预应力锚索及冠梁施工方案设计

1、预应力锚索及冠（腰）梁施工方案1编制依据4、岩土锚杆（索）技术规程（CECS22: 2005）5、锚杆喷射混凝土支护技术规（GB50086-2001 ）6、岩土锚固技术手册7、锚固工程设计计算与施工2工程概况本工程位于主楼地面以上71层，高度约309.4米，地下五层，地下室底板 面相对标高-28.00米。建筑规划总用地面积10635.9m 2，建筑基底面积约8261.50m 2，地下建筑面积41307m 2。总建筑面积211408m 2，拟建工程采用 钢-混凝土混合结构体系，基础形式为筏板结构（天然基础）加桩基础结构。基 坑大致成矩形，基坑面积约为 9066.24m 2,周长约为400米，基坑

2、开挖深度约 为29.5米。本工程场地岩土层按成因类型自上往下可分为人工填土层、冲淤积成因的 淤泥质土、粉质粘土和粘土、粉细砂、中粗砾砂和残积成因粉质粘土，基岩为白 垩系上统大朗山组泥质粉砂岩，粉砂岩、细砂岩、砂砾岩和砾岩。本工程基坑围护结构采用排桩（人工挖孔桩）+预应力锚索及在稳定中、微 风化岩层的基坑侧壁岩体采用喷锚网支护的形式。排桩加预应力锚索采用“一桩 一锚”，挖孔桩直径为1.2m，间距为1.5m，护壁厚0.15m。根据设计桩长的不 同分为短桩段和长桩段，短桩段为 A-C段、F-J段、P-A段和M-0段，长桩段 为C-F段、J-L段和L-M段，详见图1所示。短桩段剖面上设置4排锚索，长

3、桩段剖面上设置5排锚索，见图2所示。原设计挖孔桩有252根，东北段基坑支护形式变更后取消34根，且173井183 #孔桩段和218 #231 #孔桩段为放坡段，目前剩有挖孔桩 218根。 锚索数量也相应改变，第一排现有 193条，第二排现有199条，第三、四排现 有均为206条，第五排现有107条，总共有911条锚索。锚索钻孔直径为 150mm，索体材料采用7A5 (d=15.2 )钢绞线，其强度标准值为1860MPa ; 注浆材料采用32.5R普硅纯水泥浆，水灰比0.45，强度不低于M20，为了提早 进行拉，注浆液中掺入水泥重量的 0.5 % TL-20早强减水剂；外锚头钢垫板尺寸 为-20

4、0 X200 X16mm，锚具为JM型。因设计变更后冠梁底标高提高至 7.1m (比 原标高高出0.9m )，第一排锚索位置也相应地提高 0.9m。预应力锚索的设计参 数表详见表1所示。F图1 人工挖孔桩平面分段图-tn *，- 氏桂辰制百植索云直閱图2 短、长桩段剖面锚索示意图表1预应力锚索设计主要参数表剖第1排锚索第2排锚索第3排锚索第4排锚索第5排锚索面束数/倾角(/标高(m)/长度(m)/自由段长度(m)/设计轴力(KN)5/35/7.85/30/6/75/35/1.95/26/6/75/30/-3.55/22/6/74/20/-9.55/18/6/4P-C444050904/35/7

5、.85/30/6/45/35/1.95/26/6/65/35/-3.55/24/6/65/30/-9.55/20/6/64/20/-15.55/16/6/4C-F50356772625/35/7.85/26/6/65/35/1.95/22/6/74/30/-3.55/18/6/73/20/-9.55/14/6/4F-J334050905/35/7.85/30/6/66/35/1.95/26/6/85/35/-3.55/24/6/85/30/-9.55/20/6/74/20/-14.05/16/6/4J-L70502402535/35/7.85/30/6/66/35/1.95/26/6/75/3

