南三环预应力锚索施工方案.doc

郑州市南三环污水处理厂工程箱体（含箱体内水工构筑物）土建工程 预应力锚索工程施工方案郑州市南三环污水处理厂工程箱体（含箱体内水工构筑物）预应力锚索工程施工方案1 工程概况郑州市南三环污水处理厂工程箱体（含箱体内水工构筑物）土建工程位于中州大道、南三环、紫辰路交汇处，为新建工程。依据河南省地矿建设工程（集团）有限公司设计的郑州市南三环污水处理厂基坑支护工程设计施工图及技术核定单（核-H005），“粗格栅及进水泵房”设计为“桩+预应力锚索”支护，支护桩锚索布置如下图：2 编制依据2.1郑州市南三环污水处理厂基坑支护工程设计施工图。2.2郑州市南三环污水处理厂岩土工程勘察报告。2.3技术核定单(编号:核-H005)。2.4深基坑工程施工方案（专家论证通过，且集团公司、监理审核及审批手续齐全）2.5国家、行业、地方现行施工及质量验收法规、规范和规程：建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002建筑工程测量规范 GB50026-2007建筑基坑支护技术规程 JGJ1202012预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-2007预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程 JGJ852010 建筑施工安全检查标准 JGJ59-20113 施工准备3.1技术准备因粗格栅及进水泵房深度达到13.2m，优化设计方案设计为“桩+预应力锚索”进行支护，其与右侧的“初沉池”以及下侧的“细格栅及曝气沉砂池”的工程桩位置冲突，已协同上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司、河南省地矿建设工程（集团）有限公司对“初沉池、细格栅及曝气沉砂池”的工程桩或者对“粗格栅及进水泵房”的支护桩位置调整，以免相互影响，无法施工。锚固段注浆大于15Mpa且达到75%强度以后方可张拉锁定，一般注浆7天后即可满足强度要求。3.2现场准备粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、初沉池的工程桩以及粗格栅及进水泵房的支护桩、冠梁等已按设计施工完成。3.3材料准备PC42.5水泥200T、注浆管2000m、锚索对中支架约6000个、槽钢约8T、钢绞线约9000m、锚索10000m、锚具、夹片等已进场且检测合格。3.4施工机械设备、机具准备预应力工程施工用施工机械设备、机具如下表：序号设备名称型号规格数量备注1潜孔钻机HB-1001台2注浆机HB80/101套3液压千斤顶650KN1套应提供合格证及检验报告4油泵ZB4-5001套5压力表2个3.5劳动力资源准备本深基坑工程所需劳动力如下表：深基坑工程施工劳动力计划表序号工种人数备注1力工2人2锚索工5人锚索施工、张拉3钢筋工4人冠梁、边坡钢筋网片4砼工4人冠梁砼浇筑5喷浆、注浆工5人砼面层喷浆、注浆6机修工1人施工机械修整、保养7电工1人现场用电4 预应力锚索工程施工方案4.1各剖立面图及支护设计参数（1）1-1剖立面图及支护设计参数1-1剖面支护设计参数项目排号施工内容土钉或锚索长度(米)竖向间距(米)水平间距(米)钢筋直径(毫米)土钉倾角钢筋类型上层第一排土 钉61.51.518下倾150级18上层第二排土 钉61.51.518下倾150级18冠梁下第一排土 钉61.51.518下倾150级18冠梁下第二排土 钉61.51.518下倾150级18冠梁下第三排土 钉61.51.518下倾150级18下层第一排预应力锚索181.51.515.2下倾1502束15.2mm1860级钢绞线下层第二排预应力锚索181.51.515.2下倾1503束15.2mm1860级钢绞线下层第三排预应力锚索151.51.515.2下倾1502束15.2mm1860级钢绞线上部土钉墙：按1：0.4放坡，布筋网使用6.5圆盘，设计间距为300300mm喷C20砼厚60mm面层；土钉成孔直径为100mm，坡顶翻边1.2m。