人工挖孔樁底抗浮錨桿施工工法

人工挖孔樁底抗浮錨桿施工工法完成單位：江西中聯(lián)建設(shè)集團(tuán)有限公司，寧波建工股份有限公司

主要完成人：聶順金，簡軍，裘曉東，劉用海，姚軍1刖言隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，城市基礎(chǔ)建設(shè)也蓬勃發(fā)展，其土地資源亦日趨缺少，因此建筑工程不斷向地下爭取空間資源，地下室埋置深度也越來越深。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，則設(shè)計(jì)需要考慮地下室結(jié)構(gòu)抗浮問題。抗浮錨桿，以其施工簡便、耗材省、造價(jià)低廉等優(yōu)勢，目前在工程中被較普遍的應(yīng)用于抗浮處理。錨桿施工一般在地下室基坑大面積開挖、作業(yè)空間開闊后才進(jìn)行。當(dāng)遇到較深人工挖孔樁底抗浮錨桿施工特殊工況時(shí)，則在孔深、孔底作業(yè)面積狹窄條件下，鉆機(jī)必須在地面作業(yè)，因此將帶來諸如錨桿定位、定向困難、鉆桿長導(dǎo)致穩(wěn)定性差以及成孔質(zhì)量不易保證等施工問題。在我公司承建的寧波市東錢湖國際教育論壇酒店及會議中心和杭州市浙江嘉和科研用房工程中，抗浮設(shè)計(jì)為人工挖孔樁底+錨桿。針對施工存在的難題，項(xiàng)目部集思廣議，采取導(dǎo)向架支撐等技術(shù)，解決了錨桿成孔施工存在的難題。根據(jù)錨筋抗拔試驗(yàn)，其設(shè)計(jì)力特征值完全滿足要求。其核心技術(shù)已申請國家實(shí)用新型專利并獲得授權(quán)，專利號：ZL201220049114.1。2工法特點(diǎn)2.1施工簡便、質(zhì)量易保證。該技術(shù)僅需在人工挖孔樁底設(shè)置一導(dǎo)向架（其四周橫桿和支撐于孔壁的鋼管通過直角扣件側(cè)向固定，集鉆桿定位、定向、排放鉆孔時(shí)產(chǎn)生的巖粉以及保證鉆桿穩(wěn)定性功能于一體），鉆桿穿過空心鋼管，然后按正常錨桿施工方法進(jìn)行，可解決施工中的質(zhì)量問題。2.2成孔質(zhì)量好，錨筋抗拔設(shè)計(jì)值滿足要求。根據(jù)現(xiàn)場所選的17根工程樁抗拔試驗(yàn)，48根錨桿錨筋抗拔設(shè)計(jì)值均符合設(shè)計(jì)要求。2.3耗材省，造價(jià)低廉，經(jīng)濟(jì)性好。導(dǎo)向架可由工地常見鋼管材料組成，費(fèi)用總共幾百塊，價(jià)格非常便宜。3適用范圍適應(yīng)于樁徑N600mm、深度W8m人工挖孔樁或類似狹窄深坑洞底部條件下抗浮錨桿的施工。4工藝原理4.1工藝原理如圖4.1-1示，先在人工挖孔樁樁底安設(shè)導(dǎo)向架（圖4.1-2示），其四周上下兩排橫管和支撐于孔壁焊有小鐵板的小鋼管通過直角扣件連接側(cè)向固定，然后由地面的錨桿鉆機(jī)通過立軸、導(dǎo)向架、錨孔孔位中心呈一直線對中，鉆桿穿過導(dǎo)向架一根立管中心進(jìn)行成孔施工。依此類似方法完成其余三個(gè)錨孔的成孔施工。再將導(dǎo)向架移位吊出孔底，按照正常錨桿施工完成抽水清孔，放置錨桿、灌漿以及養(yǎng)護(hù)等工序。圖4.1-1工藝原理 圖4.1-2導(dǎo)向架示意5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程抗浮錨桿施工工藝流程如下。施工準(zhǔn)備一錨桿制作一安設(shè)導(dǎo)向架、鉆機(jī)就位一錨孔成孔(樁底4根)一導(dǎo)向架移位、抽水清孔一錨桿放置一灌漿一養(yǎng)護(hù)5.2操作要點(diǎn)5.2.1施工準(zhǔn)備1、施工作業(yè)面硬化處理：人工挖孔樁樁底澆筑C15素混凝土墊層并進(jìn)行找平，以保證導(dǎo)向架基礎(chǔ)平整，避免因四根鋼管底平面高低不一而導(dǎo)致成孔傾斜。