6、5/-3.55/22/6/75/30/-9.55/18/6/74/20/-14.05/14/6/5L-M9672441337M-4/35/7.85/26/6/55/35/1.95/22/6/64/30/-3.55/16/6/63/20/-9.55/12/6/4O46741412冠梁尺寸为 1.2m (宽)Xlm (高)，配筋有 20B25、7B16 和 A10100(200),长桩喷砼段冠梁宽度缩为1.15m 0 35 、0 、0。预应力锚索的腰梁尺寸及配筋详见图3。冠梁及腰梁采用C30早强商品砼，要求3天龄期达到设计强度的70 %/(110150.11C153(rO-S150丿1旳讯兀6/5

7、 f” 亂 f图335 30 20。腰梁尺寸及配筋图由于基坑东北段外侧为广晟公司地块,其不允许本工程的锚索进入其地下室围，因此该段基坑支护变更后，东北角仍有11条挖孔桩（173 #183 #）靠广晟地块，这部分桩对应的锚索也取消，改为A500 X12钢管支撑，该段采用800 X800钢筋砼腰梁，平面上设置5道，立面上设置4排，见图4图4东北角钢支撑立面展开示意图本工程主要工程量见表2所示本工程主要工程量统计表序号项目容单位工程量备注1预应力锚索m/条19694/9112冠梁砼m3408.14长度 340.12m3腰梁砼m3359.78长度1074m4钢管支撑t/m15.72/108.113施工

8、组织3.1平面施工段的划分根据目前挖孔桩施工的进度统计，估计短桩段孔桩要较长桩段孔桩早些完 成，因此在预应力锚索施工安排上必须先施工短桩段的锚索，这样锚索施工在平面上大致可以划分成5个施工段（P-C段、C-F段、F-J段、J-M段、M-N段）， 如下图5所示。F卫图5锚索施工平面分段示意图根据锚索施工平面分段的划分，冠梁及腰梁施工也紧随锚索分段进行施工， 每段的长度为3050m之间。3.2立面施工层的划分根据图2和表1可知，立面上5排锚索的标高不同，同一排锚索标高相同（除第5排C-F段和J-M段不同外），因此立面上可以划分成5个锚索施工层。3.3施工顺序根据上两小节施工段、施工层的划分及目前挖

9、孔桩的进度， 在平面上的施工 顺序为：F-J段、P-C段和M-N段冠（腰）梁及锚索施工-J-M段、C-F段冠（腰）梁及锚索施工。立面上的施工顺序为：第1排冠梁及锚索施工一第2排锚索及腰梁施工一第3排锚索及腰梁施工一第4排锚索及腰梁施工一第5排锚 索及腰梁施工。钢支撑的施工顺序为：第1排土方开挖、腰梁施工及钢支撑安装 一第2排土方开挖、腰梁施工及钢支撑安装一第 3排土方开挖、腰梁施工及钢 支撑安装一第4排土方开挖、腰梁施工及钢支撑安装。3.4施工平面布置根据前期临设的规划，锚索加工场地布置在临设区的北面（基坑的西北角）， 并做好防雨棚。施工用水已沿着基坑顶排水沟布管，锚索钻孔时可用软管接水龙 头

10、，钻机、搅浆机、注浆泵根据施工段的划分和每台钻机合理的间距进行布置， 土方开挖时要确保工作平台的宽度。施工用电接用施工现场的二级电箱，如负荷 较大时采用200KW的柴油发电机发电。4施工进度计划根据挖孔桩的桩长不同和成孔进度，估计短桩和长桩的完成时间相差大约20天。短桩段的锚索可先安排施工，待短桩段锚索施工完即可投入到长桩段的锚索施工。根据短桩段和长桩段的桩数量及锚索穿越的地质情况， 第1排锚索拟 投入15台XY-2PC钻机，第2、3、4、5排锚索拟投入3台潜孔钻机，第2排 锚索入孔段2m左右需下套管。根据总体施工进度计划安排，各排锚索施工的工 期如下表3 o表3各排锚索施工进度计划作业任务开

