抗浮锚杆干成孔施工工法(终稿).doc

抗浮锚杆干成孔施工工法编制单位：中铁建设集团有限公司北京分公司主要编制人：冯强1 前言因建筑物自重及其他外部因素产生的综合荷载不足以平衡地下水所产生的浮力，须在基础底板施加竖向外力以平衡浮力，抗浮锚杆利用锚杆自身的抗拉强度所产成的抗拉力、锚杆与土层之间的摩擦力所产生的抗拔力，对基础上浮的趋势进行约束，起到抵抗基础上浮的作用。抗浮锚杆作为结构抗浮措施的一种，具有造价低、工期短、施工便捷等特点，得到了广泛的应用。通过对抗浮锚杆的几种施工工艺比较，发现干成孔施工对增加抗浮锚杆粘结力和挤密效果、节约成本有着独到的优越性。由中铁建设集团有限公司施工的北京青龙湖国际会展酒店工程，设计采用了大量抗浮锚杆，抗浮锚杆施工属于项目部总体施工进度计划中的关键工序，项目部通过多方考察比较，综合各方面的因素，最终选择了京皖佳业建筑工程（北京）有限公司的干成孔式抗浮锚杆施工方法。该方法打破了通常锚杆成孔采用湿作业的方法，减少了大量的液态废物排放量，避免了对环境造成污染，节约了工期和工程造价，具有显著的社会效益和经济效益。现结合北京青龙湖国际会展酒店工程抗浮锚杆干成孔施工的成功经验，总结出抗浮锚杆干成孔施工工法，以便类似工程借鉴使用。 2 工法特点2.1 本工法不会产生大量泥浆，降低了基底泡槽的风险，减少了泥浆清除工序，对工期、质量和成本有利。2.2 施工采用的机械轻便，成孔时不需预留防扰动基底的土层，减小了二次开挖量，节约了工期和成本。2.3 施工简便，操作灵活，无需大型专业设备，安全系数高，所需作业面小，综合成孔效率高。2.4 本工法为干法作业，减少了潮湿环境下电气连接的触电隐患；成孔机械构造简单，操作容易，易出现安全问题的大型设备（空气压缩机、注浆机等）远距离单独安置，集中管理，降低了事故发生几率。3 适用范围本施工工法适用于各类含水量较少的土层及硬质岩层，但不适用于存在卵石的地层。4 工艺原理抗浮锚杆成孔过程中向孔内吹入高压空气，达到清孔的目的，减少常规做法用水洗孔时产生的大量泥浆，避免对地基和孔壁的影响。5 工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图5.1 施工工艺流程图5.2 施工工艺要点5.2.1 施工准备管理人员、各工种操作人员按照要求配备到位，人员资质满足要求，入场前进行安全教育，考试合格后允许进场施工。各类材料做好计划，组织进场，按要求进行复试，复试合格后才能允许使用。各类机械做好进场计划，按计划组织进场，进场后项目部各职能部门联合监理单位进行验收，合格后允许使用。项目部技术、质量人员仔细阅读图纸，进行图纸会审，编制专项施工方案和质量策划，对于需重点控制的质量关键点建立巡视、旁站制度。项目部对分包单位管理人员、操作人员进行现场交底，把信息传递到一线工人。现场土方开挖至抗浮锚杆施工标高。5.2.2 锚孔定位依据建筑物测量控制网和抗浮锚杆布置图确定抗浮锚杆的中心位置，在地面插短钢筋或彩旗做出明显标识。5.2.3 钻机就位钻机底盘位置地面应平整，根据设计要求选择直径适合的钻头，确保钻头中心与抗浮锚杆中心对正。5.2.4 成孔利用钻杆的旋转和冲击成孔，成孔同时与钻杆相连的风管向孔内吹入压缩空气，将成孔时产生的粉尘吹出锚孔。每根钻杆长度固定，待成孔深度接近钻杆长度时需对钻杆接长。成孔时每2m要检查一次成孔垂直度，发现偏差及时调整，避免最终偏差超过允许值。成孔实际深度根据钻杆数量确定。成孔至设计标高时，要进行清孔，清孔时要加大压缩空气的吹入量，将孔内的粉尘吹干净，直至洞口返出的风手感无尘为止。5.2.5 检查成孔质量用卷尺测量孔径，用测绳测量孔深、垂直度及虚土厚度，各项指标应满足质量标准，虚土厚度不大于100mm。