2、施工期間降水措施：挖孔作業(yè)滲水量過大時(shí)，應(yīng)采取場地降水；如果使用潛水泵抽水不能使樁孔內(nèi)積水抽完不便進(jìn)行開挖和混凝土護(hù)壁施工時(shí)，應(yīng)科學(xué)安排各樁孔的施工順序，采取對周圍樁孔同時(shí)抽水，使施工地段地下水位暫時(shí)下降，以減少開挖孔內(nèi)的涌水量，并采取交替循環(huán)施工的方法組織施工。在施工允許的條件下，先施工較淺樁孔，后施工較深樁孔。因?yàn)闃犊自缴睿y度相對較大。較淺樁孔施工后，可對上部土層的穩(wěn)定起加固作用，也減少了深孔施工時(shí)的壓力。在有地下水豐富的地區(qū)施工，先施工外圍樁孔，這部分樁孔護(hù)壁混凝土完成，可保留少量樁孔先不灌注混凝土，以作臨時(shí)排水井，方便其它孔位施工。為防止過量排水而造成地面下沉或周圍建筑物開裂，必須注意觀測地面沉降。若地面沉降開裂較大，可能會影響附近建筑物時(shí)，應(yīng)采取隔孔排水法。從而避免因排水過量而引起的地面下沉及鄰近建筑物開裂，因此施工時(shí)不能無限制地排水。（2） 挖孔時(shí)，如遇上層滯水或地下水，應(yīng)在孔中超前挖掘集水井，設(shè)潛水泵降低水位，邊降邊挖孔，防止水位反復(fù)變化擾動土層，引起塌方；當(dāng)?shù)叵滤惠^高，且遇淤泥層或流砂，采用密集鋼板樁，采取短挖掘，短支護(hù)，強(qiáng)行掘進(jìn)通過該土層；亦可采用鋼護(hù)筒強(qiáng)迫下沉。（3） 錨桿施工前，應(yīng)對人工挖孔樁底進(jìn)行排水，以保持孔底較好的施工作業(yè)環(huán)境。3、 錨桿定位放線：錨桿進(jìn)行編號，由測量員施放軸線，然后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙用鋼卷尺（或皮尺）放出每根錨桿的具體位置，誤差不大于20mm。對特殊情況，經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理同意后適當(dāng)挪位。4、 鉆機(jī)作業(yè)前檢查：（1） 仔細(xì)檢查供氣管路是否連接牢固，不準(zhǔn)有漏風(fēng)現(xiàn)象；（2） 檢查油霧器內(nèi)是否已裝滿機(jī)油；（3） 檢查各部分螺釘、螺帽、接頭是否擰緊，鉆機(jī)安裝是否穩(wěn)固、周正、水平；（4） 反復(fù)倒置潛孔錘，檢查活塞運(yùn)動是否靈活；（5） 檢查供風(fēng)管路及鉆桿內(nèi)是否有雜物，并及時(shí)清除干凈，防止堵塞潛孔錘。5.2.2錨桿制作1、 根據(jù)錨固長度及設(shè)計(jì)構(gòu)造要求，確定鋼筋的下料長度，鋼筋采用機(jī)械連接。2、 清除鋼筋表面泥渣和鐵銹。3、 在錨桿孔口段0.5m范圍內(nèi)涂環(huán)氧樹脂，減少錨桿銹蝕。5.2.3安設(shè)導(dǎo)向架、鉆機(jī)就位導(dǎo)向架由四根立管（規(guī)格0150X5,長度1m，管中心間距為錨孔間距設(shè)計(jì)值）通過兩排橫管（規(guī)格①48X3.5）焊接組成。先由電動葫蘆人工吊放至孔底，四根立管的中心和錨桿定位中心對齊。然后將導(dǎo)向架四周上下兩排橫管和支撐于孔壁焊有小鐵板的小鋼管通過直角扣件連接側(cè)向固定。鉆機(jī)?？吭诳卓诘孛媾宰龊镁臀唬^桿鉆機(jī)通過立軸、導(dǎo)向架、錨孔孔位中心呈一直線對中，鉆桿穿過導(dǎo)向架一根立管中心做好鉆孔準(zhǔn)備。圖5.2.3鉆機(jī)就位5.2.4錨孔成孔選用專用錨桿鉆機(jī)。錨孔直徑采用①90，錨孔垂直度偏差小于0.5度，成孔深度應(yīng)比錨固長度深30~40mm。采用12山3空壓機(jī)，為防止鉆機(jī)振動過劇，轉(zhuǎn)速一般不宜超過150r/min。