可回收锚索施工方案.docx
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可回收锚索施工方案
广州市某工程预应力可回收锚索
施工方案
1、概述
1.1本站概况:
广州市某工程位于广州市海珠区某路与某路交汇处,北接某路,东接某立交,西接某南。
车站为某线延长段和某线交汇站。
其中:
某线起讫里程为YDK9+849.140~YDK10+006.890。
车站总长157.75m,标准段基坑深度25.3m、宽21.3m,扩大段基坑深度26.3m,基坑总面积约3645m2,土方总开挖量约9.14万m3;某线车站起讫里程某线YDK29+329.75~YDK29+475.950,车站总长146.20m,标准段基坑深度约16.3m、长144m、宽20.7m,扩大段基坑深度17.4m,基坑总面积约3994m2,土方总开挖量约6.5万m3。
车站总建筑面积21543㎡,包括车站主体结构,7个出入口和3个风亭。
其中:
某线车站建筑面积12532㎡(主体10365㎡,附属2167㎡),南北走向,地下三层双柱三跨整体式现浇钢筋混凝土框架结构。
某线车站建筑面积9011㎡(主体6712㎡,附属2299㎡),东西走向,地下二层双柱三跨整体式现浇钢筋混凝土框架结构。
本站用锚索支护共为四处,某线、某线各两处,共设有锚索125条,其中某线止水墙位置40条、某线左线37条(含对锚5条)、某线左线30条,某线右线18条(含对锚2条),锚索施工总长度为3312.7延长米,其中一期工程1328延长米。
1.2岩土分层及其特性
某站的地层和岩层自上而下共分为九层:
1.人工填土;2.淤泥质砂;3.淤泥或淤泥质土、中、细砂;4.冲洪积粉质粘土层;5.残积层;6.基岩全风化;7.强风化:
8·中风化岩;9.微风化岩。
此次锚索施工涉及的是2---9层、淤泥质砂~微风化岩。
各土层特性详细如下:
〈1〉杂填土、素填土:
杂色、棕红色、黄绿色、灰褐色、灰白色,松散-稍密,湿-稍湿。
素填土的组成物主要为人工堆积的粉质粘土和中细砂碎石垫层;杂填土混杂瓦片、砖块和混凝土碎块等建筑垃圾,0.0~0.3m多为砼、沥青路面,以下多为粘性土,局部耕植土。
整个场地内钻孔普遍有揭露。
层面标高7.28~8.36m,厚度0.50~8.60m,平均厚度3.40m。
大部欠压实~稍压实。
〈2-1〉层淤泥质土层,主要为淤泥质土及淤泥,灰黑色,流塑,饱和,海陆交互相沉积。
由粘粒及有机质组成,有臭味,局部夹薄层粉、细砂,见朽木。
整个场地钻孔普遍有揭露,层面标高-4.05~6.85m,厚度为0.50m~4.80m,平均厚度为1.86m。
〈2-2〉层淤泥质砂层,主要为淤泥质粉砂及淤泥质细砂,灰黑色,松散~稍密,局部中密,饱和。
海陆交互相沉积。
局部夹薄层淤泥质土。
层面标高-1.89~6.97m,厚度为0.90~3.80m,平均厚度为1.98m。
〈3-1〉层冲积-洪积砂层(Q3al+pl):
由冲积、洪积作用而形成,主要为细砂,其次为中砂、粗砂、砾砂,灰白色、灰色、浅黄色,松散~中密,饱和,局部含砾石,含粘粒,粒径较均匀,级配差。
分布不连续,大多呈透镜体状,层面标高为-2.39~2.28m,厚度0.90~6.50m,平均厚度2.52m。
〈4-1〉粉质粘土:
黄褐色、棕红色、灰白色,可塑,局部硬塑。
冲积-洪积而成,以粘粒为主,质较纯,为中等压缩性土层。
局部含砾砂。
在局部为稍密状粉土,层面标高为-6.29~4.04m,厚度0.50~7.40m,平均厚度2.11m。
〈4-2〉河湖相沉积淤泥质土层(Q3al):
