基坑锚索腰梁施工组织设计.docx

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基坑锚索腰梁施工组织设计

一、工程概况

1．项目概况

开福万达广场位于省市开福区，东至福庆街、西长街，西至湘江大道，南至五一大道，北至潮宗街。

分为A、B、C三个区，开福万达广场的地块总用地面积约15.83万平方米，其中规划用地面积约12.18万平方米,总建筑面积约100.5万平方米，其中地上建筑面积80万平方米，二层地下室建筑面积20.5万平方米。

C区用地面积2.6706万平方米，基坑开挖深度12.10～13.30m。

根据周边环境条件、岩土工程条件及基坑支护深度的不同，将本C地块基坑分为BC、CD、DE、EF、FG、GH、HA、BP、PO、ON及NA十一段。

均采用旋挖桩结合预应力锚索支护型式，（178~196号人工挖孔桩由于高压线，不能以旋挖机进行施工，业主已经允许我部进行人工挖孔桩）。

在双排桩的位置是三道腰梁，其余均为五道腰梁，每一道腰梁均有锚索。

槽钢和各构件钢板均采用A3钢，制作各构件的钢板厚度均为20mm，钢板槽钢焊接满足规要求。

桩间挂网采用φ6.5200×200钢筋网，喷射细石砼厚度100mm。

冠梁顶至基坑顶坡面采用素喷射砼护面，喷射细石砼厚度50mm。

2．施工难点

1）本工程工期紧

业主单位对C区工期颇为紧，施工阶段正逢雨季，要求我部在汛期来临之前封闭基坑。

迫使我部交叉进行人工挖孔桩、出土、考古、锚索、古城墙支护等施工。

土方施工也在火速进行，同时要给锚索施工留出施工作业面及相应的道路

2）地质情况差

根据地勘报告，场地人工杂填土和淤泥及淤泥质土厚度较大，而设计要求的轴向抗拉力又特别大，这就要求锚索必须打入埋深较深的中（强）风化泥质粉砂岩。

根据设计，最长的锚索长度达到了33m。

3）地下管线复杂

因场地原为市棚户区，房屋较多较密集，地下管线分布较多，包括给水管、道煤气管、雨水管道、污水管道、消防水管、电线、电信线路、国防光缆等。

同时地下障碍物繁多，严重影响了锚索的施工。

3．选用机械设备

根据本工程的特点和工期要求，选用钢筋切断机3台、锚索钻机4台、压力注浆机2台、压力喷浆机2台、液压拉设备3套、电焊机5台、挖掘机3台。

各种机械设备根据施工现场的进度需要过程中及时增加。

4、施工准备

1）锚索施工区段的支护桩、旋喷止水桩完成，并且已经达到一定强度。

2）用挖掘机将操作面开挖平整出来。

3）锚索材料、注浆管、水泥等材料准备就位。

4）机械设备及劳动力准备到位。

二、锚索腰梁及挂网喷砼施工工艺

（一）、锚索施工工艺

本工程的锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面以的稳定岩体中。

穿过边坡滑动面的预应力锚索（钢绞线），直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。

锚索正式施工前应进行现场调查，锚杆施工过程中遇障碍物时，应停止施工，查明原因后方可继续施工，若遇建筑物桩基或遇周边管线（井），则调整锚索平面位置，废孔注水泥砂浆。

以目前设计图结合地质勘探报告以及对照周边的管线图。

1．施工工艺及流程图如下：

锚索制作

钻孔

锚索安装

一次注浆

挂网喷砼

二次注浆

2．钻孔

钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。

由于现场土质均为淤泥，为了使得锚索钻孔机能够稳定工作，则在锚索机下面铺设25mm厚钢板。

并且为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用全套管锚索钻机，钻头直径为150mm。

钻机钻孔时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。

同时，按照设计的角度，将钻机摆放到位，钻孔深度要超出锚索设计长度0.5m左右。

钻机刚开始钻进时，钻孔所需的水通过自来水提供。

钻孔时流出的泥水浆就地挖槽收集，然后经过过滤用水泵抽回利用，作为钻孔所需用水。

钻孔结束，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。

用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。

两种特殊情况的处理：

3．渗水的处理。

在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时，从孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黄色团粒而无粉尘，说明孔有渗水，岩粉多贴附于孔壁，这时，若孔深已够，则注入清水，以高压风吹净，直至吹出清水；若孔深不够，虽冲击器工作，仍有进尺，也必须立即停钻，拔出钻具，洗孔后再继续钻进，如此循环，直至结束。