下部桩锚结合处：布筋网使用6.5圆盘，设计间距为300300mm，喷C20砼厚80mm面层，加强筋为直径12mm，锚索成孔直径为150mm，预加力第一二、排为150KN，第三排为100KN；注浆水泥采用PC42.5级水泥，注浆水灰比：0.45。支护桩桩长18m，直径800mm，桩心距离1.5m，砼强度及冠梁强度等级C30。（2）2-2剖立面图及支护设计参数2-2剖面土钉设计参数项目排号施工内容土钉或预应力锚索长度(米)竖向间距(米)水平间距(米)钢筋直径(毫米)成孔直径(毫米)土钉倾角钢筋类型第一排土 钉61.51.8518100下倾150级18第二排预应力锚索151.51.8515.2150下倾1502束15.2mm1860级钢绞线第三排土 钉61.51.8518100下倾150级18第四排预应力锚索151.51.8515.2150下倾1502束15.2mm1860级钢绞线第五排土 钉61.51.8518100下倾150级18支护桩桩长18m，直径800mm，桩心距离1.85m，砼强度及冠梁强度等级C30。布筋网使用6.5圆盘，设计间距为300300mm，喷C20砼厚60mm面层，加强筋为直径12mm，预加力第一排为100KN，第二排为100KN；注浆水泥采用PC42.5级水泥，注浆水灰比：0.45。（3）3-3剖立面图及支护设计参数3-3剖面土钉设计参数项目排号施工内容土钉或预应力锚索长度(米)竖向间距(米)水平间距(米)钢筋直径(毫米)成孔直径(毫米)土钉倾角钢筋类型第一排土 钉61.51.8518100下倾150级18第二排预应力锚索151.51.8515.2150下倾1502束15.2mm1860级钢绞线第三排土 钉61.51.8518100下倾150级18第四排预应力锚索151.51.8515.2150下倾1502束15.2mm1860级钢绞线第五排土 钉61.51.8518100下倾150级18支护桩桩长19m，直径800mm，桩心距离1.5m，砼强度及冠梁强度等级C30。布筋网使用6.5圆盘，设计间距为300300mm，喷C20砼厚60mm面层，加强筋为直径12mm，预加力第一排为150KN，第二排为100KN；注浆水泥采用PC42.5级水泥，注浆水灰比：0.45。4.2预应力锚索施工方案4.2.1工艺流程锚孔定位成孔锚索体制作与安装注浆养护腰梁制作预应力张拉。4.2.2主要工序施工方案1、锚孔定位开挖后的基坑边坡经过修整，按设计要求的标高和水平间距，用水准仪或线绳和钢尺定出孔位，用红油漆在现场施工部位标明锚索开孔位置。如遇既有坡面不平顺或特殊困难场地时，须经设计、监理单位认可，在确保边坡稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位，但调整后的测放精度，水平向孔距偏差不应大于50mm，垂直方向孔距偏差不应大于100mm。对测放并验收合格的锚孔位置进行编号，并用油漆标示在现场坡面上，该编号作为锚索制作编号的依据。2、成孔（1）钻机就位锚孔钻进施工，搭设满足钻孔、下锚和注浆施工所需承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面准确测放锚索孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过50mm，高程误差不得超过100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位1.0，方位允许误差2.0。（2）钻进方式锚孔钻进采用干钻，以确保锚固工程施工不至于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能，难以钻进时方可采用水钻。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。（3）钻进过程锚索钻孔施工要加强钻机的导向作用，及时检测孔斜误差，合理采用纠偏措施，确保锚索钻孔满足设计及规范要求。钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态(钻压、钻速)及一些特殊情况作好现场施工记录。