双鹤湖水泥土锚杆施工作业指导书.docx

郑州航空港区双鹤湖中央公园地下空间一标郑州航空港区双鹤湖中央公园地下空间一标水泥土锚杆施工作业指导书 单位： 中铁四局集团有限公司 编制： 复核： 审批： 中铁四局集团郑州航空港区双鹤湖中央公园地下空间一标项目部2016年3月有效期：2016年3月15日2016年12月30日一、编制依据1.1编制规范1、地下综合管廊工程技术规范GB50838-20152、城市地下道路工程设计规范CJJ221-20153、建筑结构荷载规范GB50009-20124、建筑地基处理技术规范JGJ79-20025、建筑桩基技术规范JGJ94-20086、岩土锚杆及喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-20157、锚杆锚固质量无损检测技术规范JG/T182-20091.2施工图纸及图号郑州航空港经济综合实验区（郑州新郑综合保税区）双鹤湖片区综合管廊、停车场及附属工程 地下车库联络道总体施工图郑州港区双鹤湖片区地下空间综合利用工程 地下车库联络道结构施工图郑州港区双鹤湖片区地下空间综合利用工程 地下综合管廊结构施工图二、编制目的对中铁四局集团有限公司郑州航空港区双鹤湖中央公园地下空间一标项目部水泥土锚杆施工进行控制，使其结果满足设计和验收标准的规定要求。三、工程概况2.1施工范围及内容本方案仅适用于中铁四局集团有限公司郑州航空港区双鹤湖中央公园地下空间一标水泥土锚杆施工。2.2工程概述 2.2.1项目简介 本项目位于郑州航空港区南部双鹤湖片区核心区中央公园，是本届“园博会”的重要组成部分，本工程为地下空间综合利用工程，是中原地区最大的地下管廊工程，也是我局首批新型施工项目，对普及全国综合管廊的建设具有指导意义。2.2.2地形地貌施工场区地貌单元属山前冲洪积平原沙丘、砂地地貌。场地大部分为耕地，局部为拆迁场地，地形较平坦，高差相差不大。2.2.3水文气象郑州航空港经济实验区处于华北平原、豫西山地向豫东平原过渡带，属暖温带大陆性季风气候。气温适中，四季分明。2.2.4地层结构根据设计图纸提供勘察资料，土层按其不同的成因、时代及物理力学性质差异划分9个工程地质单元层。对所划分地层简述如下：耕土：层底高程108.70-113.90m，层厚0.3-1.8m。以粉土为主，松散，含有较多植物根系。粉土：层底高程106.70-112.90m，层厚0.6-3.7m。黄褐色，稍湿。粉砂夹粉土：层底高程100.90-110.10m，层厚1.0-8.7m。黄褐色，稍湿，中密，主要矿物成分为石英、长石、云母等，局部为粉土。粉土：层底高程98.20-107.00m，层厚2.0-8.5m。地层呈黄褐色，稍湿，见少量小粒径钙质结核，粒径0.5-1.0cm。粉砂：层底高程92.90-104.00m，层厚1.0-7.3m。地层呈黄褐色，主要矿物成分为石英、长石、云母等。粉土：层底高程91.90-102.00m，层厚0.5-3.2m。地层呈黄褐色，见少量小粒径钙质结核，粒径0.5-1.0cm。粉质粘土：层底高程87.00-96.70m，层厚4.0-13.0m。地层呈黄褐色，可塑，含大量钙质结核，粒径1.0-3.0cm。粉质粘土：层底高程74.9-83.7m，层厚11.0-15.0m。地层呈红褐色，硬塑，见大量青灰色团块。粉质粘土：地层呈红褐色，含大量钙质结核，平均粒径约1.0-3.0cm。