锚索施工方案

沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 1 目 录 第一章第一章 工程概况工程概况 2 1 21 2 工程地质工程地质 2 1 31 3 水文地质水文地质 2 第二章第二章 锚索施工方案锚索施工方案 2 2 12 1 锚索简介锚索简介 2 2 22 2 施工总施工总体体安排安排 2 2 32 3 预应力锚索构造预应力锚索构造 2 2 42 4 锚索施工流程锚索施工流程 2 2 52 5 锚索施工方法锚索施工方法 2 2 5 12 5 1 施工准备施工准备 2 2 5 22 5 2 锚孔测放锚孔测放 2 2 5 22 5 2 钻进成孔钻进成孔 2 2 5 32 5 3 锚索制作与安放锚索制作与安放 2 2 5 42 5 4 注浆注浆 2 2 5 52 5 5 锚具及腰梁安装锚具及腰梁安装 2 2 5 62 5 6 锚索张拉锁定锚索张拉锁定 2 2 62 6 试验与监测试验与监测 2 第三章第三章 质量和安全保证措施质量和安全保证措施 2 3 13 1 质量保证措施质量保证措施 2 3 23 2 安全保证措施安全保证措施 2 第四章第四章 机械及人员配备机械及人员配备 2 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 2 沈阳南站地铁配套工程锚索施工方案 第一章第一章 工程概况工程概况 1 11 1 工程简介工程简介 沈阳南站地铁配套工程土建施工内容共包括沈阳南站东广场下地铁 4 号线和 10 号 线沈阳南站及相关区间 国铁站房下 10 号线区间 由国铁站房施工 西广场下 10 号 线区间 1 地铁 4 号线车站及区间 该站为地铁 4 号线的终点站 线路与铁路车场平行呈南北向布置 站台层位于东 广场下的地下三层 车站为三柱双跨岛式站台车站 区间采用三连拱与四连拱的结构 形式 2 地铁 10 号线车站及区间 地铁 10 号线车站及区间施工均采用明挖法施工 车站为框架体系侧式站台车站 车站位于东广场地下二层 南北两侧与市政基坑衔接处采用放坡开挖 地铁 10 号线东 侧区间位于东广场地下二层 西侧区间位于西广场地下二层 1 21 2 工程地质工程地质 本工程土层特性自上而下描述如下 1 第四系全新统人工堆积层 Q4ml 杂填土 主要由碎石类土 粘性土及砖块等组成 成份复杂性质不均 局部顶 层为种植土 含植物根系 2 第四系全新统冲积层 Q4al 粉质黏土 黄褐色 可塑 含铁质结核 中砂 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配一般 局部含少量圆 砾 水上稍湿 水下饱和 中密 1 砾砂 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配良好 水上稍湿 水 下饱和 中密 圆砾 由结晶岩构成 亚圆形 坚硬 呈交错排列 一般粒径 2 20mm 最 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 3 大粒径约 50mm 充填混粒砂 中密 1 砾砂 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配良好 水上稍湿 水 下饱和 密实 2 中砂 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配一般 水上稍湿 水 下饱和 中密 3 粉质黏土 黄褐色 可塑 含铁 锰质结核 3 第四系上更新统冲洪积层 Q3al pl 圆砾 由结晶岩构成 亚圆形 坚硬 呈交错排列 一般粒径 2 20mm 最大 粒径约 50mm 充填混粒砂及黏性土 密实 中粗砂 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配良好 饱和 密实 1 粉质黏土 黄褐色 灰褐色 可塑 含铁 锰质结核 砾砂 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配良好 