11、始时间完成时间工期第1排锚索07-01-0107-01-1515d第2排锚索07-01-1107-01-3120d第3排锚索07-01-2307-02-1221d第4排锚索07-02-0307-03-0631d第5排锚索07-03-0107-03-1515d5预应力锚索施工5.1施工工艺流程预应力锚索施工工艺流程详见图 6所示。5.2预应力锚索施工方法及技术措施1、定孔位按设当土方开挖至锚索标高以下2030cm ,复核每排锚索的水平标高后, 计的锚索水平间距要求进行布孔。锚孔水平及垂直方向孔距允许偏差为土 50mm。图6 预应力锚索施工工艺流程图2、成孔钻机就位后，按设计角度以 150mm孔径

12、钻至超过设计深度0.51.0m , 且应满足嵌固段进入强风化岩不小于12m，进入中风化岩不小于7m，进入微风 化岩不小于5m。锚索钻孔角度允许偏差土 3。遇淤泥层及砂层等易塌孔土层， 宜采用泥浆循环护壁或跟管钻进。钻孔深度达到设计要求后，由甲方、监理人员对孔深进行查验，并作详细、完整的钻孔记录。造孔过程中应作好锚固段始末两 处的岩样采集，如在其他部位发现软弱岩层、出水、落钻等异常情况，也应随时 作好采样记录，并及时报告监理工程师。 若在锚固段发现上述异常情况，应将孔 深适当加长，以确保锚固段位于较好的地层中。3、锚索制作与安装（1 ）、锚索制作 锚索材料为n（3、4、5、6） X7 5 （ d

13、=15.2 ）钢绞线，强度标准值为1860Mpa,f py=1320 Mpa。制作前应清除表面油污及锈膜，并用砂轮切割机断 料。下料切口两侧用20号铅丝绑扎，以免切割后切口松散（下料误差：“-0，+10cm ）。 索体自由段应涂润滑油和套塑料管，并应扎牢。 钢绞线下料长度应考虑锚索的成孔深度、冠（腰）梁、台座尺寸以及拉锁 定设备所需的长度，应为成孔深度、锚台座长度、千斤顶长度、锚具厚度以及拉 余量（取30cm ）的总和，以留作拉时安装千斤顶。编束时一定要把钢绞线理顺 后在进行绑扎。钢铰线下料或编束后如搁置时间较长，应采取临时防锈措施。 锚固段架线环按每隔1m间距设置；自由段每隔2m间距设置一道

14、架线环, 以保证锚索顺直；架线环做法为：在长 10cm的60钢管外沿钢管截面按360 /n夹角点焊扶正筋，扶正筋由8弯制而成，弯制后长10cm，高约 40mm 锚索端部安装导向帽，以利锚索的顺利下放；导向帽采用长15cm的60 钢管，一端5cm制成锥型，而n根钢绞线则置于另一端的钢管腔，并点焊。冈铰线成束后，要检查其长度、组装直径、钢铰线有无交叉和重迭等，进行验收后，合格者方可使用。对合格的锚索要登记挂牌，标明锚索编号、锚索长 度，以防装错孔位。（2 ）、锚索安装下锚索前，先将第一次注浆管（1寸高压网管）穿过各对中架中间的 60钢管后，放置在锚索中间，以利拔出；第二次注浆管绑扎在扶正筋边，锚固

15、段位置 梅花状均匀布置出浆孔，并用胶布封堵，以防第一次注浆过程中水泥浆进入管。注浆管管头离锚索头部约50cm，并用胶袋绑扎，以防下锚索时管出现负压 而堵塞注浆管。下放过程中应避免杆体扭转、弯折及各部件松脱。推送锚索时用力要均匀一致，应防止在推送过程中损坏锚索配件。推送锚索时不得使锚索转动，在将锚索体推送至预定深度后，检查注浆管是 否畅通，否则应拔出锚索体，排除故障后重新安装。4、清孔连接注浆管（锚索为第一次注浆管），用注浆泵通过向孔泵送大泵量的清水， 将孔的泥浆及沉渣冲出孔外，直至孔口返出清水；5、注浆预应力锚索设计要求进行二次注浆（1 ）、第一次注浆： 第一次锚杆注浆材料为纯水泥浆，水灰比为