有时孔渗水量大，有积水，吹出的是泥浆和碎石，这种情况岩粉不会糊住孔壁，只要冲击器工作，就可继续钻。

如果渗水量太大，以至淹没了冲击器，冲击器会自动停止工作，应拔出钻具进行压力注浆。

4．塌孔、卡钻的处理。

当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往往发生塌孔。

塌孔的主要标志是从孔中吹出黄色岩粉，夹杂一些原状的（非钻头碎的、非新鲜的、无光泽的）石块，这时，不管钻进深度如何，都要立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用0.4MPa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，24小时后重新钻孔。

雨季，常常顺岩体破碎带向孔渗流泥浆，固壁注浆前，必须用水和风把泥浆洗出（塌入钻孔的石块不必清除），否则，不仅固壁注浆效果差，还容易造成假象。

5．锚索制作

锚索在钻孔的同时于现场进行编制，锚固段采用波纹形状，拉段采用直线形状。

钢纹线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及拉操作余量的总和。

正常情况下，钢绞线截断余量取500mm。

将截好的钢绞线平顺地放在作业台架上，量出锚固段和锚索设计长度，分别作出标记；在锚固段的围穿对中隔离支架，间距150cm，两对中支架之间扎紧固环一道；拉段每米也扎一道紧固环，并用塑料管穿套，涂黄油；最后，在锚索端头套上导向帽。

6．锚索安装

向锚索孔装索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，再以高压风清孔一次，即可安装锚索。

安装下倾锚索比较简单，没有更多的技术问题。

安装锚索时要注意以下四点：

检查定位止浆环和限浆环的位置，损坏的，按技术要求更换；检查排气管的位置和畅通情况；锚索送入孔，当定位止浆环到达孔口时，停止推送，安装注浆管和单向阀门；锚索到位后，再检查一遍排气管是否畅通，若不畅通，拔出锚索，排除故障后重新送索。

7.锚索一次注浆

第一次采用重力或低压（0.4~0.6MPa）灌浆，采用底部灌浆方式，导管底端插入孔底（距孔底宜为100~200mm），在灌浆同时，将导管缓慢的以匀速撤出，导管的出浆口应始终处于孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部逸出,当孔口有水泥浆液流出时，说明注浆已满，停止注浆。

一次灌浆宜选用灰砂比1：

1~1：

2，水灰比0.38~0.45的水泥砂浆，或水灰比0.45~0.5的水泥净浆。

8．锚索二次注浆

第二次采用高压注浆（2~3MPa），孔口设止浆塞，在首次灌浆初凝后2~4小时向孔中二次灌注水泥净浆，注满后保持压力5~8分钟，二次灌浆管的边壁带孔且与钻孔等长，在首次灌浆前与锚索同时送入孔中。

施工中，在二次注浆管上用小电钻开孔，开孔间距为500mm，只在锚固段开孔。

然后用胶布封上，防止一次注浆的浆液渗进孔，堵塞喷孔。

二次注浆的原理是，通过高压喷浆（通过钻开的小孔），将原来钻机钻的孔径扩大，提高锚索的抗拉力。

因此二次注浆的压力可以适当提高，这样可以使二次注浆的效果更好。

9．立锚墩

锚墩的作用是把锚具的集中荷载传递到岩面和调整岩面受力方向。

为了使锚墩上表面与锚索轴线垂直，预先将一根外径与钻头直径相同的薄壁钢管和垫板正交焊牢，浇筑锚墩前将钢管的另一端插入钻孔即可。

10．锚索的拉

拉锚索前需对拉设备进行标定。

标定时，将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好，在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次，取平均值，绘出千斤顶出力（KN）和压力表指示的压强（MPa）曲线，作为锚索拉时的依据。