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值（设计孔径150mm，孔深18m和15m两种）。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上，但不宜超出0.3m，当遇特殊地质情况时，可适当增加超钻深度，但不可超过0.5m。钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻12分钟，防止孔底达不到设计孔径。锚孔钻孔结束后，须经监理工程师检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在监理工程师旁站下进行，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。锚孔检验项目允许偏差如表4.2.2-1所示4.2.2-1 锚孔施作的允许偏差和检验方法序号项目允许偏差检验方法1孔位坡面纵向50mm用全站仪或拉线和尺量检查坡面横向50mm用全站仪或拉线和尺量检查2孔口标高100mm用水准仪或拉线和尺量检查3孔向孔轴线倾角1.0用测角仪或地质罗盘检查孔轴线方位2.0用全站仪或地质罗盘检查孔底偏斜满足设计用钻孔测斜仪检查孔径满足设计验钻和尺量检查4孔深不小于设计值验钻和尺量检查3、锚索体制作及安装预应力锚索体由冠梁（钢腰梁）、自由段、锚固段组成。采用压力分散型锚索，钢绞线采用2S15.2mm高强度低松弛无粘结预应力钢绞线。锚索体采用人工安装，安装前，认真核对锚孔编号，缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度(误差控制在50mm范围内)，确保锚固长度。首先按照设计要求长度切割钢绞线，用冷弯机将无粘结钢绞线弯曲成U型并固定在承载体上，然后按设计荷载体间距组装完成整个锚索体。制作时注意，钢绞线不得相互缠绕并保证承载体位于钻孔中部。截取钢绞线前首先剥除锚固段塑料套管后钢绞线上的油脂、污渍必须用棉纱擦洗干净，并对线材进行检查，要求表面乌亮，手感滑腻无涩滞感，每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及存有锈坑时必须剔出，并对无粘结钢绞线套管有破损的进行修补，钢绞线有机械损伤或锈蚀的不得使用。截取钢绞线用切割机，严禁使用电气焊，截好的钢绞线平顺地置于工作平台上。钢绞线编制在工作平台上进行，其下料长度为：设计长度+冠梁（腰梁）长度+张拉千斤顶长度+锚具厚度+张拉操作预留量。每隔2m设置一个对中支架，相邻两隔离架之间安设束线环(绑扎丝)对锚索进行绑扎固定。钢绞线不得相互缠绕并保证承载体位于孔的中部，锚索保护层厚度不小于20mm。锚索编制完成，对每一单元承载体锚索分别用不同颜色的油漆标示区分。索体采用人工下锚，缓慢从孔口送入，避免锚索体扭曲，锚索入孔时用力要均匀一致，不得转动锚索体，并随时检查隔离架及绑扎丝，发现有移动、损坏、脱落等要及时处理，必要时要更换重新编制，并确保将锚索体推送至预定深度后排气管和注浆管畅通。锚索组装的允许偏差和检验方法如表4.2.2-2所示，组装完成后对锚索对应锚孔进行编号，分类存放在专用场地，并加以防潮、防雨等防锈蚀保护。表4.2.2-2锚索组装的允许偏差和检验方法序号项目允许偏差检验方法1锚索长度50mm尺量检查2锚固段长度50mm尺量检查3塑料套管端头定位50mm尺量检查4注浆管中心定位10mm尺量检查端头定位50mm5支架、紧箍环、导向帽制作尺寸5mm尺量检查接装定位20mm4、注浆锚索注浆以形成锚固段和为锚索体提供防腐蚀保护层。另外，一定压力的注浆可以使注浆体渗入地层裂隙中，起到固结地层、提高地层承载力的作用。注浆是锚索施工的关键工序之一，其效果好坏将直接影响到锚索的锚固性能和永久性。灌浆采取二次灌浆工艺，灌浆管一端绑扎在锚杆底部并随锚杆同时送入钻孔内，灌浆管距孔底为30cm，灌浆采用PC42.5水泥浆，水灰比0.45；灌浆压力不小于3MPa，待浆液从流出孔口时，用水泥袋等堵塞孔口，严密捣实，再以2.5-5Mpa的压力进行补浆，恒压稳定5分钟后拆管。