饱和 密实 1 中砂 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配良好 饱和 密实 黏土 黄褐色 灰褐色 局部灰色 可塑 含铁 锰质结核 圆砾 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配良好 密实 1 中砂 黄褐色 石英 长石质 棱角形 混粒结构 级配良好 饱和 密实 4 第三系始新统 E2 泥岩 棕红色 紫红色 主要以黏土矿物为主 局部混少量砂颗粒 碎屑结构 泥质胶结为主 微胶结 原岩结构不清晰 层状构造 具水平层理 节理 裂隙发育 较少 岩芯呈土状 短柱状 手碾易碎 锤击声闷 遇水易崩解 软化 干燥后易开 裂 极软岩 岩体基本质量等级为 V 级 1 31 3 水文地质水文地质 本场地在勘察期间遇见地下水 测得地下潜水稳定水位标高 19 46 19 2m 埋 深 10 50m 11 05m 地下水水位由西至东逐渐降低 水力坡度 1 71 地下水水位 年内变幅约 2m 高值出现在九月至年末 低值出现在年初 同时由于近年来对地下水 开采的控制 地下水位有上升趋势 设计时考虑上浮问题 抗浮设计水位高程采用 37 0m 在勘察区域揭露的地层中共有两个含水层 上部含水层 中砂 圆砾 圆 砾层为主 含水层分布连续稳定 平均厚度 27m 勘察区揭露上部含水层下部的隔 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 4 水层主要为 1 粉质粘土层 该层结构密实 渗透性较差视为其上部含水层的隔水层 此隔水层在 4 号线及 10 号线沈阳南站站区域连续分布 下部含水层主要以 中粗砂 砾砂层为主 该地下水对混凝土结构无腐蚀性 对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀 对钢结 构有弱腐蚀 环境土对混凝土结构无腐蚀 对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性 对钢结构有弱腐蚀 土壤标准冻结深度为 1 2m 最大冻结深度为 1 5m 第二章第二章 锚索施工方案锚索施工方案 2 12 1 锚索简介锚索简介 本工程车站 A3 区东侧基坑采用的是钻孔灌注桩 预应力锚索的支护形式 钻孔灌 注桩桩径 800 mm 间距 1000mm 该部位基坑开挖深度为 8 41m 竖向设置两道锚索 第一道锚索 38 根 锚固在桩顶冠梁中 中心标高为 15 75m 第二道锚索 38 根 锚固 在冠梁下方 3m 的锚索钢腰梁中 中心标高为 18 75m 锚索采用钢绞线 S15 2 张拉 控制应力为 1860N mm2 采用 4S 钢绞线 锚索注浆材料采用 P O42 5 号普通硅酸盐水泥 锚索分锚索 A 和锚索 B 两种型号 锚索 A 自由段长度 8m 锚固段长度 14m 锚索 B 自由段长度 8m 锚固段长度 24m 锚 索水平间距 1m 锚索施工平面图 剖面图如图 2 1 2 2 所示 锚索施工数据及主要工程量见表 2 1 2 2 表 2 1 预应力锚杆施工数据表 位置 钻 孔 型 号 根 数 钻 孔 深 度 钻 孔 角 度 孔 径 预加 轴力 锚固段 长度 自由段 长度 钢绞线 水 平 间 距 锚 索 A 3522m 25 度 150 mm 200 KN 14m8m 4 根 15 2mm 1m 第一 道 冠梁处 锚 索 B 332m 25 度 150 mm 200 KN 24m8m 4 根 15 2mm 1m 第二 道 冠梁下 3m 锚 索 A 3522m 25 度 150 mm 200 KN 14m8m 4 根 15 2mm 1m 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 5 锚 索 B 332m 25 度 150 mm 200 KN 24m8m 4 根 15 2mm 1m 表 2 2 主要工程数量表 施工项目单位数量 钢绞线 15 2吨 7 62 注浆立方米 