灰黑色、深灰色,软塑-流塑,饱和。
河湖相沉积,含腐植物(有机质、朽木),味臭。
以粉粘粒为主,质较纯,局部含少量细、中砂,间夹薄层中细砂。
干燥收缩,分布较广。
层面标高为-4.86~1.88m,厚度0.50~5.70m,平均厚度2.27m。
〈5-1〉可塑状态的粉质粘土以及呈稍密状的粉土:
棕红色,以粘粒为主,含较多粉细砂及少量亚圆状的中粗砂,层面标高为-7.31~1.13m,厚度0.50~3.90m,平均厚度2.25m。
〈5-2〉硬塑~坚硬状态的粉质粘土以及呈中密~密实状的粉土:
棕红色,以粘粒为主,含较多粉细砂及亚圆状的少量中粗砂。
该层偶夹全风化或强风化岩块。
层面标高为-9.16~0.08m,厚度0.50~10.80m,平均厚度3.07m。
〈6〉全风化泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩:
棕红色、深红色、深灰色;岩石已风化成土柱状或土块状,呈坚硬状;岩石组织结构已基本破坏,但结构尚可辨认;岩石碎屑物主要为泥质、粉砂质,局部夹强风化岩块。
岩石全风化带在可挖性方面属于土层。
层面标高为-13.14~-4.40m,厚度0.60~5.70m,平均厚度2.58m。
〈7〉强风化泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩:
棕红色或褐红色,岩石组织结构已大部分破坏,但原岩结构尚可清新辨认,矿物成分已显著变化;风化裂隙很发育,岩体破碎;泥胶结为主,岩芯
破碎,呈半岩半土状,局部呈短柱状及碎块状;岩质软,锤击声沉;夹全风化、中等风化或微风化薄层。
层面标高为-17.89~-0.62m,厚度0.50~13.10m,平均厚度3.07m。
〈8〉中等风化的泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩:
棕红色或褐红色成,泥质状、粉粒状结构,中厚层状构造;岩石组织结构部分破坏,矿物成分基本未变化,见裂隙多被方解石脉充填胶结;泥质、钙质胶结,胶结一般,岩芯较完整,以短柱状-块状为主;岩质稍硬;岩石完整性指标(RQD)一般70%。
该层强风化及微风化夹层较多。
层面标高为-24.04~-4.17m,厚度0.50~7.10m,平均厚度2.51m。
〈9〉微风化泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩:
棕红色或褐红色,泥质、粉粒状结构,块状构造;岩石组织结构基本未变化,见少量风化裂隙,被灰白色方解石脉充填胶结;铁质、钙质胶结为主,胶结良好,岩芯完整,以长柱状为主(节长10~30cm,部分可达35~100cm);岩质致密、坚硬,锤击声响;微风化岩层局部夹强、中等风化岩层。
岩石完整性指标(RQD)为90%。
层面标高为-25.34~-4.87m,厚度0.85~17.60m,平均厚度5.65m。
1.3主要工程数量:
部位
工程数量
一期工程
二期工程
止水墙北
某线左线
某线左线
某线右线
钻孔长度
1328m
887.4m
1109.4
580.8m
锚索
φ12.7
1.53t
----
----
0.38
φ15.7
5.49t
4.75
6.54t
2.74
总计
钻孔长度:
3312.7m
锚索重量:
18.52t
1.4关键工期要求:
总工期(关门工期):
2007年12月28日
阶段工期:
为满足盾构始发井的需要及设计变更后工期调整,某线南端80米主体要在2006年8月28日前完成,并回填移交场地,比投标工期延长两个月。
某线及剩余某线主体结构在2007年4月28日前完成,并回填恢复路面。
