威海某工程抗拔锚杆水泥浆护壁施工工法.doc

抗拔锚杆水泥浆护壁施工工法1.前 言近年来，在地下水丰富的地下工程中，为解决地下建（构）筑物的抗浮问题，不断出现设计采用抗拔锚杆作为抗拉或抗拔构件的工程实例尤其是非预应力锚杆，由于具有造价低廉、连接简单、施工方便、受力明确和工期短等优点，得到广泛的应用抗拔锚杆受拉力，通过杆体和灌浆形成的锚固体与锚固岩土层之间的摩阻力来提供抗拔力但在作为建（构）筑物的抗拉或抗拔构件方面，目前国内对抗拔锚杆的设计与施工规范与验收标准尚未完善，所以在具体施工中，普遍采取的还是参照基坑支护锚杆的施工规范及验收标准由于作用对象的不同，上述应用标准不尽合理，为此我们在具体工程应用中，通过实践总结，对抗拔锚杆的施工质量问题采取了一系列的控制措施传统工艺多采用泥浆护壁工艺，但往往会因其护壁质量不高而出现下索过程中塌孔和灌浆后浆体夹泥等现象，采用水泥浆护壁以后不但提高了循环浆体的粘滞力，进一步保证了孔壁的稳定性，并且避免了浆体自身夹泥现象的发生，有效提高了工程质量2.工法特点2.1 采用此项工艺不仅可以提高锚杆的成孔质量，同时加大了锚固体与周围岩土体的一体性2.2 水泥浆护壁操作方便，流程简单，有效减少了孔壁坍塌，锚固体夹泥等质量通病的发生。

3.适用范围3.1 适用于高层建筑物地下室底板抗浮工程3.2 适用于地下水丰富的基础底板抗浮4.工艺原理利用水泥浆护壁工艺进行抗拔锚杆的施工，通过成孔钻机钻头的自主扰动使水泥浆在孔内循环造浆，成孔后可使锚固浆体借助护壁水泥浆所起到的的连接作用与周围岩土体有效结合，避免了传统工艺中因泥浆护壁而产生的隔离泥皮、浆体夹泥和孔壁坍塌造成下索困难等现象的发生，从而达到了提高工程质量，保证工程顺利进行的目标5.施工工艺及操作要点5.1施工工艺流程图 图5.1 工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 提高锚固浆体的强度原工艺中灌浆采用纯水泥浆，致使水泥浆固化效果不够理想，往往会出现锚杆受力后把锚固体拉碎的现象，浆体破坏后失去对钢绞线的握裹力，使钢绞线轻易被从锚固体中抽出改善后的工艺是在使用的水泥净浆中掺加早强剂（NC-4）和膨胀剂（UEA），掺加比例分别为水泥用量的1%和6%，使锚固浆体能在尽量短的时间里达到尽量大的强度，并且使其在孔洞中产生适量的膨胀，这样将会大大的增加锚固体与周围土体之间的摩阻力在浆体强度得到提高的同时，增强了它与周围土体的整体性，在一定程度上改善了抗拔锚杆的受力性能。

5.2.2 去除锚固体与周围土体或岩体之间的泥皮原施工过程中采用的是粘土泥浆护壁工艺，这样在护壁成孔过程中容易产生一层隔离泥皮黏附于孔壁上，灌注水泥净浆时不能有效去除这层泥皮，造成锚固体与周围土体或岩体之间形成了一层粘土隔离层，降低了锚固体与周围土体或岩体之间的摩擦力，从而降低了锚杆的抗拔承载力为去除这层隔离泥皮，对施工工艺进行改善施工过程中，在原来护壁使用的粘土泥浆中掺加水泥浆，在钻孔过程中随着进尺深度的不断增加而添加，考虑护壁浆液达到最好的循环效果和比重要求，保证钻孔每进尺一米的水泥用量不小于50kg，这样大大的降低了泥浆在护壁成分中所占的比例，取而代之的是水泥浆，有效去除了锚固体与周围土体或岩体之间的泥皮，达到了使锚固体与周围岩土体有效结合的效果如下图所示：图5.2 水泥浆护壁成孔示意图5.2.3 保证钢绞线固定在锚固浆体的中心传统工艺中，钢绞线安放后在孔洞中因自重而呈“S”形弯曲，部分段的钢绞线紧挨锚固体边缘，致使钢绞线不能整体受力，使部分弯曲段的钢绞线因受力过大而产生回弹，锚固体不能完全发挥对钢绞线的握裹作用为避免钢绞线在空洞中因自重而呈“S”形弯曲，这里从钢绞线的制作和安放两个方面进行了改善。