四、施工准备1、工艺流程 水泥土锚杆工艺流程2、施工准备（1）技术准备根据施工图、设计交底资料进行图纸审核，施工前及时与设计专家沟通处理差错漏碰等问题，编制专项施工方案、下发技术交底，计算工程数量、提报分工号材料、机具需求计划，绘制详细预应力锚杆细部布置图，计算对应位置锚杆轴力、锁定应力设计值理论伸长量，结合标定后成套油顶、压力表回归方程计算分级张拉控制应力，编制各孔位锚杆张拉控制应力、伸长值旁站记录表；高压旋喷水泥土桩锚杆施工前，应详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件；对设计阶段考虑到的地下埋设物、障碍物应做进一步核查，并进一步确定其位置、形状、尺寸和数量，同时提出排除和防护处理等措施；掌握工程周围状况、建筑物状态及其影响，预测可能出现的问题并提出相应对策；认真检查原材料及各种仪器设备的型号、品种、规格，检查其主要性能是否符合设计要求；对于地质条件特殊或特别重大工程，宜在正式施工前进行钻孔成桩、张拉锁定试验，以获得有较强针对性的施工工艺参数，同时考核施工工艺和施工设备的适应性。锚索施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物理力学特性，还需要了解地下水及其随时间的变化情况，以及地下水中化学物质的成分和含量，这对于确定锚索的布置选择钻孔方法等十分重要。支护施工图纸齐全，包括支护平面图、剖面图及总体尺寸；挡土的结构类型、详细设计图纸及设计说明；标明锚索位置、尺寸（直径、孔径、长度）倾角和间距。编制锚索施工方案，确定施工顺序；保证供水、排水和动力的需要；制定机械进场、正常使用和保养得维修制度；安排好劳动组织和施工进度计划；锚索支护宜在排出地下水的条件下进行施工，应采取恰当的降、排水措施排出地下水，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的净水压力。基坑四周支护范围内应预修整，构筑排水沟或混凝土地面，防止地表水向下渗透。靠近基坑坡顶24m的地面应适当垫高，并应里高外低，便于径流远离边坡。（2）材料及机具设备的准备主要设备:旋喷钻机、空压机、高压泵、低压泵、泥浆搅拌机、切割机、电焊机、高压油泵、张拉机等。主要材料:钻头、钻具、电气焊、钢绞线、锚板与夹片、锚具、隔离支架、对中支架等特殊配套工具。材料要求: 制作锚索的材料为15.2钢绞线。选取锚索用材料时应考虑材料的特点、锚固力大小、锚索长度和施工场地等因素。锚索材料应按设计要求选取符合有关标准的合格产品，当使用非国家标准的材料时，应对材料的性能进行充分论证，并出具相应的技术鉴定材料。使用的锚索材料必须有出厂质量证明书和标牌外，还应对其性能进行抽样检验，包括外观和力学性能两方面。锚具采用OVM系列，锚具和夹具应符合预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程（JGJ85-2010）。水泥用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，并有出场合格证；水用pH值小于4的水；所用的化学添加剂必须有出场合格证。（3）人员配备预应力作业的施工人员必须是经过培训且考核合格、富有经验的熟练钻孔人员、注浆人员、张拉人员、技术管理人员，并且要求其具备较高的质量意识和高度的责任心。五、水泥土锚杆工程5.1设计情况本标段水泥土锚杆共计1326根，本工程预应力锚索设计采用315.2高强钢绞线，锚索长15m，锚固段长度为10m，自由段长度为5m，间距1500mm，倾角为20度。锚杆采用P.O42.5级水泥，水泥掺入量20%，水灰比0.7；施工工艺采用高压旋喷桩施工。5.2预应力筋下料及制作水泥土锚杆用钢铰线其技术标准、质量证明书、方法及标志内容，应分别符合国家标准，其力学性能及表面质量的允许偏差均应符合相应的国家标准。钢铰线进场后应分批验收，验收时应检验其质量证明书、包装方法、标志内容是否齐全、正确。钢铰线表面质量及规格是否符合要求，经运输、存放后有无损伤、锈蚀或影响与水泥粘结的油污。对其力学性能，根据出厂检验、供货状况、使用经历以及应用此项材料的工程结构的类别等，应根据国家标准要求的频率进行检查验收。钢铰线的外观不得有生锈、裂纹、鳞落或断裂现象。钢绞线的下料：钢绞线按照图纸设计要求进行下料，下料时应将钢绞线盘卷装在铁笼内，逐步抽出。钢绞线下料场应平坦，下垫20cm高方木，不得让钢绞线直接接触土地，以免生锈，也不得在混凝土地面上生拉硬拽，以免磨伤钢绞线，下料长度误差控制在100mm以内。