5、腰梁制作腰梁采用型钢制作，腰梁要求通长设置，保证其受力的连续性。型钢的连接用钢板焊接，焊缝高度不小于8mm，焊缝均满焊。承压板应安装平整、牢固，承压板板面应与锚杆受力轴线垂直，承压板底部用砼填充密实，满足局部承压的要求。安装锚具及垫片夹片等。6、预应力张拉锚固段强度大于15Mpa并达到设计强度等级的75以后方可进行张拉锁定，一般注浆后7天即可张拉；锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响；按设计施加预应力要求锁定；锚杆张拉控制应力应达到锚杆设计杆体强度标准值的0.75倍。根据千斤顶及压力表号，设计预加张力150KN的修正压力表示值读数为P=1.1（0.07009F+0.20=0.07009150+0.20）=1.110.714=11.79KN；设计预加张力100KN的修正压力表示值为P=1.1（0.07009F+0.20=0.07009100+0.20）=7.93KN。（1）安装施工前应对液压千斤顶进行标定，并提供检验报告。安装钢垫板、锚具及夹片，并将夹片轻轻敲实到位然后安装千斤顶。锚具安装与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚索体轴线在一条直线上，不得弯压或偏折锚头，确保承载均匀同轴，并采用25252cm钢垫片予以加强。（2）张拉、锁定1）在锚索张拉前，取10%20%的设计张拉荷载，对锚索张拉12次，使其各部位接触紧密，使钢绞线完全平直，以使钢绞线受力均匀。2）预应力锚索的张拉分5次施加，一次取设计值的0.3、0.5、0.75、1.0和1.1倍进行逐级张拉，每级荷载施加后，稳定观测时间不小于10 min。张拉荷载严禁一次加至锁定荷载。锚索稳定后48小时内，若发生明显的应力松弛，必须进行补偿张拉。张拉采用“双控法”进行质量控制，即以控制油表读数为准，用伸长量进行校核。3）锚索锁定后，做好标记，观察三天，没有异常情况即留长10cm后用手提砂轮机切割多余钢绞线(严禁使用电弧烧割)。4）轻轻松开油泵截止阀，使油压缓慢降至零，则完成了对本根锚索的锚固，退掉千斤顶，安装到下一根锚索进行张拉。7、锚索检测要求入表4.2.2-3所示表4.2.2-3锚索主要检测项目表序号项目允许偏差检验方法1锚索张拉应力(MPa)符合设计要求油压表：每索由读数反算2张拉伸长率(%)6或设计要求尺量：每索3断丝、滑丝数每束1根，且每断面不超过钢线总数的1%目测：逐根(束)检查5 预应力锚索质量通病的预防措施5.1锚索成孔角度、孔深误差大预防措施：成孔采用专用潜孔钻机，按设计要求的标高和水平间距，用水准仪和钢尺定出孔位，做好标记。调整好角度，由质检员验收合格后准许开始。严格控制钻孔质量，成孔轴线与设计轴线的偏差不大于3%。孔深不小于锚索设计长度，也不大于设计长度的1%，锚孔的孔径不小于设计的孔径。5.2锚索成孔时间长、塌孔预防措施：除第二分配电站及机修车间外，本工程土方开挖范围内均存在第层粉砂，且该图层厚度变化较大，支护桩间距也较大，建议对锚杆进行试成孔，确定施工参数是否与基坑支护设计方案一致，以防止塌孔，并确定是否改为锚索钻进进行机械成孔。5.3钢绞线长度误差大预防措施：钢绞线严格按设计尺寸下料，每股长度误差不大于50mm。在实际施工中要准确丈量所成孔的孔深，下料长度为孔深再加1.2m以能够满足工程设计及所用设备的要求。5.4钢绞线不居中预防措施：钢绞线锚固段沿杆体轴线方向每隔2m设置一个架线环，安放时，防止钢绞线扭压、弯曲，并确保拉杆处于钻孔中心位置。5.5注浆浆液不饱满预防措施：注浆分两次进行，严格控制每次注浆的注浆压力和注浆量。注浆时，将配制好的浆液用注浆泵通过胶管压入一次注浆管中，浆液从注浆管底端喷出，随着浆液的灌入，逐步上拔注浆管，注意上拔注浆管底端必须始终埋入浆液液面下2m左右，以保证锚固体的浆液连续且密实。注浆直到孔口溢出浆液为止，此时拔出第一次注浆管。二次注浆利用二次注浆花管进行高压劈裂注浆，在达到最高压力后稳压2-3min，此时注浆作业结束，二次注浆管留于孔内。5.6张拉时预应力损失过大，导致建立起来的预应力减少正式张拉前进