附属结构及竣工验收于2007年12月28日前完成。
1.5当前工程进展情况:
目前,一期工程范围的地下连续墙已施工完毕,实现一期工程基坑围护结构封闭,进入基坑土方开挖、支撑架设施工阶段,土方施工方面:
端头井范围已开挖至第四道支撑标高位置,标准段挖至第二道支撑标高位置,靠止水墙段尚未开挖,待锚索施工完毕后方可进行止水墙位置的土方开挖。
支撑施工方面,一期工程范围的第一道混凝土支撑及冠梁已全部施工完毕,端头井部位腰梁已施工至第四道,钢支撑目前总共架设二十根(含小角撑),为了保证2006年8月28日完成某线南段80米范围结构施工的阶段性工期要求,目前已经采取措施,加快端头部分土方开挖及支撑的架设等工作,目前一期工程止水墙锚索已具备施工条件,项目正在积极组织人员设备争取早日进行锚索施工。
2、可回收锚索施工
2.1施工准备
在锚索施工前三天锚索施工相关人员、设备进场,进行必要的水、电管线布设、泥浆池及泥浆沟的制作及机械设备的组装调试等前期准备工作,对锚索施工所需的材料如钢绞线、垫块及锚头等材料提前制作加工,对施工所需材料进场后立即进行相关的检验工作,保障施工中使用合格的货源,提前做好用于张拉千斤顶标定工作。
并做好施工人员的安全教育工作。
2.2锚索施工技术参数
(1)、Ⅳ一Ⅳ线(某线左线)
第一排冠梁上水平对锚为5束钢绞线,共5根,锚索长度分别为22.1m、19.1m、16.1m、13.1m、lO.1m。
锚索无需注浆,张拉锚定即可,设计轴向力575KN,施加预应力345KN。
第二排锚索距地面4.2m,5束钢绞线,锚索长度29.1m。
锚固段20.1m,非锚固段9m,水平夹角300,设计轴向力649KN,施加预应力390KN,其抗拔力平均每米3.2吨。
第三排锚索距地面7.7m,5束钢绞线,锚索长度26m。
锚固段18m,非锚固段8m,水平夹角300,设计轴向力775KN,施加预应力465KN,其抗拔力平均每米4.3吨。
第四排锚索距地面10.5m,水平夹角300,5束钢绞线,锚索长度20.2m。
锚固段15m,非锚固段5.2m,设计轴向力622KN,施加预应力373KN,其抗拔力平均每米4.2吨。
第五排锚索距地面13m,水平夹角300,5束钢绞线,锚索长度15.5m。
锚固段10.1m,非锚固段4.4m,设计轴向力762KN,施加预应力457KN,其抗拔力平均每米7.5吨。
(2)、Ⅶ一Ⅶ线(止水墙位置)
第一排锚索距地面1.5m,水平夹角300,5束钢绞线,锚索长度39.5m。
锚固段长度31.4m,非锚固段长度8.1m。
设计轴向力448KN,施加预应力269KN,平均每米抗拔力1.4吨。
第二排锚索距地面4.2米,水平夹角300,5束钢绞线,锚索长度37.7m。
锚固段30m,非锚固段7.7m。
设计轴向力720KN,施加预应力432KN,平均每米抗拔力2.4吨。
第三排锚索距地面7.7m,水平夹角300,5束钢绞线.锚索长度32m。
锚固段23m,非锚固段9m,设计轴向力594KN,施加预应力356KN,平均每米抗拔力2.6吨。
第四排锚索距地面lO.5m,水平夹角300,5束钢绞线,锚索长度23.5m。
锚固段17m,非锚固段6.5m,设计轴向力560KN,施加预应力336KN,平均每米抗拔力3.3吨。
(3)、Ⅷ-Ⅷ线(某线左、右线)
第一排锚索距地面1.5m,分为某线左线、右线,左线为冠梁上水平5束对锚,共2根,锚索长度分别为10.2m、8.2m,锚索无需注浆,张拉锚定即可;右线第一排与水平夹角为300,,锚索长度48.7m,锚固段38.7m,非锚固段长度10m,5束钢绞线。