1） 锚杆制作成孔后经监理、业主代表共同验收后，根据实际孔深进行锚杆制作，钢绞线在制作前应检验并复检合格后方可使用为保证钢绞线能均匀散布于浆体中，并使锚杆在孔洞中居中，以确保每根钢绞线有足够的握裹力，钢绞线之间采用定制的对中支架隔开，并在杆体每隔2.0米处设定一个定位支架；锚杆成品制作好后还应避免污水、油污等污染而影响锚杆与锚固体的粘结2） 锚杆安放灌浆完毕应尽快地安设锚杆，以防浆液沉淀无法顺利下杆或无法下放到位为防止锚杆安放后会因自重而发生弯曲，在此使用钻机的主卷扬机将锚杆的上端吊起，使其缓慢的下放到孔底而始终处于直立的悬挂状态，有效提高了下索过程的顺畅性下杆时应在孔口处校直后下放；以防锚杆端部插入土层段孔壁内，影响下杆工作及破坏的土壁颗粒滑落至锚固段内，而降低了了水泥浆的纯度如图所示：图5.3 锚杆制作与安放示意图5.2.4 保证钻孔垂直度如出现斜孔的现象，会导致杆体不能轴向受力 ，致使锚固体局部浆体受力过大而发生破坏为保证钻孔的垂直度，在每个孔位施工前，钻机底座应垫平，钻杆的角度应采用罗盘校核，钻孔过程钻头遇孤石等有可能使钻孔出现偏差，钻孔方向偏差将直接影响锚杆的受力，所以必须定人随时观测钻杆垂直度，钻孔方向垂直度偏差应控制1％以内，如有进尺过程中钻杆出现偏差现象应及时调整，必要时应该拔出回填后重新施打。

如图所示：图5.4 杆体受力示意图5.2.5 保证锚固端入持力层深度在实际工程施工过程中，为保证钢绞线锚固端嵌入中风化花岗岩深度满足设计要求，应结合地质勘察报告的情况，随时取样观察当钻机感觉钻进困难时，及时捞渣取样进行辨别，经甲方和监理单位共同鉴定，确定已进入持力层以后，可继续进行成孔施工，直至嵌入深度满足设计要求在岩层段施工过程中，应根据岩层硬度和钻进情况及时调整气压及钻进速度，气压一般控制在8～1OMPa，确保锚固段深度符合设计要求5.2.6 改善清孔返渣的效果在钻孔施工过程中，必须随时注意调整护壁浆液的比重，一般控制在1.15～1.20之间成孔后，为保证清孔返渣的效果应确保清孔用泥浆比重不大于1.06，为此现场应配备泥浆比重计对其进行随时检测浆液通过中空钻杆借助泥浆泵与泥浆池进行反复循环，直至翻浆均匀本工程施工的特殊性在于，由原来的纯粘土泥浆护壁改为在其中添加适量的水泥浆进行护壁，因此应随时根据进尺深度和护壁浆液的比重对水泥浆的添加量进行调整，以确保浆液比重达到最好的清孔返渣效果灌浆时宜将水灰比控制在0.4～0.5左右，灌浆压力一般不低于0.4MPa，也不宜大于2MPa整个灌浆过程应连续进行，中间不应有停顿。