5.2.6 钻机移位检查成孔质量并确认合格后，填写施工记录，孔口盖好盖板，把钻机移走至下一桩位。5.2.7 吊放锚杆钢筋 进场钢筋种类、规格应满足设计要求，正式制作前应进行复试，复试合格后才能进行制作加工。加工前应确定需加工的主筋长度、钢筋弯起位置、定位钢筋位置和钢筋连接方式，钢筋连接位置应位于基础底板范围内，连接方式为机械连接或焊接，当为机械连接时要注意接头的位置和错开长度，已套好的螺纹必须及时戴上保护帽，当为焊接时应注意锚杆钢筋的尺寸、相邻钢筋错开长度、焊接搭接长度等要满足规范要求。钢筋制作加工的技术交底交代到每位工人，加工过程中保持巡视，严格按照交底执行。钢筋吊装前移走孔口盖板，再次检查孔径、孔深、垂直度及虚土厚度。将已制作成型、经检验合格的锚杆钢筋吊起，不得在地上拖拽；吊放入锚孔时，要吊直扶稳，对准孔位，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋下放到设计位置时，预先焊在锚杆钢筋上的定位钢筋刚好卡住锚孔，说明孔内钢筋长度已达设计要求。 图5.2 抗浮锚杆钢筋吊装深度控制示意图5.2.8 注浆、二次注浆注浆液要随拌随用，在初凝前用完，注浆应在锚杆钢筋放置完成后进行，注浆材料根据设计要求选定，通常情况一次注浆为水泥砂浆、细石混凝土、水玻璃或素水泥浆等，二次注浆为素水泥浆。注浆方式采用孔底反向注浆。注浆工艺流程为（以注浆材料为水泥浆为例）：材料、机械准备确定水灰比配置水泥浆注浆二次注浆。材料、机械准备：注浆用水泥正式使用前应经过现场复试，合格后方允许使用；注浆用水应为饮用水；注浆机械采用注浆机，各项机械性能应完好，通过验收后使用。确定水灰比：根据设计要求的水泥浆强度通过试验室确定水灰比，严禁现场随意配比。配置水泥浆：根据注浆机附带的注浆桶容积计算出配置一桶注浆液需用水泥和水的用量，正式配置前应提前做好用水量计量装置，配置时严格按照配合比执行，每袋水泥均要称重，项目部履行全程旁站职责。注浆：一次注浆将注浆管插入至锚杆底部以上300mm，开启注浆泵，同时缓慢提升注浆管，至孔口冒出浆体材料为止，说明锚孔内部已充满浆体材料。注浆压力无需过大，控制在0.5Mpa左右，提升速度0.3m/min左右。二次注浆：二次注浆需在一次注浆浆体材料强度达到5.0Mpa后进行，通常不少于12小时。注浆套管在一次注浆前预埋入锚体，注浆套管采用硬质塑料管，四周开孔，管底距锚杆底部100mm。注浆时压力选择参考下表，水灰比为0.450.50。表5.1 二次注浆参数表孔径注浆压力水灰比设计值不小于2Mpa0.450.505.2.9 养护注浆完成后锚杆部位应覆盖好麻袋片，每天浇水养护，保持麻袋片湿润，冬施期间可覆盖2层岩棉被保温，严禁浇水；养护期间严禁扰动，养护时间不少于14天。5.2.10 检测试验 灌注水泥浆的同条件抗压试块强度达到设计强度的80%以后可以对锚杆进行现场抗浮承载力检测，检测数量为锚杆总数的5%且不少于3根，最大试验荷载应为锚杆轴向设计拉力值的1.5倍。5.3 劳动力组织表5.2 劳动力组织表序号岗位人数职责备注1现场队长1协调现场事宜2技术员1解决现场技术问题3质检员1检查施工质量；履行报验程序4工长1现场机械、施工人员、进度组织5专职电工1各类机械设备的电气连接；现场电气问题处理6锚杆钻机操作手3操作钻机每台钻机7空气压缩机操作手1操作空气压缩机每3台锚杆钻机配备1台空气压缩机8注浆机操作手3根据技术要求配制浆料每台注浆机9注浆手2按照技术要求注浆和二次注浆10钢筋工3钢筋加工11信号工1指挥吊放锚杆钢筋6 材料与设备本工法的使用的主要材料见表6.1，主要机械设备见表6.2。