依次完成樁底4根錨孔的成孔施工。鉆機(jī)鉆進(jìn)施工需注意：1、 嚴(yán)格按照鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)作業(yè)，不能為盲目追求進(jìn)度而加大鉆壓，防止鉆桿折斷，鉆頭掉齒等事故發(fā)生。2、 隨時(shí)觀察氣壓表，如發(fā)現(xiàn)壓力急劇上升或下降，應(yīng)立即提鉆，查明原因，排除故障。3、 鉆進(jìn)中，如發(fā)生鉆桿抖動厲害或周期性滯轉(zhuǎn)現(xiàn)象，說明遇到破碎帶或較大裂縫，應(yīng)立即提升鉆具，再緩慢下降，以較低鉆壓通過該區(qū)，防止造成鉆桿折斷等事故。4、 回次結(jié)束或終孔前，應(yīng)上提鉆具0.3~0.5m，進(jìn)行吹孔。待孔口不返巖屑時(shí)，方可停風(fēng)加接鉆桿或終孔。5、 停風(fēng)時(shí)，應(yīng)緩慢關(guān)閉送風(fēng)閥，不可突然中斷供風(fēng)，防止?jié)摽族N倒吸巖粉，造成堵塞事故。6、 定期向鉆桿內(nèi)加入少量機(jī)械油，確保潛孔錘充分潤滑和高效能，延長使用壽命。5.2.5導(dǎo)向架移位、抽水清孔錨孔成孔全部施工完畢后，擰松直角扣件，將導(dǎo)向架通過電動葫蘆提升至地面，清理出作業(yè)空間。錨孔內(nèi)若無間隙滲水，孔內(nèi)的巖碴、巖粉可用高壓空氣反循環(huán)工藝清孔到設(shè)計(jì)孔深；若孔內(nèi)間隙滲水較小，可用高壓空氣反循環(huán)工藝水沖清孔或高壓水清孔，孔內(nèi)沉渣厚度小于20mm。5.2.6錨桿放置錨桿放置時(shí)在人工挖孔樁孔口搭設(shè)簡易吊裝架（圖5.2.6示），平穩(wěn)、垂直下入孔內(nèi)。嚴(yán)禁強(qiáng)行插入孔內(nèi)，若因砂漿沉淀或沉渣等原因放不下去，必須用潛孔錘進(jìn)行二次掃孔、清孔，防止鋼筋在孔內(nèi)傾斜、彎折。錨桿角度誤差不超過±1.0°。圖5.2.6錨桿放置5.2.7灌漿水泥砂漿采用水泥和砂現(xiàn)場攪拌而成，水泥采用P.O42.5普硅水泥，所用水泥必須有出廠合格及安定性合格證明，砂采用中粗砂。砂漿配合比應(yīng)事先做好，砂漿M30配合比（水泥：中砂：水=1：1.15:0.5）應(yīng)同時(shí)保證強(qiáng)度，漿液配制時(shí)，應(yīng)控制初凝時(shí)間（一般2h）提高早期強(qiáng)度。嚴(yán)格按試驗(yàn)配合比配料制漿，并按規(guī)定制作砂漿試塊，待達(dá)到齡期后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。灌漿嚴(yán)格按工藝流程進(jìn)行。在錨桿放置后，把注漿管下入孔內(nèi)，注漿管口距孔底20~30mm，開啟注漿泵，在壓力注漿的同時(shí)緩慢提拔注漿管，連續(xù)不斷地進(jìn)行灌注，灌滿為止。若一次注漿后出現(xiàn)回縮現(xiàn)象，要不斷補(bǔ)漿，直至孔中無回縮為止。注漿量按錨孔體積1.05倍充盈量控制；5.2.8養(yǎng)護(hù)錨桿養(yǎng)護(hù)期間不得隨意碰撞，鑿除孔口多余砂漿。當(dāng)孔內(nèi)混凝土發(fā)生塌陷或收縮較大時(shí)，應(yīng)在孔口及時(shí)補(bǔ)灌相同強(qiáng)度的水泥砂漿。圖5.2.8錨桿養(yǎng)護(hù)6材料和設(shè)備

