錨索改進(jìn)施工方案專家匯審材料

廣東省基礎(chǔ)工程公司二零一二年四月專家審查匯報(bào)廣佛商貿(mào)城深基坑補(bǔ)充方案一、工程概況及說明工程概況本項(xiàng)目首期基坑長約360米，寬約150米，基坑開挖邊線周長約1230米，基坑開挖面積約86000m2。三層地下室，基坑開挖底標(biāo)高為-13.90米，開挖深度約16.5米。圖1-1廣佛國際商貿(mào)城地理位置圖

二、設(shè)計(jì)要求本項(xiàng)目基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案如下：西側(cè)和北側(cè)主要采用800mm厚地下連續(xù)墻加錨索的支護(hù)方式。地下連續(xù)墻嵌入深度進(jìn)入全風(fēng)化或更差地層不小于5.5m，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化不小于3.5m，中風(fēng)化不小于2.5m，微風(fēng)化不小于1.5m。

預(yù)應(yīng)力錨索采用4～5排φ150錨索4～7束7Ф5@1500，長度為20.5～40.5m，打入角度為35°，預(yù)加應(yīng)力為250～550KN，抗拔力為430～1240KN，每根錨索根據(jù)抗拔力要求選擇束數(shù)。錨索錨固要求入中、微風(fēng)化巖深度不少于4m。

圖1-2錨索設(shè)計(jì)平面示意圖

圖1-3錨索設(shè)計(jì)各段面剖面示意圖

二、設(shè)計(jì)要求圖1-3錨索設(shè)計(jì)各段面剖面示意圖

二、設(shè)計(jì)要求圖1-3錨索設(shè)計(jì)各段面剖面示意圖

二、設(shè)計(jì)要求圖1-3錨索設(shè)計(jì)各段面剖面示意圖

二、設(shè)計(jì)要求圖1-3錨索設(shè)計(jì)各段面剖面示意圖

二、設(shè)計(jì)要求本工程在進(jìn)行第一道錨索施工中，現(xiàn)場(chǎng)地下水壓力較大、容易出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象，從而使錨固體在土層及砂層中的抗拔力有所削弱。為確保錨索抗拔力和基坑安全，經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核，錨索錨固體入中、微風(fēng)化巖深度調(diào)整為不少于5.5m。

三、設(shè)計(jì)變更土層厚度土層性狀描述<1>雜填土0.2～5.9m稍濕、松散<2-1>淤泥0.5～13.5m灰～灰黑色，流塑，飽和<2-2>淤泥質(zhì)土0.8～10.7m灰～灰黑色，流塑，飽和<2-3>淤泥質(zhì)砂1.10～13.70m灰色、灰黑色，松散～稍密，濕～飽和<2-4>細(xì)砂0.50～7.70m灰、灰白、灰黃色，稍密，濕，顆粒的主要礦物成分為石英，粒徑均勻～較均勻<3-1>粉質(zhì)粘土1.90～7.60m灰黃、褐黃色，可塑，濕，主要由粉、粘粒組成<3-2>細(xì)砂0.60～10.30m灰、淺灰、灰白、灰黃色，松散～稍密，濕，顆粒的主要礦物成分為石英，粒徑均勻～較均勻<3-3>中砂0.80～9.10m灰白、灰黃色，稍～中密，濕，顆粒的主要礦物成分為石英，粒徑不均勻<3-4>粗砂4.70～6.10m灰白、灰黃、褐黃色，稍～中密，濕，顆粒的主要礦物成分為石英，粒徑不均勻<4-1>粉質(zhì)粘土1.10～7.60m棕紅色，可塑，很濕，主要由粉、粘粒組成，為泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積土，此層遇水易軟化<4-2>粉質(zhì)粘土1.10～7.60m棕紅色，硬塑，稍濕，主要由粉、粘粒組成，局部砂感強(qiáng)，為泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積土，此層遇水易軟化<5-1>全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖0.90～10.90m棕紅色，巖石強(qiáng)烈風(fēng)化，原巖結(jié)構(gòu)已破壞，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈堅(jiān)硬土柱狀，此層以土為主段遇水易軟化、散<5-2>強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖0.10～5.20m灰紫、棕紅色，巖石強(qiáng)烈風(fēng)化，原巖結(jié)構(gòu)已部分～大部分破壞，巖石風(fēng)化不均勻，巖芯呈半巖半土狀，土巖的分布極不均勻，局部以土為主，局部以巖為主，含強(qiáng)偏中風(fēng)化巖，呈塊狀、碎塊狀，此層以土為主段遇水易軟化、散<5-3>中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖0.50～13.30m灰紫、棕紅色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，裂隙、層理發(fā)育，巖芯一般較破碎，以塊狀、碎塊狀為主，少量呈短～長柱狀，局部地段巖芯以短～長柱狀為主，少量呈塊狀、碎塊狀，巖質(zhì)軟，巖石的堅(jiān)硬程度為軟巖，巖體的完整程度為較破碎～較完整<5-4>微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖棕紅色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖芯一般以短～長柱狀為主，少量呈塊狀，巖質(zhì)較軟，巖石的堅(jiān)硬程度為較軟巖，巖體的完整程度為較完整四、地質(zhì)概況第二次詳勘揭露，微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:紫紅色，裂隙發(fā)育，巖芯呈短柱狀、碎塊狀，巖質(zhì)較軟，第二次補(bǔ)鉆孔均有揭露。圖1-4、圖1-5超前鉆巖樣照片（巖層為短柱狀、碎塊狀）