设计轴向力686KN,施加预应力412KN,平均每米抗拔力1.8吨。
第二排锚索距地面4.2m,水平夹角300,5束钢纹线,锚索长度43.3m。
锚固段33.3m,非锚固段10m。
设计轴向力616KN,施加预应力370KN,平均每米抗拔力1.85吨。
第三排锚索距地面7.7m,5柬钢绞线,锚索长度37.1m。
锚固段30.5m,非锚固段6.6米,设计轴向力735KN,施加预应力441,平均每米抗拔力2.4吨。
第四排锚索距地面10.5m,水平夹角300,5束钢绞线,锚索长度31.1m。
锚固段25.5m,非锚同段5.6m,设计轴向力680KN,施加预应力408KN,平均每米抗拔力2.7吨。
第五排锚索距地面24.5m,水平夹角300,5束钢绞线,锚索长度24.5m。
锚固段18m,非锚固段6.5m,设计轴向力475KN,施加预应力285KN,平均每米抗拔力2.6吨。
2.3、施工工艺、流程
l、钻机就位
根据设计图纸及相关规范的要求,基坑土方挖至锚索标高以下500mm时,应立即停止继续开挖,平整作业面范围场地,吊入钻机就位,钻机下面应垫枕木,保证其平整度。
采用罗盘测量钻秆角度,控制误差在±2度以内。
钻机安装要求牢固,施工中不得产生移位现象。
2、钻孔、清孔
锚索钻孔设备采用XY-300专业锚杆机,钻孔位置、孔深、孔径及钻孔倾角
均应满足设计要求,成孔直径为150mm,在局部含砂地段用钢套管跟进至穿过砂
层1.0~2.Om处,以防塌孔。
在无砂层地段套管跟进至l~3米,起定位、导向作用,锚索实际钻孔深度应比设计深度长0.5m以保证锚索推送到位,钻孔采用回转钻进方式,钻进时采用泥浆循环护孔,反复循环,对孔口流出的泥浆不断清除残渣。
遇含砂层地段应加大泥浆比重,以防塌孔,钻孔达到设计深度后,继续超钻20~30mm,钻孔完毕后,反复用泥浆循环清孔,以清除孔内泥渣等残留物。
当遇有严重塌孔,以致锚索送不进去,应拔出锚索,二次钻进、清孔,切不可强行插入,或若孔内渗水量较大或者钻孔穿过砂层时,拨去钻杆,改用套管钻孔,成孔后应立即进行注浆。
针对本工程地质特点和锚索较长,采用三翼钻头配备高压泥浆泵水循环钻进工艺。
开挖工作面
达到75%设计强度
可回收锚索施工工艺流程
3、锚索制作
可回收锚索是采购钢绞线进行现场制作的,钢绞线的下料长度=锚索设计长度+锚头(腰梁)厚度0.8米长度。
锚索组装在组装架上进行,组装前应仔细检查钢绞线是否平直、完整,剔去带锈和含有齿痕的钢绞线。
锚索组装结构采用枣核形,依次为导向帽,架线环(对中支架)、束线环(内锚固段);隔离波纹管,对中支架(自由段),注浆管沿全长设置,因设计要求采用二次注浆法,二次高压注浆管应设置在锚索中间(一次性使用,不回收),为保证锚索在钻孔内居中,保证一定厚度的砂浆保护层(不小于2.0CM)。
4、安放锚索
锚索在向孔内安装就位前,要重新检查钻孔是否符合设计要求,检查锚索各部的位置是否正确,捆扎是否牢固,经检查合格的锚索即可向孔内安装,安装过程还要观察锚索送入孔内是否畅通,如果发现锚索送入钻孔内困难,必须将锚索取出重新钻孔安装。
安放锚索时,应防止扭曲压弯,注浆管随锚杆一同放入孔内,管端距孔底为50~100mm,杆体放入角度与钻孔倾角保持一致,且插入孔内深度不应小于锚索长度的95%,安放好后杆体始终处于钻孔中心。
下锚时在注浆管与锚头齐平处作一标记,下锚时抓住锚索和注浆管一齐下,以防止注浆管脱落,下锚完毕,再次检查注浆管与锚头是否齐平,如发现注浆管拉出,应拨出锚索,重新下锚。
5、再次清孔
下锚完毕后,改用大泵量清水清孔,置换出孔内泥浆,直至孔口流出清水为止。
6、锚索注浆
