可拆卸锚索在地铁明挖车站及区间隧道中的应用.docx

可拆芯锚索在地铁明挖车站及区间隧道施工中的质量管理与控制1、工程概况北关站是北京地铁6号线二期工程第二站，与规划R1线换乘，与R1线北关站呈“T”型设置，为地下双层岛式车站，主体结构为双层双柱三跨（中厅处为单柱双跨，换乘结点为三层）框架结构，采用明挖顺作法施工，车站标准段基坑宽24.45m，深约19.220.2m；车站单柱段基坑宽25.7m，深约20.2m20.6m；盾构扩大端段基坑宽28.1m，深约21.9m；换乘节点处基坑宽26.35m,深约28.3m。基坑采用围护桩+锚索的支护体系，盾构扩大段采用10001400钻孔灌注桩，共设五道锚索支护；换乘节点采用10001400钻孔灌注桩，共设七道锚索支护；标准段采用10001500钻孔灌注桩，共设四道锚索支护，第一道锚索均设在冠梁上，其它锚索设置在钢腰梁上，钢腰梁采用双拼工字钢I28b组成。 锚索布置形式为一桩一锚，孔径为150mm，采用低松弛s15.2钢绞线，打设倾角为15，注浆材料采用水灰比为0.45的普通硅酸盐水泥净浆，抗压强度不小于M20。南端头为盾构始发井，根据设计图纸计算，第三、四、五道锚索共有33根进入盾构区间范围内（见附图1），换乘节点及标准段共有 70根进入规划R1线围护及附属结构内（见附图2）。设计锚索位置对盾构始发及后续R1线施工影响极大，在锚索施工前急需解决此问题。2、处理方案及适用性分析根据现场实际情况分析及召开四方会议，统一了处理方案：对此范围锚索采用可拆芯锚索，待锚索完成基坑支护的作用后，拆除钢绞线，余下水泥锚固体后续施工解决。2.1、可拆芯锚索施工方案经与设计沟通，可拆芯锚索的基本参数不变，锚固段采用承载体均分，钢绞线绕过承载体弯曲成U形（见附图），抗压强度不小于M35，张拉依照设计值进行，在基坑围护过程中，承担其支护作用，待主体结构施工至每道锚索标高时，逐道拆除锚索，封堵锚索孔，肥槽砌筑回填，继续向上施做主体结构，直至拆除最后一道可拆芯锚索，完成主体施工。2. 2、可拆芯锚索施工可拆芯锚索施工顺序如下：施工准备、钻机就位、钻孔、锚索制作安放、注浆、腰粱安装、张拉、（完成支护作用后）拆除。可拆芯锚索为压力分散型锚索（附图），宜采用套管护壁钻孔，钻孔与普通锚索施工工法及质量管理工作相同，这里不再赘述，下面重点阐述现场锚索制作安放、张拉及拆除过程中的质量管理与控制。2.2.1可拆芯锚索的制作安放锚索选用无粘结钢绞线，材料进场报验及试验合格后，方可加工使用。钢绞线应按可拆芯锚索结构参数和承载体位置严格按照设计尺寸下料（预留张拉所需长度1.5m），并做好固定于不同承载体上的钢绞线的标记，以利于弯线机和打包机将钢绞线固定在承载体上，并在锚固段全长每隔2.0m设置一个隔离架，使钢绞线不能相互缠绕，并用火烧丝将其绑扎牢固，切断后的钢绞线塑料外皮应无损伤，并应调直，每对锚索应标记清楚，在拆除前标记不能被破坏。锚具头及承载体根据锚固段长度均分布置（附图），隔离架部分及外露长度部分采取保护措施，避免施工中遭到破坏，导致后续施工中钢绞线不能拆卸。由于每个断面锚索参数不同，锚索放入钻孔之前，需认真核对锚索编号及设计长度，确认无误后，人工再将二次注浆管与锚索绑在一起连同一次注浆管一同放入钻孔中，用钢尺测量出外露钢绞线长度，计算孔内注浆管及锚索长度，一次注浆管底口距孔底为3050cm，二次注浆管底口封堵严实，孔眼用胶带封死。