五、地質(zhì)補(bǔ)勘不利地質(zhì)分析1、雜填土（層序號(hào)1），結(jié)構(gòu)松散，含碎、塊石、混凝土塊及碎磚塊等建筑垃圾，均勻性差，承載力低。2、淤泥（層序號(hào)2-1）、淤泥質(zhì)土（層序號(hào)2-2），該土層屬高壓縮性土，承載力低，靈敏度高，具有流變性，該土層較厚，各孔均有揭露，在地下水豐富條件下，增加了施工難度。3、微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，紫紅色，裂隙發(fā)育，巖芯呈短柱狀、碎塊狀，裂隙發(fā)育為基巖裂隙水（具有承壓性）提供了通道。4、地下水（淺層污染水）補(bǔ)給豐富，具有承壓性，且地下水位埋深及承壓性不均，地下承壓水、動(dòng)水與水源水力聯(lián)系十分復(fù)雜，在錨索施工過程中容易涌水涌砂。

六、不利地質(zhì)分析

基坑西側(cè)和北側(cè)800mm厚地下連續(xù)墻已經(jīng)施工完成，第一排錨索已經(jīng)施工完成。圖1-8西側(cè)和北側(cè)施工現(xiàn)狀實(shí)景圖七、施工現(xiàn)狀

2012年2月13日至2012年2月16日，2-44和2-51兩個(gè)孔噴水2至3米，噴水水壓較大，含砂量較多。注漿量平均為7.8噸。圖1-9錨索成孔過程中涌水涌砂實(shí)景圖

八、施工中遇到難題一、套管剛開鉆1至2m，孔口及套管內(nèi)出現(xiàn)較大涌水涌砂現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)孔，說明地下水位埋深及承壓性不均，個(gè)別孔水壓較大；二、套管在土層、砂層鉆進(jìn)過程中，孔口及套管內(nèi)出現(xiàn)不同程度涌水涌砂現(xiàn)象，有的孔噴砂量較多，有的孔噴噴砂量雖不大，但是隨著流水帶出一定量的粉細(xì)砂，是主要解決問題方向；三、鉆桿在巖層鉆進(jìn)過程中，孔口及鉆桿內(nèi)出現(xiàn)較大涌清水現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)孔，說明巖層有裂隙水且具有承壓性；四、最后一根外套管拔出時(shí)，孔口出現(xiàn)較大涌水涌砂現(xiàn)象暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)，說明成孔過程中有涌水涌砂，承壓水的壓力已經(jīng)消散；五、錨索張拉過程中，出現(xiàn)少量流水流砂現(xiàn)象，說明在錨索張拉過程中孔口部位止水材料受一定程度影響，出現(xiàn)少量流水流砂現(xiàn)象，但壓力很小。八、施工中遇到難題采用深圳市馬中臺(tái)實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的411/JK-150液壓錨索鉆機(jī)（臺(tái)灣產(chǎn)）進(jìn)行剩余錨索施工。該設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力為172馬力、沖擊功為80kgf?m、扭矩為800～1600kgf?m，有同類地質(zhì)施工經(jīng)驗(yàn)。圖1-10深圳市馬中臺(tái)實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的液壓錨索鉆機(jī)在東莞項(xiàng)目施工實(shí)景圖