16、 0.45，水泥选用32.5R普通 硅酸盐水泥，砂的粒径不宜大于 2mm,砂的含泥量按重量计不宜大于 3%。为提 高浆体早期强度，可在浆液中掺入水泥重量 8%。的TL-20早强减水剂。 浆液应搅拌均匀，随搅随用，一次注浆压力待浆液从空口溢浆后即可停止 注浆，并在初凝前注浆完毕。 注浆压力为0.51.5Mpa，当浆液满出孔口后，可一边用慢档向孔注浆一边缓慢地将注浆管拉出孔外，拔管时要保证注浆管在浆体中的埋置深度，随即向孔进行补浆。（2 ）、预应力锚索第二次注浆： 第一次注浆初凝后即结束后 35小时，可进行第二次高压注浆。 第二次注浆压力为2.03.0 Mpa，采用水灰比为0.45的纯水泥浆，浆液

17、 的搅拌严格按配合比进行且要求搅拌均匀， 并经过筛选后方可泵送，灌注要连续， 不得中断。6、冠（腰）梁施工同一排预应力锚杆施工完毕后，应在孔口位置筑浇混凝土强度为 C30冠（腰） 梁，分段施工，每段长度约 3050m。冠梁的施工流程为：基槽开挖（含挖孔 桩护壁）一凿除桩顶松散层一钢筋绑扎一模板安装一砼浇筑一砼养护一模板拆 除，腰梁的施工流程为：土方开挖至腰梁下3050cm 一凿除桩周松散层一植筋 进入挖孔桩一钢筋绑扎一模板安装-砼浇筑一砼养护一模板拆除。冠（腰）梁钢筋严格按设计图纸施工，模板采用小钢模，钢管支模，制安位置必须准确，接缝紧 密，减少漏浆，砼浇注密实。冠（腰）梁锚台座面应平整，与锚

18、索轴线方向垂直， 并安装200 X200 Xl6mm钢垫板和多孔工作 OVM-JM 型锚具、夹片（锚具孔 数与锚索数量相同，夹片与工作锚具孔用齿轮油涂抹，以利御下）。7、拉锁定1）、待锚索锚固体及冠（腰）梁强度达到 70%设计强度（腰梁约3天）后 方可进行拉锁定，拉方式采用整体拉法。试验锚索及一般锚索拉程序严格按 岩 土锚杆（索）技术规程（CECS22: 2005、进行。2 ）、拉设备采用 YCW150E穿心式液压千斤顶，施工前应进行测试标定后 方可使用。3 ）、锚索正式拉前，取0.1倍的设计轴力预先拉，使其各部位紧密接触。拉 荷载按设计荷载的0.10、0.5、0.75、1.0、1.1逐级加荷

19、，每级荷载的观测时间不少于5分钟，待变形稳定后，方可进行下一级荷载的拉。拉至设计荷载1.1倍后观察15分钟，稳定后御荷，御下工作锚具、夹片，安装锁定锚夹，重新拉至 锁定值。拉结束后，用红油漆涂抹锁定锚夹与锚索交接处， 若发现油漆错裂较大， 即需进行预应力补偿拉。锚索拉荷载的分级和位移观测时间详见下表4。表4锚索拉荷载分级和位移观测时间荷载分级位移观测时间（min ）加荷速率（KN/mi n）岩层、砂土层粘性土层Q1=0.10N t22不大于100Q2=0.5N t55Q3=0.75N t55Q4=1.00N t510不大于50Q5=1.10N t1015锁疋何载注：Nt 锚索轴向拉力设计值5.