6.1材料本工法根據(jù)設(shè)計(jì)要求抗浮錨桿采用III級①22、①25、①28鋼筋以及P.O42.5普通硅酸鹽水泥。導(dǎo)向架由四根規(guī)格0150X5鋼管（長度1m）、八根規(guī)格①48X3.5鋼管焊接組成。側(cè)向固定作用的小鋼管和鐵板（規(guī)格：200X200X5）焊接。表6.1材料表序號材料名稱型號及規(guī)格單位數(shù)量1鋼筋I(lǐng)II級022T22鋼筋I(lǐng)II級025T83鋼筋I(lǐng)II級028T44水泥P.O42.5T205導(dǎo)向架套26固定小鋼管套166.2設(shè)備主要使用機(jī)具設(shè)備見表6.2。表6.2主要機(jī)具設(shè)備表序號設(shè)備名稱設(shè)備型號單位數(shù)量用途1液壓鉆機(jī)XY-1臺1錨孔施工2多功能錨桿鉆YCYX2500臺2錨孔施工

機(jī)3注漿泵UBJ-II臺2注水泥漿4空壓機(jī)13m3臺1清孔、錨孔施工5高壓水泵臺2錨孔施工6電焊機(jī)BX-315臺2鋼筋制作7質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1本工法應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：1、 《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50300-20012、 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程JGJ72-20043、 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測技術(shù)規(guī)程JGJ/T182-20097.1.2質(zhì)量允許偏差錨桿施工尺寸和允許偏差項(xiàng)次項(xiàng) 目允許偏差（mm）1放錨位允許偏差：水平方向202錨孔錨位允許偏差：水平方向503錨桿角度允許偏差：俯仰角0.5°4錨桿長度不得小于設(shè)計(jì)長度5極限抗拔力不得小于設(shè)計(jì)軸向力1.5倍6灌漿水灰比允許偏差0.037灌漿量不得小于計(jì)算量的1.2倍7.2質(zhì)量保證措施7.2.1正式施工前，技術(shù)人員及管理人員應(yīng)熟悉施工圖紙，熟悉場地土質(zhì)情況，向施工人員做好技術(shù)交底。7.2.2所有進(jìn)入工地原材料除有合格證外，還需及時(shí)送檢，合格后方可使用。7.2.3鋼筋制作嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求下料。7.2.4為保證孔斜率，應(yīng)堅(jiān)持使用垂直的立軸鉆桿，嚴(yán)格按照規(guī)定的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工。7.2.5成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，及時(shí)清孔。7.2.6根據(jù)成孔工藝流程要求，成孔結(jié)束后經(jīng)甲方、監(jiān)理對孔深、孔徑、孔斜、沉渣厚度等進(jìn)行檢查合格后，方可進(jìn)行灌注水泥砂漿。7.2.7提前將水泥砂漿做配合比，并按配比拌制。7.2.8考慮到孔口段的浮漿，灌注時(shí)要超灌，高出墊層底部部分待人工挖孔樁混凝土澆筑時(shí)人工鑿除。7.2.9錨固體在養(yǎng)護(hù)過程中，不能利用其作為其他設(shè)備的輔助點(diǎn)，以免影響錨固體質(zhì)量。7.2.10施工過程中，認(rèn)真做好成孔、灌注砂漿等施工記錄，漿體試塊、錨桿數(shù)量按規(guī)定要求做好送檢。8.0.1建立安全生產(chǎn)文明施工保證體系，落實(shí)各崗位責(zé)任人，各司其職，保證崗位明確。8.0.2進(jìn)場前，作業(yè)人員必須進(jìn)行三級安全教育，否則不能上崗作業(yè)。8.0.3做好現(xiàn)場安全宣傳工作，安全標(biāo)志牌和安全文明施工措施執(zhí)行到位。8.0.4針對分部分項(xiàng)工程特點(diǎn)，制定有針對性的安全技術(shù)措施，并做好安全技術(shù)交底。