九、改進(jìn)的施工方案本方案編制的主要內(nèi)容為：1、擬采用設(shè)備與原設(shè)備不同之處；2、錨索工藝改進(jìn)之處。對(duì)下一步在深厚軟土及砂層、承壓水地質(zhì)條件下，錨索試驗(yàn)及全面鋪開施工具有指導(dǎo)作用，涵蓋了改進(jìn)后的錨索施工原理、機(jī)械設(shè)備性能、施工工藝、施工技術(shù)及施工過程中突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案。十、編制說明圖2-1原設(shè)備鉆桿鉆頭（左）及套管鉆頭（右）實(shí)景圖

十一、鉆桿鉆頭和套管鉆頭不同之處

圖2-2擬采用設(shè)備鉆桿鉆頭（左）及套管鉆頭（右）實(shí)景圖沖孔工作狀態(tài)：套管與鉆桿同步跟進(jìn)，打擊、旋轉(zhuǎn)更適合于打擊前進(jìn)、入巖

圖2-3鉆桿和套管同步打擊、旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)實(shí)景圖

十一、鉆桿鉆頭和套管鉆頭不同之處

兩鉆頭之間的空隙不足10mm，能有效控制排渣量，減少了對(duì)周圍土體擾動(dòng)。圖2-4擬采用設(shè)備鉆桿和套管排渣工作狀態(tài)實(shí)景圖

圖2-5擬采用設(shè)備鉆桿鉆頭和套管鉆頭之間的空隙實(shí)景圖

十一、鉆桿鉆頭和套管鉆頭不同之處

圖2-8411/JK-150型鉆機(jī)（擬采用設(shè)備）鉆桿及套管動(dòng)力頭大樣圖

原設(shè)備動(dòng)力頭，主要適用于套管和鉆桿旋轉(zhuǎn)；擬用設(shè)備動(dòng)力頭，主要適用于打擊、旋轉(zhuǎn)，快速入巖，沖擊功可以達(dá)到80kgf?m，扭矩最大可達(dá)到1600kgf?m。圖2-6MDL-120D1型鉆機(jī)（原設(shè)備）鉆桿及套管動(dòng)力頭實(shí)景圖十二、鉆桿及套管動(dòng)力頭不同之處圖2-8411/JK-150型鉆機(jī)（擬采用設(shè)備）鉆桿及套管動(dòng)力頭大樣圖

機(jī)械設(shè)備的不同之處——套管與動(dòng)力頭接口不同之處圖2-9原設(shè)備動(dòng)力頭與套管接口實(shí)景圖

圖2-10擬采用設(shè)備動(dòng)力頭接口處排水、出渣口實(shí)景圖

十三、套管與動(dòng)力頭接口不同之處擬采用設(shè)備411/JK-150型鉆機(jī)，為多功能液壓鉆機(jī)，而針對(duì)本項(xiàng)目所采用的功能詳見表2-1：十四、擬采用設(shè)備功能一、沖孔擠密圖2-11外套管和內(nèi)鉆桿同步跟進(jìn)、打擊、旋轉(zhuǎn)成孔原理圖

圖2-12外套管和內(nèi)鉆桿同步跟進(jìn)、打擊、旋轉(zhuǎn)擠土效果圖

十五、錨索成孔工藝改進(jìn)之處圖2-13內(nèi)鉆桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)排渣原理圖

圖2-14內(nèi)鉆桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)濾水濾石效果圖

二、控制排渣十五、錨索成孔工藝改進(jìn)之處圖2-15外套管嵌入巖石層和內(nèi)鉆桿沖擊巖石層原理圖

十五、錨索成孔工藝改進(jìn)之處三、快速入巖圖2-16從濾水中帶有微風(fēng)化巖粒判斷外套管嵌入巖石層實(shí)景圖

十五、錨索成孔工藝改進(jìn)之處三、快速入巖圖2-17防基巖裂隙水突涌水的膨脹土沉積封底層和泥漿護(hù)壁原理圖

十五、錨索成孔工藝改進(jìn)之處四、封底護(hù)壁十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處圖2-19擬用設(shè)備在廣佛商貿(mào)城項(xiàng)目施工實(shí)景圖