27 8 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 6 图 2 1 锚索平面图 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 7 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 8 图 2 2 锚索剖面图 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 9 2 22 2 施工总体安排施工总体安排 锚索作为基坑开挖支护的一部分 其施工应当与基坑的土方开挖相协调 为此我 们要严密组织施工 保证各工序之间的衔接 具体施工流程如图 2 3 所示 图 2 3 土方开挖流程图 2 32 3 预应力锚索构造预应力锚索构造 预应力锚索采用拉力集中型粘结式预应力锚索体系 锚索由锚固段 自由段和紧固 头三部分构成 紧固头由腰梁 冠梁 钢垫板和锚具组成 锚索长度包括锚固段 自由 段 张拉段三部分 预应力锚索构造如图 2 4 所示 施工准备 开挖施工冠梁 喷射桩间砼 施工第一道锚索 锚索施工后 等至达到强度 喷射桩间砼 施工第二道锚索 土方开挖至基坑底 施工主体结构 土方开挖至第一道锚索下 0 8 米 土方开挖至第二道锚索下 0 8 米 锚索施工后 等至达到强度 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 10 图 2 4 锚索构造图 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 11 2 42 4 锚索施工流程锚索施工流程 锚索施工工艺流程见图 2 5 所示 2 52 5 锚索施工方法锚索施工方法 2 5 12 5 1 施工准备施工准备 1 了解施工区土层分布及各土层的物理力学性能 以便锚索的布置 选择钻孔方 法 2 请设计单位作技术咨询 以全面了解设计意图 编制施工组织设计 3 锚索原材料型号 规格 品种 以及锚索各部件质量和技术性能应符合设计要 求 4 降水井同步降水 水位保证至少在开挖面以下 0 5m 土方开挖至设计标高 定 孔 位 机械成孔 下入锚索 一次注浆 二次注浆 养护 上锚具及腰梁 张拉锁定 继续土方开挖 复测孔位及钻孔角度 配制水泥浆 锚索制作 检验锚索质量 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 12 5 现场进场两台套管跟进式钻机 分十号线南侧和北侧两段同时施工 并提前对 钻机 钢绞线 锚具等材料设备进行检验检定 2 5 22 5 2 锚孔测放锚孔测放 第一道锚索由于设置在桩顶冠梁上 因此在施工冠梁时要按设计角度预留好孔洞 定位时 用全站仪进行孔位的放样工作 在钻孔前应引出孔位的护桩 以便于钻机就 位后确定孔心 钻机定向运用两点定线原理安装钻机 用钻机的前后高差控制钻孔的 轴线 利用冠梁或脚手架等多点固定钻机 以确保的稳定牢固 钻进时不会移位 2 5 22 5 2 钻进成孔钻进成孔 1 钻进方式 由于锚索施工部位位于砂层中 容易产生塌孔的现象 因此现场采用套管跟进钻 机钻孔施工 可以很好地控制成孔质量 2 钻进要求 钻孔直径为 150mm 锚索水平方向误差不应大于 50mm 垂直方向孔距误差不应大 于 100mm 偏斜角度不大于 2 度 孔深不应大于 100mm 在钻进过程中需用钻孔测斜仪 控制钻孔方向 钻孔前 开动钻机先试钻 正常后停机检查钻机是否移位 确认钻机 稳固后方可正式钻进 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 钻进过程中对每个孔的地层变化 钻进状 态 钻压 钻速 地下水及一些特殊情况作好现场施工记录 如遇塌孔缩孔等不良钻 进现象时 须立即停钻 及时进行固壁灌浆处理 灌浆压力 0 1 0 2MPa 待水泥砂 浆初凝后 重新扫孔钻进 3 锚孔清理 钻进达到设计深度后 不能立即停钻 要求稳钻 1 2 分钟 