锚索注浆是锚索施工的关键技术之一,注浆质量决定了锚索的拉拨力。
清孔完毕后,连接好注浆泵和预埋的注浆管,同时按设计要求制备好水泥浆,进行注浆。
采用底部注浆工艺,压力灌入水灰比为0.45的42.5R普通硅酸盐水泥净浆,注浆压力为0.5~1.0MPa。
水泥浆过筛,整个灌浆过程必须连续。
一边灌浆一边拨出灌浆管,拨管过程中必须保证灌浆管始终埋在水泥浆内,一直到孔口流出水泥浆为止,方可终止注浆。
为提高水泥早期强度,可加入3%的三乙醇胺。
灌浆完毕后,拨出注浆管。
灌浆完毕,应立即清洗灌浆设备。
7、张拉与锁定:
预应力锚索在注浆lO天后可进行张拉,分5级张拉至设计值并锁定。
张拉腰梁的承压面应平整,并与锚索的轴线方向垂直。
锚索张拉之前,须对千斤顶,油压表和高压油泵进行系统标定,采用整体张拉方式。
2.4工期安排
保障关键工期的要求按照总体施工组织的安排,一期工程止水墙处锚索计划于2006年5月20日前完成,二期工程范围锚索施工时间待定
3、可回收锚索的试验、质量控制
3.1试验
回收锚施工前在实地有代表性地层中作一、二组试验,试验方法采用循环加、卸荷载法。
试验程序严格按《广州地区建筑基坑支护技术规定》(GJB02-98)进行,加荷等级与锚头位移测读间隔时间按下表确定。
锚杆正式张拉前,取O.1倍的设计轴向力预先张拉,使其各部位紧密接触。
张拉荷载按设计荷载的0.1F一0.25F→0.50F→O.75F→l_OF→1.2F逐级加荷(F为设计轴向力),每级荷载的观测时间不少于5分钟,并应等变形稳定后,方可进行下一级荷载的张拉。
●待孔内水泥锚固体强度达到75%设计强度后方可进行张拉作业,一般在锚杆注浆10天后进行;
●采用循环加荷,初始荷载为锚杆设计拉力的O.1倍,最大试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍;
●在每级加荷等级观测时间内,锚头位移量不大于O.1mm时可施加下一级荷载,否则要延长观测时间,直至锚头位移增量在2h内小于2.Omm时再施加下一级荷载;在每级的观测时间内测读锚头位移三次,并作好详细记录。
3.2质量控制
l、在钻机成孔时,锚孔端部来回扩孔成倒锥形,做到底部比上部大;钻机安装稳固并在施工中随时校正,保证锚杆孔的倾角与设计相符,并且钻孔保证平直。
锚索水平方向孔距误差不应大于100mm.
2、清孔、洗孔要干净彻底,直至孔中流中清水为止,以保证锚孔孔壁与锚固水泥体的充分粘结。
3、锚索的非锚固段要用塑料管包裹好,防止锚索直接与水泥浆接触,失去非锚固段作用;
4、水泥浆应搅拌均匀,随用随搅,水泥浆应在初凝前用完,同时应过筛,防止石块、杂物混入浆液;施工中严格按水灰比制浆,实际灌浆量应大于理论灌入量,灌浆压力为0.5~1.OMpa;为不改变水泥浆的水灰比而增强其可泵性,可在浆液中加入3%的减水剂;
5、工程所用的主要材料及锚索锚具、夹片等必须经质检部门检验合格,并有出厂合格证证明书方可使用;
6、预应力锚杆张拉前应对张拉设备进行标定。
张拉时应先小吨位将杆体拉紧,使其每根索体受力均匀,再一级一级加至设计锁定力。
张拉的顺序应考虑锚杆间的相互影响,采用跳拉的方式进行。
锚杆锁定后,若发现有明显的应力损失时,应进行补偿张拉;‘
7、施工过程中,要有专职技术人员在现场做好质量验收和有关现场指导,发现问题及时处理。
4、施工部署、劳动力、设备配置计划
4.1施工部署
l、场地准备
(1)锚索钻孔前应仔细探明地下管线的准确位置,确保地下管线安全。
(2)施工前须整平施工场地,止水墙位置第一层锚索施工时将机械架设在混凝土支撑梁上,并做好布孔工作。
2、技术准备