因国产压力表初始起动压强不完全相同，所以，标定曲线上必须注明标定时的压力表号，使用中不得调换。

压力表损坏或拆装千斤顶后，要重新标定。

若锚索是由少数钢纹线组成，可采用整体分级拉的程序，每级稳定时间2~3min；若锚索是由多根钢纹线组成，组装长度不会完全相同，为了提高锚索各钢绞线受力的均匀度，采用先单根拉，3天后再整体补偿拉的程序。

为了避免相邻锚索拉的应力损失，可采用“跳法”，即隔一拉一的方法。

11．封孔注浆

补偿拉后，立即进行封孔注浆。

对于下倾锚索，注浆管从预留孔插入，直至管口进到锚固段顶面约50cm；孔中的空气经由设在定位止浆环处的排气管排出。

12．外部保护

封孔注浆后，从锚具量起留500mm钢绞线，其余的部分截去，在其外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂浆保护层。

为保质保量地按期完成施工任务，自始至终每个阶段坚持采用科学的工作方法，制定一系列对策和实施办法，及时改善锚索体结构，积极改进施工工艺，采用先进的网络技术组织施工，尽量做到均衡生产，使钻孔、注浆、拉、封锚等工序互不延误，交叉进行，并按统一表格做好施工记录。

（二）、喷射砼施工工艺

在支护桩上打膨胀螺栓,膨胀螺栓用M12长度150，竖向间距500，加强筋竖横向都间距1米，与支护桩连接。

挂网、设置泻水孔后，喷射C20砼，砼厚100mm，冠梁上口至基坑上口边缘喷射50厚素砼与硬化砼相接，在喷砼过程中，须保护好泻水管畅通。

材料和质量要求：

严格控制基坑土方的开挖量，做到不超挖，并保证开挖的边坡角度。

⑵骨架钢筋Ф16，钢筋网采用Ф6.5200双向钢筋网片。

⑶钢筋连接所采用电焊条为E43或E50型。

⑷分层开挖高度控制在每排钢筋挂网位置以下0.3m，每层每段开挖长度控制在3m以。

⑸下层土或相邻的开挖须分开，待上层或相邻钢筋挂网施工完毕24小时后方可进行。

（6）喷浆挂网、清理桩身的杂物（泥土等）要通过搭设操作架完成。

脚手架参数

双排脚手架搭设高度因现场高度决定，立杆采用单立管；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.50米，立杆的横距为1.20米，大小横杆的步距为1.80米；

排架距离墙长度为0.30米；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

脚手架沿墙纵向长度为40米；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80；

此现场环境无法与墙体连接，故设置抛撑。

抛撑采用两步三跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米，采用扣件连接；

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规》（JGJ130-2001）规定搭设，大横杆在小横杆的上面。

按规表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

（三）、槽钢腰梁的施工工艺

⑴槽钢和各构件钢板均采用A3钢，型号为[32a、[32b和[32c型槽钢，制作各构件的钢板厚度均为20mm，钢板与槽钢的焊接必须满焊且必须满足规要求。

（2）C区基坑支护型钢腰梁施工难度大，巨大的型钢腰梁没有塔吊（未收到地下室结构图纸，无法对塔吊进行选型、布置）吊运，吊车也无法布设（基坑支护边线距围墙太近），并且业主工期紧迫，在现场各专项工程（人工挖孔桩、支护体系施工、古城墙支护、土方开挖外运）同时进行。

故只能用大型挖机将其运往相对应位置，并且配合安装。

（3）型钢腰梁背后将桩表面进行人工剔凿，至混凝土露出新鲜面后，用M30水泥砂浆找平，然后直接安装型钢腰梁。

在型钢腰梁下端每隔1.5m将700mm长的直径25的二级短钢筋锤入土体或者植入桩300mm，留出的400mm用以支撑固定型钢腰梁。

当桩身混凝土表面平整度差异过大时,应用400mm长的25C短槽钢或2cm厚钢板（可多块叠放）做背衬，配合使用M30水泥砂浆找平，尽量确保型钢腰梁安装的平整度。

在型钢腰梁正面表面（靠基坑侧面）以及背面表面（靠护壁侧面）间隔1m焊接400mm长的直径25的二级短钢筋