防止孔底尖灭 达 不到设计孔径 若遇锚孔中有承压水流出 待水压 水量变小后方可下安锚索与注浆 必要时在周围适当部位设置排水孔处理 4 检验验收 锚孔钻孔结束后 须经现场监理检验合格后 方可进行下道工序 孔径 孔深检 查在现场监理旁站的条件下验孔 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 即可认为锚孔钻孔检验合格 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 13 2 5 32 5 3 锚索制作与安放锚索制作与安放 1 锚索制作 锚索采用低松弛预应力钢绞线 采用 4S 钢绞线 S15 2 fptk 1860N mm2 钢 绞线应严格按设计尺寸下料 每段误差不大于 50mm 安装前 要确保每根钢绞线顺 直 不扭不叉 排列均匀 除锈 除油污 按设计要求两处自由段和锚固段应分别作 出标记在锚固段范围内的锚索每隔 1 5 米穿一个架线环 两架线环之间扎一道箍筋环 自由锻的钢绞线应暂时放入塑料管内并涂黄油 在锚索端头部安置好导向帽后 平顺 放好待用 2 锚索安装 锚索安放前应检查锚索质量 规格 长度 确认锚索与孔位一致后方可进行安装 穿束的同时 应将注浆管连同钢绞线一同放入孔内 由于采用二次注浆 应预埋 2 根 注浆管 第一根注浆管端头距离孔底 50cm 左右 应用胶布封堵 以防安放时土体进入 管内 注浆时 边灌边拔第一根注浆管 第一次的注浆量采用测量与注浆量相互校核 的办法 确保注浆范围不低于锚固段长度 也不要进入自由段过多 二次注浆用的注 浆管应在锚固段范围内 每隔两米做一米长的花管 花管孔眼为 8mm 以便于浆液 的分散 2 5 42 5 4 注浆注浆 注浆采用二次注浆工艺 注浆采用专用的注浆泵 注浆泵的压力表应经过校核 读数能正确反映注浆压力 注浆所用浆液应严格按照配合比现场搅拌 浆液随办随用 严禁使用放置时间过 长的浆液 锚索安设后 进行第一次常压注浆 注浆材料采用纯水泥浆 水灰比 0 4 0 45 或水泥砂浆 灰砂比 1 1 1 2 水灰比 0 38 0 45 注浆压力为 0 5Mpa 注浆数量采 用孔深量测与计算理论注浆量双控制 首次注浆以封闭锚固段且侵入自由段长度小于 1 米为宜 灌浆后应用高压风疏通注浆管 保证第二次注浆时不堵管 待第一次注浆体强度达到 5MPa 约 24h 后 可进行二次高压注浆 二次注浆材 料采用纯水泥浆 水灰比 0 45 0 5 二次注浆的注浆压力宜为 2 0Mpa 利用高压注 浆的劈裂作用 使锚固体的直径变大 增加了土中的径向压应力 同时使锚固体获得 粗糙的表面 从而提高锚杆与土体间的粘结力 提高锚杆的承载力 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 14 注浆时应排专人观察降水井的情况 第一排注浆时还应注意地面的变化情况 如 有异常情况应立即停止作业 查明原因并采取相应措施 2 5 52 5 5 锚具及腰梁安装锚具及腰梁安装 1 第一道锚索直接在冠梁斜面上安装承压垫板及锚具即可 2 第二道锚索需要在围护桩上安装好钢腰梁之后 再行安装承压垫板和锚具 钢腰梁由 2 根 I25b 工字钢并排焊接而成 在每根桩位置均设置一道钢支架 钢支架由 L100 16 角钢与 HRB400 28mm 钢筋焊接而成 钢支架通过 4 根 M16 化学锚栓固定在围护 桩上 腰梁断面如图 2 6 所示 图 2 6 腰梁断面图 2 5 62 5 6 锚索张拉锁定锚索张拉锁定 当锚固体强度大于 15 0 MPa 并达到设计强度的 75 后方可进行张拉 张拉是预应 力锚索施工的关键工序 根据张拉力的要求 选用 ZB4 500 型高压油泵 YCW400A 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 15 200 YDCW240Q 100 型千斤顶 OVM15G 19 型锚具 并对张拉机具进行了标定 包括对 千斤顶 油泵 油管 压力表校验 校验合格后将千斤顶与油泵配套进行标定 正式 