孔口少量流水流砂十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處圖2-18錨索鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)對(duì)孔壁土體擾動(dòng)形成少量流水流砂通道原理圖

十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處膨脹紗（干粉狀）膨脹紗遇水膨脹成凝膠體狀膨脹止水紗袋（膨脹前）膨脹止水紗袋（膨脹后）一、在孔口部位加膨脹止水紗袋（主要針對(duì)終孔后涌水涌砂）十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處一、在孔口部位加膨脹止水紗袋（主要針對(duì)終孔后涌水涌砂）流水流砂較大流水流砂較小鉆機(jī)配合將膨脹止水紗袋推入預(yù)埋管內(nèi)錨索孔口不再流砂十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處孔口膨脹止水紗袋成凝膠體狀，未見流水一、在孔口部位加膨脹止水紗袋（主要針對(duì)終孔后涌水涌砂）由對(duì)比可見，成孔過程中，由于套管（或鉆桿）在旋轉(zhuǎn)，膨脹止水紗袋止水效果不明顯，而在終孔時(shí)，套管（或鉆桿）已拔出，封孔效果比較明顯。

十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處二、在孔口部位加防涌砂裝置（主要針對(duì)開孔、沖孔過程涌水涌砂），以下為工作原理圖圖2-28防涌砂裝置側(cè)立面圖

圖2-29調(diào)整后的防涌砂裝置側(cè)立面圖

十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處二、在孔口部位加防涌砂裝置（主要針對(duì)開孔、沖孔過程涌水涌砂），以下為實(shí)物圖十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處三、在孔口部位補(bǔ)注漿（主要針對(duì)錨索張拉后流水流砂）

灰色管：第一次注漿管排氣管兼第二次注漿管白色管：第一次注漿管圖2-32錨索二次注漿管實(shí)景圖

十六、錨索防涌砂工藝改進(jìn)之處三、在孔口部位補(bǔ)注漿（主要針對(duì)錨索張拉后流水流砂）

水泥和水玻璃雙液漿暫定技術(shù)參數(shù)（現(xiàn)場(chǎng)需做試驗(yàn)）：雙液漿配比（體積比）=水泥漿：水玻璃溶液=1:1水泥漿配比（重量比）=水:水泥=1:1水玻璃溶液配比（體積比）=水:水玻璃=2:1注漿壓力按0.2～0.5Mpa控制，當(dāng)注漿壓力達(dá)超過0.5Mpa以后，穩(wěn)壓5分鐘即可停止注漿。十七、錨索全過程施工工藝改進(jìn)之處第一次注漿錨索制作下放錨索下套管鉆孔至巖面清孔場(chǎng)地平整，鉆機(jī)就位下鉆桿鉆巖至設(shè)計(jì)入巖深度拔起鉆桿分節(jié)拔起套管第二次注漿錨索張拉鎖定錨索腰梁施工漿體養(yǎng)護(hù)加裝防涌砂裝置遇涌砂遇基巖裂隙水突涌水灌膨潤土形成沉積封底層下套管和鉆桿同步跟進(jìn)沖孔至巖層0.5m場(chǎng)地平整，鉆機(jī)就位鉆桿繼續(xù)沖巖至設(shè)計(jì)入巖深度清孔拔起鉆桿錨索制作第一次注漿下放錨索下注漿管錨索腰梁施工漿體養(yǎng)護(hù)錨索張拉鎖定跳孔法移到下一個(gè)孔分節(jié)拔起套管補(bǔ)漿第二次注漿遇涌水涌砂保留最后一節(jié)套管孔口封膨脹止水紗袋遇流水流砂孔口補(bǔ)注漿圖2-33原設(shè)備錨索施工流程圖