技术准备工作在开工前完成,由工程技术负责人组织实施,包括资料收集、图纸会审、施工组织编写与审核、施工图表制作、等项工作。
(1)资料收集
a.场地工程地质勘察报告;
b.施工平面图;
c.桩位布置图;
d.地下管道等障碍物分布图。
(2)施工前应准备足够的施工记录报表、施工工程量汇总表及开工、竣工与验收的签证单等与工程有关资料。
施工前由公司总工程师向项目技术负责人交底,项目技术负责向全体工作人员进行技术交底。
内容包括:
工程概况、设计要求、施工技术参数和工艺参数、保证质量的措施及旋工安全管理制度。
4.2施工组织管理
l、管理架构
2、部门职责
①项目经理部
项目经理一名,负责全面工作,技术管理上实行主任工程师负责制,全面负责生产技术和质量管理工作。
值班工程技术人员一名,具体负责处理生产施工中的技术质量和安全问题。
施工员一名,按设计图纸指导生产班组完成施工任务。
质检员、安全员各一名,.在项目经理的领导和协调下,分管工程施工验收、质量检查、安全检查等工作。
质检员、安全员分别是质量检查组、安全检查组的骨干力量,与各施工班组密切协作,落实施工质量、安全管理措施的实施。
②生产班组
钻孔班:
负责锚孔的定位、钻进施工、清孔等工作;
制安班:
负责锚索的进场验收与现场制作的部分,另需协助下锚:
注浆班:
负责水泥浆液的搅拌和灌注工作
张拉锁定班:
负责锚索锚、夹具的安装及预应力施加。
③后勤保障
设材料供应、机修、电工各一名,负责工程材料和设备的供应和检修,电工应配合安全员对机电设备的用电安全检查。
材料供应由专人负责,加固料由对口厂家供应,所用的钢材、水泥的生产厂家要有市建委颁发的认证书,并有材料出厂合格证,所有材料经复检合格后方可使用。
4.3劳动力配置计划
本工程计划投入的劳动力见下表:
项目
岗位名称
人数
管
理
项目经理
1
技术负责
1
技术员
1
施工员
1
质安员
2
施
工
班
组
成孔班
6
制安班
4
注浆班
4
张拉锁定班
3
后保
勤障
材料供应
1
机修、电工
1
合计
25
4.4施工设备配置计划
本工程计划投入的主要机械设备见下表:
序号
名称
单位
数量
存放地点
状态
1
XY一300地质钻机
台
2
广州
良好
2
水泥浆搅拌机
台
2
广州
良好
3
注浆泵
台
2
广州
良好
4
焊机
台
l
广州
良好
5
切割机
台
l
广州
良好
6
千斤顶
台
1
广州
良好
7
油泵车
台
l
广州
良好
5、安全生产、文明施工
5.1安全生产
1、成立以项目经理为组长、技术负责人为副组长的安全文明施工领导小组,制订本工程的安全生产,文明施工制度。
2、施工现场实行三相五线制,确保施工用电安全。
3、本工程设置专职安全员,督促各工种严格按照本工种的安全操作规程执行。
施工中每一道工序都必须作好施工安全措施交底,明确安全施工重点,克服盲目施工。
4、机电设备必须由专职人员操作,按规定作好维修保养。
5、坚持特种工种持证上岗,严禁非操作人员代岗。
5.2文明施工
l、泥浆排放:
施工中循环泥浆沿泥浆沟流动流入泥浆池,对于废弃泥浆经沉淀后排放,待一定时间泥浆沉淀干涸后再行处理。
2、现场必须按照文明施工的标准和具体要求组织施工,采取分班组包干,责任到人的办法,使文明施工现场管理工作形成天天有人抓,事事有人抓,一抓到底的文明机制。
3、施工现场周围要保持环境卫生,不准乱倒垃圾、渣土,不准扔废弃物,不准乱排污水。
4、做好饮食卫生工作,防止流行病毒的传播,积极采取预防措施,添置防护用品;食堂不购买变质食物:
保证职工有一个良好的生活、工作环境。
5、搞好文明施工教育,加强消防、保安工作。