钢铰线的切断应用切断机或砂轮锯，不得使用电焊切断。5.3水泥土锚杆施工工艺水泥土锚杆施工：锚杆制作应按施工图进行，并符合下列规定：（1）钻机定位1）当土方开挖沟槽后，根据设计锚杆位置，测量放样，锚杆编号标识在边坡上，编号为：面号道号锚杆序号。根据成孔情况采用不同工艺，必要时可采用套管跟进，保证成孔顺利不塌孔，成孔深度比设计的锚杆长0.5m。2）由于钻机安装定位质量不仅影响成桩质量，同时还影响施工速度和人员安全。因此，钻机安装定位应按照“正、平、稳、固”的要求，确保钻机受力后不摇摆、不移位；钻机基底采用木方或木板支撑垫平，孔位要求水平方向误差不大于50mm，垂直方向孔距不大于100mm。3）钻机定位后，采用钻机自带罗盘校核钻孔开孔角度，使开孔角度误差不超过1，开孔处的水平和垂直向误差不大于50mm；4）钻进施工前应在场地中挖好排水沟及循环浆池，以避免因泥浆随意排放而影响正常施工。（2）水泥浆液配比1）注浆材料一般选用42.5级普通硅酸盐水泥净浆，如有特殊需要，可添加外加剂；2）水泥掺入量为20，水灰比为0.7，若地层情况特殊，则需在现场进行浆液配比试验，确保高压旋喷加劲水泥土桩的成桩质量；3）水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完。（3）钻进成孔1）高压旋喷水泥土桩采用专用钻机成孔，钻杆为中空钻杆，钻进过程中，通过上述钻杆的中空通道边钻进边搅拌注浆；2）旋喷搅拌钻进压力一般为1520MPa，搅拌钻杆的钻进、提升速度分别控制在0.30.5m/min、0.70.9m/min左右，搅拌钻杆（轴）的转速控制在2050r/min左右，具体应用时可结合实际地层条件进行调整，以确保搅拌桩桩体成桩质量；3）扩大头的旋喷搅拌的进退次数比桩身增加2次，以确保扩大头的直径；4）钻进过程中，通过钻杆数量控制桩长偏差10cm，通过钻进压力、钻进速度与转速控制桩径偏差5cm。钻进终孔后，孔内有残留的钻渣和泥皮，采用高压泵送清水或高压风清孔，保证孔内干净。（4）锚杆制作及安装1）锚筋体采用设计规定材料制作（钢绞线），所用材料需达到该种材料强度的标准值，所用钢绞线在制作之前应送有关单位检验合格后方可使用；2）钻进至设计深度后，依次退出并拆卸钻杆。钻杆拆卸完毕后，通过钻机将制作好的锚筋插放至旋喷搅拌桩体内；3）插入前，应确保锚筋位于搅拌桩中心点，插入过程中，应严格按照钻进角度缓慢、均衡地插入锚筋体，确保锚筋不发生扭曲。4）锚筋体插入孔内深度不应小于筋体总长度的95%，锚筋体安放后不得随意拉伸或悬挂重物。（5）锚筋张拉与锁定1）预应力钢板依据图纸在冠梁浇筑前预埋，预应力基座是锚筋体张拉时的直接受力构件，所以，预应力基座受力面应平整可靠，且与锚筋体轴线方向垂直。2）锚筋张拉锁定应在高压旋喷水泥土桩施工结束且养护至设计强度后进行。3）根据设计要求选定相应的锚头与张拉锁定设备，张拉锁定设备进场前，应通过相关机构检验标定，根据标定数据进行张拉。张拉时，应事前检查油泵及各阀门的工作情况、油管畅通情况，以免张拉时油泵工作不正常而造成张拉失败。4）锚筋张拉应按一定顺序进行。张拉时，应考虑临近锚筋之间的相互影响。5）锚筋张拉要分级逐步施加荷载，不可一下加至锁定荷载。采用高压油泵和100吨穿心千斤顶进行张拉锁定。正式张拉前先用20%锁定荷载预张拉一次，再以50%、75%和100%的锁定荷载分级张拉，然后超张拉至110%锁定荷载，在超张拉荷载下保持5分钟，观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定。锁定荷载为540KN。当变形稳定时，然后卸截至锁定荷截锚索。每级加压后，测读油压表读数及锚索伸长量并作好记录。张拉应遵循下列规定：张拉前，预应力设备应进行标定，取得标定证书送工程部和试验室备案。只有当锚固体强度大于15Mpa并不小于设计强度的75%时方可进行张拉。