēng)、防雷、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并設(shè)置各種安全標(biāo)志。

6 環(huán)保措施

1）將施工場地和作業(yè)區(qū)進(jìn)行合理布置，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)設(shè)醒目，施工場地整潔文明。

2）設(shè)立專用排漿溝、集漿坑、沉淀池，對廢漿、污水進(jìn)行集中處理，防止施工泥漿亂流。

3）定期清運沉淀泥砂，做好泥砂、棄渣及其他工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按環(huán)境衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)外，還按當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求的指定地點排放。

7 效益分析

錨桿施工采用套管跟進(jìn)成孔方法與普通鉆機螺旋鉆進(jìn)直接成孔方法相比，能較好地解決在流沙和易坍塌地層地質(zhì)條件下錨桿施工的技術(shù)難題，成孔速度快，一般成孔時間為2 h(鉆孔30 m深)，大大降低了施工難度；不會造成塌孔，錨桿施工一次驗收張拉合格率能達(dá)到100%，保證錨桿施工質(zhì)量；不會因錨桿施工質(zhì)量不合格造成返工，確保工程工期按計劃進(jìn)行；能減免錨桿施工塌孔引起的地面沉降,確保基坑周圍建筑物的安全。套管跟進(jìn)成孔預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)可使深基坑施工全過程處于安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。