锚索放入角度与钻孔角度保持一致，放送用力要均匀，不能左右摇摆。2.2.2可拆芯锚索张拉张拉设备采用YCW1000千斤顶、高压油泵、游标卡尺等。在张拉锁定时，与普通拉伸型锚索不同的是由于可拆芯锚索每对锚索长度有差异（附图），若按延伸量不变（同时张拉式）的目标张拉时，这是不合适的。因而必须采用非同时张拉（等荷载张拉）方式，其关键是从最大延伸量（最长自由段长度）的锚索起按次序先后张拉，在到达了最小延伸量的锚索（最短自由段长度）后，再同时张拉全部锚索。这是一种把各对锚索张拉夹具连接到千斤顶上的时间相互错开的张拉方法，通过调整钢绞线的最大延伸量与最小延伸量的差异，实现全部锚索的拉力均等，再同时张拉锁定全部锚索，以此来实现基坑支护作用。张拉机具使用前应进行配套标定，通过标定后的线性方程计算出每一阶段的油压表读数，进而控制分级加载的张拉应力。腰粱及台座安装完成，确保台座的承压面平整，并与锚索轴线方向垂直，且锚固体强度达到设计要求后，方可进行锚索张拉锁定，张拉过程中，锚具各组件按次序依次安装，将钢绞线平行的逐根穿入，注意钢绞线不得交叉和穿乱，先安装夹片，用套管适当用力将夹片敲入锚索孔，注意夹片间缝隙要均匀，其端头要在同一平面上，否则要将之取下重新安装；再安装限位板，限位板凹槽要与锚索孔对中，不得错开；最后安装千斤顶及工具锚，千斤顶应与孔道中线一致。仔细检查锚具、夹片、千斤顶、油路无误后，可开始按照设计值分级加载张拉，锚索张拉荷载的分级和位移观测时间应遵守表1（规范31页）的规定，并应做好原始记录。2.2.3锚索拆除南端头底板施工完成后，首先拆除影响盾构钢环安装的锚索，待端墙施工完成且混凝土强度达到设计要求后，拆除区间内锚索，换乘节点及标准段结构开始施工后，依次拆除影响后续附属结构施工处的锚索。拆除锚索时，使用卸锚器配合千斤顶张拉，缓慢加载，夹片突出锚索后，用小锤轻轻敲掉夹片，缓慢卸载。测定千斤顶油缸长度，而后对单根锚索进行张拉，拉出将近一个油缸长度后，卸掉千斤顶拉力，重新安装夹片继续张拉，直至表读数小于0.2MPa后(统计拉出长度，以此确定孔内锚索长度)，可张拉下根锚索，所有锚索均确定张拉至表读数小于0.2MPa后，可使用100t吊车将钢绞线完全拉出。采用特定装置使定滑轮固定在腰梁上（后附图片），将单根锚索穿过定滑轮使用锚具将其固定在吊钩上，信号工指挥吊车拉钢绞线，及时测量拉出长度，剩下最后2m时，指挥吊车慢慢起吊将钢绞线完全拉出，防止拉出过快，钢绞线弹出伤人。吊拉过程中，所有人均应远离施工范围。依次拉出所有钢绞线，拉出钢绞线应集中堆放，及时处理。2.3锚索拆除结果及分析截止8月份，南端头共拆除锚索24根，拆除过程较为顺利，拆除效果理想。通过持续基坑监测数据显示，已拆除锚索周边轴力计锚索拉力最大位移量为-32.19KN（“+”为基坑外侧，“-”为基坑内侧），处于极限控制值的6.15；桩顶水平位移最大位移量为-16mm，处于极限控制值的56.67，根据上述数据分析，本站基坑处于稳定状态。3、工程现场应用及经验成果综上所述，根据对可拆芯式（压力分散型）锚索相关资料研究与工程应用表明，锚索的承载力、施工速度、可拆芯性及基坑变形控制能力等主要工作性能均可满足设计锚固力要求，迄今为止已取得了较好的支护