8.0.5現(xiàn)場各種機(jī)械設(shè)備有專人操作并嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，特殊工程持證上崗，杜絕違章指揮。8.0.6加強(qiáng)用電管理，嚴(yán)格執(zhí)行“三相五線制”和“一機(jī)一閘一保護(hù)”。施工用電設(shè)備安裝完畢按規(guī)定經(jīng)驗(yàn)收合格后方可使用，并進(jìn)行經(jīng)常性跟蹤檢查，及時(shí)消除隱患。8.0.7凡進(jìn)入施工現(xiàn)場人員，必須頭戴安全帽，不得穿涼鞋、拖鞋或赤腳進(jìn)入工地，遇雷雨時(shí)應(yīng)暫停作業(yè)。8.0.8加強(qiáng)檢查突出重點(diǎn)部位的防范，發(fā)現(xiàn)隱患定人定措施立即整改，并監(jiān)督執(zhí)行，做好記錄，不符合安全生產(chǎn)規(guī)定決不允許施工，對整改不力的進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰。9環(huán)保措施9.0.1進(jìn)料、用料按計(jì)劃進(jìn)行，保持施工現(xiàn)場平整，道路通暢，場容、場貌整潔，無長流水、長明等和路障，不準(zhǔn)亂倒垃圾，嚴(yán)禁隨地大小便。9.0.2建立生活區(qū)衛(wèi)生管理制度，設(shè)立專人管理，保持現(xiàn)場辦公、衛(wèi)生設(shè)施整潔美觀，生活垃圾日產(chǎn)日清。9.0.3現(xiàn)場的砂漿攪拌棚應(yīng)有封閉、降塵措施。9.0.4錨桿成孔注漿過程中，產(chǎn)生的廢水、廢漿液、泥漿、沉渣要及時(shí)清運(yùn)，沖洗場地，避免廢水（漿液）流入未注漿的錨孔中，錨桿全部施工完后，應(yīng)及時(shí)清洗場地。9.0.5施工現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備、車輛的尾氣排放應(yīng)符合國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。9.0.6現(xiàn)場的建筑垃圾運(yùn)輸應(yīng)采用密閉式運(yùn)輸車輛或采取覆蓋措施，施工現(xiàn)場出入口處應(yīng)采取保證車輛清潔的措施。10效益分析相比常用錨桿施工工藝，本工法僅增加導(dǎo)向架制作成本和安設(shè)時(shí)間。導(dǎo)向架材料和人工綜合制作成本約為400元/臺，安放固定時(shí)間約為10min。若現(xiàn)場抗浮錨桿設(shè)計(jì)規(guī)格相同，則導(dǎo)向架可重復(fù)利用。和幾十萬的抗浮錨桿成本和施工工期相比，導(dǎo)向架制作費(fèi)用和安放時(shí)間消耗可忽略不計(jì)，價(jià)格非常低廉。但增設(shè)導(dǎo)向架后，根據(jù)工程實(shí)踐證明，該工法施工操作簡便，成孔質(zhì)量好，錨桿抗拔力試驗(yàn)測試值均符合設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量滿足預(yù)期要求，經(jīng)濟(jì)性好，業(yè)主、甲方對工程質(zhì)量比較滿意，評價(jià)較高，總體社會效益較顯著。11應(yīng)用實(shí)例11.1寧波市東錢湖國際教育論壇工程該工程位于寧波市東錢湖旅游度假區(qū)莫枝鎮(zhèn)，包括一幢5層酒店和一幢3層會議中心，建筑面積87113m2。設(shè)一層整體地下室，采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁徑800~1000mm，樁長6.0m?17.2m,共計(jì)458根。樁底設(shè)置錨桿抗浮設(shè)計(jì)，每根樁底均布4根錨桿。錨桿孔徑為①90mm，采用①22~28III級鋼筋，錨入巖石深度2.0~2.4