20、3施工中常遇问题及处理1、在淤泥层、砂层钻进成孔出现塌孔现象时，采用泥浆循环护壁或跟管钻进，套管要求穿过不良地层，并适当提高护壁泥浆浓度。2、锚索杆体不能完全安放入孔时，可采取如下措施：1）连接注浆管，加大泵量向孔冲水，边冲水边下锚索；2 ）拉出锚索，用钻机重新扫孔至孔底，再下放杆体；3 ）拉出锚索，下套管至基岩面（或套管钻进成孔后，不拔套管），再下放锚杆，最后拔出套管；4 ）经上述处理后锚杆杆体仍不能下放孔，拉出锚杆，向孔灌注M10水泥砂浆，达一定强度后，重新钻孔。3、注浆过程中，若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时，应将杆体注浆管 拔出，待更换注浆管后，再下放杆体。4、锚杆头止水处理锚杆施工

21、完毕，尤其在拉锁定或预拉收紧后，地下水容易顺着锚杆渗漏。如地层含水量较大造成锚杆头漏水情况严重时，可采取以下方法处理：1 ）、施工锚杆时，可在注浆时对孔进行封堵压浆，或在孔口段预埋注浆管， 待拉锁定或预拉收紧后进行注浆处理；2）、采用化学灌浆方法进行堵漏处理。6钢支撑施工6.1施工工艺流程钢支撑施工工艺流程为：土方开挖至腰梁下 50cm 一钢板预埋及腰梁施工一 牛腿焊接一 20t汽车吊吊装钢支撑（已焊好固定端和活动端）一千斤顶施加预应 力。6.2钢支撑施工方法及技术措施1、土方开挖支撑与挖土是互为依存互为前提，即挖土为支撑创造空间，支撑为挖土提供 依据，所以挖土的控制是形成方案的主线条，必须注

22、意挖土的深度控制。2、支撑安装1）、按照图纸和交底要求，以支撑轴线拉麻线检验支撑位置， 现场丈量复核 实际长度尺寸，然后进行钢管以及固定端头和活动端头的下料加工。2）、必须待钢筋砼腰梁达到一定的强度才能进行支撑安装。3）土方开挖到位后凿出预埋的钢板， 并进行牛腿支座的焊接加工，牛腿位 置与支撑位置一一对应。4、钢管支撑在现场加工组装后，采用20t汽车吊进行吊放，吊起时两端轻 放在牛腿支座上，固定端与腰梁钢板点焊，以防支撑水平滑动，活动端微调采用 特制钢楔加塞施加预应力。3、施加预应力采用两台100t的油压千斤顶施加钢支撑预加力，在活动端沿支撑两侧对称逐 级加压，施加预应力为设计支撑轴力的 70

23、 %，当压力表读数稳定为止，并采用 特制铸铁楔子塞紧。7主要施工资源配置计划1、根据本项目施工进度计划及施工强度的需要，结合施工组织设计方案，施 工劳动配置计划见下表5。表5主要劳动力配置计划表工种人数工种人数工种人数工种人数队长5注浆工10钻工15焊工6拌浆工10钢筋工6机修工3电工5制索工10测量工2浇筑工6杂工102、根据本项目工程施工的特点，结合联营体现有设备的实际情况，拟投入的主要机械设备配置计划见下表6。表6主要机械设备配置计划表设备名称型号及规格数量制造丿商购置年份检修情况锚索钻机QZJ-100B3宣化2000良好地质钻机XY-2PC15注浆机BW-15151998良好搅浆机Y1