张拉前 取 20 的预紧张拉力 采用多次循环预紧方式对每根钢铰线进行预张拉 使其 各部位的接触紧密 钢铰线完全平直 每根钢铰线预紧时 以两次张拉伸长值差不超 过 3mm 为限 否则进入下一循环继续直至符合要求为止 预紧后安装千斤顶和工具锚 都要与工作锚对中 夹片要平整 严禁钢铰线在千斤顶的穿心孔内交叉 正式张拉时 采用限位张拉自行锚固的方式进行 通过现场张拉试验 确定张拉 锁定工艺 锚索张拉分五级进行 各级张拉力分别为设计张力的 25 50 75 100 及 100 每级间隔时间 2 5 分钟 最后一级间隔 30 分钟 并分别记录每级张拉时钢 绞线的伸长量 张拉时采用应力控制及伸长值校核的操作方法 及时准确地记录油压 机读数 千斤顶伸长值 夹片外长度等 当实际伸长值大于计算伸长值的 10 或小于 5 时 要停止张拉 待查原因并采相应措施予以调整之后可继续张拉 张拉时 升荷速率每 分钟不超过设计张拉力的 10 张拉人员必须站在千斤顶两侧位置操作 不得在千斤 顶正面操作 以免发生夹片飞出伤人事故 为克服地层徐变等因素造成的预应力损失 第一次张拉锁定后 30 天左右 进行一 次补偿张拉 然后锁定 补偿张拉后 从锚具量起 留出长 5 10cm 钢绞线 其余部分截去 须用机械切 割 严禁电弧烧割 最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙 然后对锚头采用 C30 的混凝土进行封锚 防止锈蚀和兼顾美观 2 62 6 试验与监测试验与监测 1 试验目的 主要确定锚固体在土体中的抗拔能力 以此验证土层锚索设计及施工工艺的合理 性或检查土层锚索的质量 2 试验类型 分为基本试验和验收试验两种 基本实验数量为总数量的 2 且不应少于 2 根 验收试验数量为总数量的 3 且不应少于 3 根 3 试验标准 1 基本试验 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 16 基本试验锚索应在土层内锚固段的浆液达到设计强度后进行 加载应采用分级循 环加 卸荷载法 起始荷载为设计值的 25 最大预加力为设计荷载的 133 且不 大于钢绞线承载力标准的 80 加荷值分别为锚索设计值的 25 50 75 100 120 133 在此范围内如发生以下三种情况之一 可 认为锚索破坏 A 后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的 2 倍时 B 锚头位移不稳定 C 锚索杆体拉断 2 验收试验 验收锚索验收时初始荷载为锚索设计值的 10 以后加荷值分别为锚索设计值的 25 50 75 100 120 验收试验中 荷载每增加一级 均应稳定 5 10min 记录位移读数 最后一级荷载应维持 10min 如果在 10min 内位移超过 1 0mm 该级荷载应再维持 50min 并记录 15 20 25 30 45 60min 时的位移值 在最大试验荷载下所测得的总位移量 应当超过该荷载范围自由段长度预应力筋理论弹 性伸长值的 80 且小于自由段长度与 1 2 锚固段长度之和的预应力筋的理论弹性伸长 值 4 监测 1 短期监测 锁定后 48 小时内 若发现预应力损失大于设计值 10 时 应进行补偿张拉 2 长期检测 详见 监测方案 第三章第三章 质量和安全保证措施质量和安全保证措施 3 13 1 质量保证措施质量保证措施 1 进场的每批钢绞线和水泥要有出厂合格证并做复试 制作锚索的钢绞线必须符 合现行国家标准 预应力混凝土用钢绞线 GB5224 的规定 钢绞线从盘丝上按设计 长度截取 不得焊接 编束时确保每根钢绞线始终均匀排列 平直 不扭补叉 有死 弯 机械损伤 严重锈蚀及电烧伤的严禁使用 截断时应使用机械切割 严禁电弧切 割 编束前要清污除锈 刷强力防腐涂料 2 锚索钻机就位前应先检查锚位标高 锚距是否符合设计图纸 就位后必须 沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案 17 调正钻杆 用角度尺或罗盘测量钻杆的倾