圖2-34擬采用設(shè)備改進(jìn)施工流程圖

十八、錨索試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果、監(jiān)測(cè)情況一、試驗(yàn)?zāi)康?、檢查411/JK-150型鉆機(jī)進(jìn)行錨索施工，對(duì)本地質(zhì)適應(yīng)性，重點(diǎn)檢查施工過程是否會(huì)出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象以及設(shè)備控砂控水能力；2、檢查膨脹止水紗袋（遇水自然膨脹）等止水措施，是否有效；3、檢查錨索拉拔力是否滿足設(shè)計(jì)要求；4、錨索養(yǎng)護(hù)時(shí)間；5、檢驗(yàn)套管和鉆桿沖擊巖層能力。二、試驗(yàn)方案由業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等共同確定，選定前期施工中情況最差的基坑西側(cè)W-X段選取3根（編號(hào)分別為2-45、2-48、2-52），X-Y段選取3根（編號(hào)分別為2-95、2-100、2-113），Y-Z段選取1根（編號(hào)為2-152），基坑北側(cè)C-D段選取3根（編號(hào)分別為2-256、2-261、2-280）進(jìn)行第二排錨索試成孔、成錨及張拉試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中根據(jù)基坑監(jiān)測(cè)方案加強(qiáng)基坑位移及周邊地面沉降監(jiān)測(cè)，并請(qǐng)第三方監(jiān)測(cè)單位做好監(jiān)測(cè)記錄。十八、錨索試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果、監(jiān)測(cè)情況十八、錨索試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果、監(jiān)測(cè)情況圖2-32采用深圳市馬中臺(tái)實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的411/JK-150液壓錨索鉆機(jī)（臺(tái)灣產(chǎn)）進(jìn)行錨索成孔試驗(yàn)實(shí)景圖

圖2-32錨索張拉試驗(yàn)實(shí)景圖

十八、錨索試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果、監(jiān)測(cè)情況表1試驗(yàn)錨索分級(jí)及張拉數(shù)值匯總表

十八、錨索試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果、監(jiān)測(cè)情況十八、錨索試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果、監(jiān)測(cè)情況三、試驗(yàn)過程中對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析表7-1試錨期間地面沉降觀測(cè)結(jié)果

十八、錨索試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果、監(jiān)測(cè)情況四、存在的問題及應(yīng)對(duì)措施10條錨索中有3條錨索在鉆進(jìn)及拔套管過程中出現(xiàn)少量的流水流砂，采取措施：①在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)流水流砂時(shí)，立刻用無紡布纏在鉆機(jī)套管外壁，隨鉆機(jī)一同鉆進(jìn)。②當(dāng)拔完最后一節(jié)套管，出現(xiàn)較大的流水流砂時(shí)，立刻組織工人朝管口內(nèi)填塞遇水膨脹止水紗袋，之后繼續(xù)往管口填塞麻包袋、水泥袋等，并用套管鉆頭頂壓住麻包袋，利用機(jī)械的沖擊功能把麻包袋往管內(nèi)擠壓密實(shí)，以達(dá)到堵砂效果。如此往復(fù)填塞，直至管口不再漏砂為止。③在開孔或沖孔過程中，遇突涌砂，加裝防涌砂裝置。

十八、錨索試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果、監(jiān)測(cè)情況五、試錨張拉結(jié)果10條錨索已于2012年4月7日至2012年4月12日完成施工，并于2012年4月27日完成張拉。除第一條錨索（錨索編號(hào)2-100）因現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備不足，施工平臺(tái)未夯實(shí)，張拉時(shí)臺(tái)座下沉，導(dǎo)致錨索受力不均勻，斷錨一束。其它9條錨索的抗拔力均滿足設(shè)計(jì)要求。錨索2-100已提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)復(fù)核其現(xiàn)時(shí)的受力情況能否滿足要求。

十九、應(yīng)急預(yù)案圖4-1應(yīng)急指揮機(jī)構(gòu)圖

十九、應(yīng)急預(yù)案圖4-2應(yīng)急事故處理流程圖

十九、應(yīng)急預(yù)案一、開孔、沖孔過程中套管與預(yù)埋管間涌水涌砂應(yīng)急措施

圖4-3防涌砂裝置示意圖

十九、應(yīng)急預(yù)案二、沖孔過程中套管內(nèi)涌水涌砂應(yīng)急