张拉顺序根据施工组织安排进行，水平方向每次应间隔一根张拉。锚杆张拉、锁定应符合下列规定：锚固体达到一定强度后，方可安装圈梁进行张拉。锚杆锁定前必须张拉至设计预应力值后，方可将锚头锁紧。施工注意事项钻孔前按照施工图确定位置，做上标记；钻孔定位误差不大于50mm，孔斜误差不大于3度，桩径误差不大于2cm，并严格按照设计桩长施工，要随时注意调整好锚孔位置（上下左右及角度），防止高低参差不齐和相互交错。钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗直至出清水，再接下节钻杆：遇有粗砂，卵砾石土层，在钻杆钻至最后一节时，应比要求深度多1020cm，以防管子堵塞。预应力钢筋使用前要检查各项性能，检查有无油污、锈蚀等情况；如有不合格的，应进行更换或处理。注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆。5.4成品保护加工成型的杆体应平整放置并设立标识防止车辆辗压避免来回搬运折弯注浆完毕应有一定的养护期养护期内禁止拉拔锚杆在预应力锚杆的使用期间严禁机械等碰撞锚头。六、施工操作要点1、开挖工作面：土方开挖至锚杆标高下500mm左右。测放锚杆孔位清理孔口。根据地层情况锚杆钻机采用干钻成孔或水冲法套管跟进成孔。2、测量放线根据设计文件要求由专业测量人员准确定出各锚点位置定位精度纵横向10cm。3、钻机就位、调整角度、钻机就位、调整机身、用量角器测定钻杆角度。如果锚杆施工中遇到砂层无法干法成孔可采用注浆成孔或水冲法套管跟进的方法钻孔。4、钻孔施工钻进过程中随时注意速度、压力及钻杆的平直到孔深比设计要求深0.3-0.5m。5、锚索制作锚杆体锚固段的钢绞线通过夹紧环和隔离架的交替设置而呈波浪形。隔离架既能使钢绞线分离使之周边有足够的水泥浆粘附又能保证所需得保护层厚度不小与20mm隔离架的间距为2m左右。将注浆管与锚索一起放入钻机注浆管从隔离架内通过端头注浆管内端距孔底50100mm保证孔底顺利返浆。6、安装锚索放置前应检查钢绞线的隔离架用扎丝和胶条绑好自由段套塑料管套管端用胶布封闭杆体的外露部分应等于杆体下料时的张拉段长度下料长度为锚杆自由段、锚固段及外露长度之和外露长度须满足台座、腰梁尺寸及张拉作业要求。7、注浆在后把注浆管插入外套管底部开始灌注水泥浆。边注浆边拔注浆管和外套管每拔34根外套管补一次浆直至将孔口注满水泥浆从孔口返出。拔外套管时要保证拔管器油缸与外套管同心如不合适应在液压缸前用方木垫平、垫实使油缸卡住下一节套管保证卡住后再慢慢开丝扣。每检验批制作一组净浆试块拆模后标准养护。8、锚杆预应力张拉与锁定锚杆孔渗水时先用膨胀水泥封堵以防渗漏水流入基坑影响土方施工。在锚固体强度达到设计强度的70一般为五天左右即可进行预应力张拉。张拉之前先切除露在护坡桩帽梁的钢制注浆管头。为提高施工进度每剖面选择1-2根锚杆分34次张拉至设计荷载的1.05-1.10倍回缩锁定在设计荷载的80%后用夹片锁紧。其它锚杆直接进行张拉锁定。9、张拉千斤顶应定期围护和校检。有下述情况之一的，要重新进行标定：张拉时经常出现断丝，千斤顶漏油严重，油表指针不回零，调换千斤顶油压表。10、预应力施工要由专职工程师负责组织技术交底，工中指导及工后检查。施工前应对操作人员进行技术培训，并作理论与实际部分的技术考核，不称职人员严禁上岗。该专职工程师应有职有权，切实把好质量关。及时作好张拉及压浆记录。11、在预应力作业中，必须特别注意安全。因为预应力筋持有很大的能量，万一预应力筋被拉断或锚具与张拉千斤顶失效，巨大能量急剧释放，有可能造成很大危害，因此必须有安全防护措施。12、操作千斤顶和量测伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程。13、工具锚的夹片，应注意保持清洁和良好的润滑状态。14、多根钢绞束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移，可更换夹片，用小型千斤顶单根张拉。