24、12-4151999良好泥浆泵15穿心式液压千斤顶YCD20032000良好砂轮切割机400mm32002良好空压机VPH700(20m 3/min)3英格索兰1999良好勺质量控制措施1、钻孔的孔位、孔深、倾斜度应按设计要求进行严格控制，其孔距、排距 偏差允许为土 50cm，倾斜度及方位角允许偏差为土 3 ，有效孔深的超深不大于 1.0m，且每钻进5m，用罗盘仪校正一次，保证孔位达到设计和规要求。2、钻机上应铺垫木枋或木板，确保钻机放置平衡，避免在成孔过程中因此 而产生较大的晃动，影响成孔质量。3、严格执行“三检”制，作好班组自检，必须作好各工序的施工记录，施工中上道工序不合格或未经监理工程

25、师验收签证的预应力锚索阶段产品，不得进入下一道工序施工。4、认真做好施工记录，各道工序施工人员必须经培训并经考核合格后方可上岗作业，严禁违章操作。5、工具锚夹片与工作锚夹片两者不可混用，工具锚夹片使用一般不宜超过 10次。工作锚板、限位板和工具锚板之间的钢绞线一定要保持顺直，不能相互 扭结，以保证拉的顺利进行。6、锚索入孔时索体的弯曲半径必须大于 5m。7、锚索上安装的各种注浆管应保持通畅，管路系统耐压值不低于设计灌浆 压力的1.5倍。8、锚索的制作材料、半成品、成品应挂牌标明，防止下错锚的现象出现。9、锚索的焊接，必须经焊接试拉试验合格后方可正式进行施工。焊接过程 要及时清渣，焊缝表面光滑平

26、整，焊缝饱满。10、严格按设计的水泥浆配合比制备水泥浆，不能存在小团粒，且必须用 筛网过滤以防堵塞浆泵。搅制水泥浆所用的水不应含有影响水泥正常凝结和硬化 的有害物质，不应使用污水。浆液应搅拌均匀，随搅随用，并应在初凝前用完。11、加强注浆设备的维修保养，专人负责，每次注浆完毕后，必须全部清 洗检修一次，确保设备完好，保证施工顺利进行。12、锚索灌浆前，必须保证洗孔质量，孔要流出清水方为合格，以免孔中泥浆过多影响水泥浆的强度。高压风洗孔时应干净彻底，孔中不得残留岩粉和水。13、锚索灌浆时，要在孔口出浆后方可将灌浆管逐步往外拨出，并确保孔 水泥浆饱满，由于水泥浆凝固时会收缩， 因此灌好浆的锚孔，一

27、般在第二天需补 灌。14、注浆泵的工作压力应符合设计要求，并应考虑输浆过程中管路损失对 注浆压力的影响，确保足够的注浆压力，一次注浆压力待浆液从空口溢浆后即可 停止注浆。15、注浆过程中，若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时，应将杆体及注 浆管拔出，待更换注浆管后，再下放杆体，若中途耽搁时间超过浆液初凝时间， 应重新清孔后再下放杆体，重新注浆。16、锚索拉前对拉设备进行标定，锚固体及台座混凝土强度大于设计强度 的70%，才进行拉，保持台面的承压面平整，并与锚杆的轴线方向平行。17、锚索锁定后若经监测发现明显的预应力损失，应进行补偿拉，在锚索 进入工作状态后，不应再进行抗拔检测，以免造成事故。18、对于拉合格并锁定后的锚索，在相隔 24h至72h时间，按5%的比例 随机抽检锁定吨位。实测值不得大于设计值的 5%，并不得小于设计值的3%。19、灌浆结束标准：1）、灌浆量大于理论吸浆量；2）、回浆量比重不小于进浆量，稳压 15min，孔不在吸浆，即进、排浆量 一致。20、在锚索拉注浆体强度达到70%以前，其20m围不得进行爆破作业。安全保证措施1、建立强有力的安全保证体系，各级生产机构配齐专职安全员，实行岗位 责任制，把安全生产纳入竞争机制，纳入承包容，逐级签订包保责任状。明确分 工，责任到人，作到齐抓共