表6.1 主要材料序号名称规格型号用途1钢筋HRB400E、HPB300锚杆受力钢筋及定位钢筋2焊条E50钢筋连接3水泥P.O 42.5锚杆注浆4注浆管20锚杆注浆5防冻剂-15冬施注浆用外加剂表6.2 主要机械设备序号名称型号用途1锚杆钻机锚杆成孔2空气压缩机制备压缩空气3注浆机注浆7 质量控制7.1 质量标准本工法依据的规范和标准如下：土层锚杆设计与施工规范（CECS22：90）岩土锚杆（索）技术规程（CECS22：2005）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）表7.1 抗浮锚杆成孔质量标准序号项目允许偏差检查方法1孔距误差100mm钢尺检查2锚孔孔径0，20mm钢尺检查3成孔垂直度锚杆长度2%4锚孔深度0，设计长度1%吊线检查7.2 质量保证措施7.2.1 抗浮锚杆正式施工前必须进行基本试验，基本试验锚杆不应少于3根，试验锚杆的参数、材料、工艺等必须与工程锚杆相同。7.2.2 成孔前要对锚孔位置进行复测，确保误差在允许范围内。7.2.3 成孔过程中每掘进2m用测绳检查一次垂直度，发现偏斜后应立即对机械进行纠正后才能继续进行，防止成孔完成后垂直度超过偏差。7.2.4 成孔至设计深度后必须进行清孔，清孔后孔底虚土厚度要满足质量要求。7.2.5 注浆管埋设必须在注浆前，一次注浆和二次注浆管的管长、规格必须符合设计和施工方案的要求。7.2.6 注浆前做好准备工作，包括电气连接是否到位，拌制的浆体是否合格，注浆管道连接是否合格等，注浆时要有专人在注浆机旁站，检测注浆机的压力和管道疏通情况，有专人检查现场注浆的提管速度、饱满度等，确保注浆质量。7.2.7 一次注浆持续至孔口流出水泥浆为止，说明孔内已灌满水泥浆；二次注浆量时以每300500mm锚杆长度划分为一注浆阶段，每一阶段注浆时保持注浆压力2min以上，然后将注浆管提升至下一注浆阶段，直至锚杆全长注浆完成，孔口有水泥浆流出。8 安全措施8.1 加强进场工人的安全教育，严格执行各项安全制度和操作规程，严格按安全技术交底施工。8.2 建立安全管理体系，实行安全生产责任制，保证安全生产。8.3 定期维修、保养机械，确保使用性能，防止出现机械伤害。8.4 电气连接有专人负责，严格按照规范进行各级配电。8.5 钻机正式使用前要进行试运转，检查各个部位是否处于正常状态。8.6 钻机放置在地面上平整度应满足要求，钻机上要有防倾覆措施。8.7 吊放锚杆钢筋时人员注意躲避，防止出现伤人事故。8.8 注浆时压力较大，要时常检查管道的各个连接处，防止突然崩坏伤人。9 环保措施9.1 锚杆钻机、空气压缩机运行时会产生噪声，因此应在空气压缩机周围搭设防噪棚。9.2 锚杆钻机施工时会产生扬尘，应有专人负责洒水降尘。9.3 锚杆钻机成孔后在锚孔周围产生的粉尘应及时收集，集中存放并及时外运。10 效益分析利用干成孔法施工抗浮锚杆，工期比用常规旋挖法施工抗浮锚杆快约20%，同时节约了土方二次开挖的时间和费用，具有良好的经济和社会效益。表10.1 锚杆成孔方式对比分析序号对比项目旋挖法施工干成孔法施工1每台钻机占地面积约13m2约2m22成孔效率平均90m/台天平均24m/台天3成孔成本平均130元/m平均90元/m4二次开挖工程量预留土层厚度至少500mm不需预留土层5适用范围各类地质条件地下水含量较少的地层；不含卵石的地层6适用孔径180mm（含）以下220mm（含）以下结论旋挖法的适用范围广，能施工各种地质条件的锚杆，缺点是每台钻机的占地面积较大，要有配套的泥浆池，成孔会产生大量的泥浆，基底预留土层较厚，增加了二次开挖量，孔径范围较小，成孔成本较高，机械本身易坏；干成孔法适用范围、成孔效率不如旋挖法，优点是每台钻机占地面积小，能够在有限施工范围内组织大量机械，施工时不