15、多根钢丝同时张拉时，每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1.0，每束内断丝或滑丝不得超过1根。16、进行张拉施工时要对称张拉，张拉时千斤顶前方严禁站人，防止断丝伤人。17、用于孔道压浆的水泥浆采用M140.5水泥浆，水泥浆的拌和时间不得小于2min，直至搅拌均匀。气温超出5一35时，采取控温措施后方可进行配制浆液和压浆。18、压浆工人应佩戴防护眼镜，以防浆液喷出伤眼。19、封锚端施工压浆完成后，立即对非连续锚固端端按设计要求进行封闭保护和防腐处理。压浆完成后对梁端混凝土凿毛并将锚具周围冲洗干净，人工安装钢筋网和模板，然后浇注封锚混凝土；封锚采取与梁体同强度混凝土，并应严格控制封锚后梁体长度。产期外露的锚具，采取相应防锈措施。七、质量控制要求及标准1、所有材料特别是锚索专用材料必须进场试验验收合格后方可使用。2、钻孔前应根据设计要求定出孔位，孔位允许偏差水平方向为100mm，垂直方向50mm，锚索下料长度允许误差为50mm，钻孔倾斜度允许偏差为3%，实际钻孔深度应超过设计长度0.5m。3、孔壁要求平直以便安放拉杆和注浆。4、钻孔时避免使用膨润土循环泥浆护壁以免在孔壁上形成泥皮降低承载力预应力锚索浆体采用水泥净浆，其标准强度不低于M30。5、为使锚固端发挥最大的锚固作用孔壁不得塌陷和松动否则会影响拉杆的安放和土层锚杆的承载力：6、锚索注浆必须是从注浆管孔底反向一次性连续注浆如注浆出现间隔必须采取措施严禁从孔口注浆至锚固段。7、锚索注浆在水泥浆体强度达成终凝前严禁扰动锚索。8、保证锚索受力方向为直线。9、张拉设备使用前必须经过标定若长时间不用或经过长途运输必须重新标定。10、锚索加工严禁使用电焊焊接截断钢绞线严禁用铅丝绑扎钢绞线。11、锚固体强度达到设计强度70%，且大于15MPa时方可张拉，一般注浆完成七天后可张拉锁定。12、按锚杆数量每30根锚杆取试件不少于一组，每组试块共6块。13、锚索基本试验1）根据设计要求,基坑锚杆施工前，施工3根锚杆做基本试验。2）基本试验所用锚杆的结构施工工艺和所处的工程地质条件应与实际工程所用的相同3）基本试验最大试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力的90%。4）基本试验在第一排锚杆施工前，锚固体强度达到15Mpa并不小于设计强度的70%后方可进行。八、施工安全措施及注意要点1、施工现场安全技术措施1）施工现场的布置应符合防火、防爆、防洪、防雷电等安全规定和文明施工的要求，施工现场的生产、生活办公用房、仓库、材料堆放场、停车场、修理场等应批准的总平面布置图进行布置。2）现场道路应平整、坚实、保持畅通，危险地点应悬挂按照GB2893安全色和GB2894安全标志规定的标牌，夜间有人经过的坑、洞应设红灯示警，现场道路应符合工厂企业厂内运输安全的规定，施工现场设置大幅安全宣传标语。3）现场的生产、生活区要设足够的消防水源和消防设施网点，消防器材应有专人管理不得乱拿乱动，所有施工人员要熟悉并掌握消防设备的性能和使用方法。4）各类房屋、库棚、料场等的消防安全距离应符合公安部门的规定，室内不得堆放易燃品；严禁在木工加工场、料库等处吸烟；现场的易燃杂物，应随时清除，严禁在有火种的场所或其近旁堆放。5）氧气瓶不得沾染油脂，乙炔发生器必须有防止回火的安全装置，氧气瓶与乙炔发生器要隔离存放。6）施工现场的临时用电，严格按照施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-88的规定执行。临时用电工程的安装、维修和拆除，均由经过培训取得上岗证的电工完成，非电工不准进行电工作业。电缆线路采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度及线距应符合安全规定，并应架在专用电杆上。变压器必须设接