6.材料与设备6.1 对水泥的要求：水泥采用普通硅酸盐，水泥标号不小于32.5，并经复试合格6.2 对外加剂的要求：早强剂（NC-4）和膨胀剂（UEA）应使用正规厂家生产，并具有质量合格证明材料6.3 对杆体材料的要求：选用优质Ф15.2钢绞线，保证无锈蚀、无油污，并具有质量合格证明材料6.4 设备选用：选用150型百米回转钻机，配备Ф150mm金刚钻头，机况应良好7.质量控制7.1 质量标准 本工法执行：GB50086-2001《锚杆喷射混凝土支护技术规范》7.2 影响质量因素分析7.2.1 掌握好水泥浆外加剂的用量，确保浆体固化7.2.2 护壁成孔过程中，要随时观察浆液的比重及水泥浆所占比例情况，随时调整护壁所用水泥浆的用量7.2.3 随时校验钻机成孔垂直度7.2.4 锚杆安放过程中要顺直、到位7.3 质量控制点7.3.1 严格控制水泥浆拌制中外加剂的用量和搅拌时间，确保浆体能在最短的时间里达到最好的凝固效果7.3.2 钻孔过程中要有专人负责对护壁浆液的比重及循环情况进行观察，保证水泥用量每延米不小于50kg7.3.3 钻机就位后要严格控制钻杆的垂直度，在成孔过程中要随时观察，如有遇孤石等影响成孔垂直度的情况应放慢钻进速度，必要时应拔出重打。

7.3.4 锚杆制作过程中确保定位支架的正确使用，制作完成的锚杆要保证其顺直不扭曲，安放时一定要使用卷扬机将杆体吊起，使其在自重条件下垂直落入孔内，并避免与孔壁碰撞，并且要安放到位8.安全措施8.1 本工法执行国家、山东省、威海市有关安全技术规范、规程8.2 施工现场安全设施应按照国家《建筑安装工程安全技术规程》的有关规定8.3 施工过程中应对现场进行隔离，及时设置围挡，防止外来人员进入8.4 对机器设备操作人员及时进行安全技术交底，并对其进行培训考试合格后方可上岗8.5 设专人对厂区定期进行安全检查，并建立检查记录，使其具有可追溯性8.6 仓库、材料应配备足够的消防器材，对易燃、易爆材料要集中管理，并设有明显的标志8.7 钢绞线的拆放制作要采取合理可靠的定位措施，防止杆体发生回弹伤人8.8 人员进入现场必须合理配戴安全帽，不得穿拖鞋进入施工现场，酒后不得进行施工作业9.环保措施切实做好施工现场的环境保护工作，主要采取以下措施：9.1 对施工现场场地进行硬化和绿化，并经常洒水，以减少粉尘污染9.2 装卸有粉尘的材料时，要在仓库内进行9.3 对于施工过程中产生的废泥浆、废水泥浆应集中挖坑存放，防止在工地内四处流动造成污染。

9.4 对装运建筑材料的车辆，派专人负责清扫及冲洗，保证行驶途中不污染道路和环境9.5 严格执行工程所在地有关运输车辆管理的规定9.6 施工中采用低噪音的工艺和施工方法10.效益分析10.1 工期效益采用本工法施工以后，使其护壁质量得到提高，钻孔垂直度得到保证，有效防止了因护壁问题引发的塌孔和斜孔现象，保证了下索的顺畅和工程的顺利进行，有效节约了工时现在以每100个锚索工程量与传统工艺做以下工时比较：表10.1 工时效益分析表工时分析钻孔时间（h）塌孔后处理时间塌孔可能性下索用时（h）其他用时（h）每100个锚杆综合用时传统工艺1.0225%0.20.5195新工法1.025%0.10.5165节约工时00/0.103010.2 社会效益通过工程检测部门的现场抽检，本工程抗拔锚杆极限承载力特征值均已达到设计要求的600kN，合格率100%通过对施工工艺的改善，抗拔锚杆的受力性能得到了有效的提高，工程质量得到了保证，证明了本工程所采取的施工质量控制措施是可靠的，得到了建设单位和监理单位的一致好评，取得了良好的社会效益11.应用实例XX工程位于XX开发区XX路西、XX路南建筑面积59042.7平方米，地下二层。

车库部分为纯地下室，结合本工程地质地下水位较高的实际情况，需对车库底板进行抗浮处理，设计采用柱下独立基础+抗拔锚杆的地基形式本工程锚杆施工采用本项水泥浆护壁成孔施工工法，有效提高了工程质量，节约了工时，有效去除了传统工艺中黏附于孔壁上的隔离泥皮，并且避免了抗拔锚杆的斜孔、锚固体夹泥等质量弊病，为后续工作的顺利进行打下了良好的基础。