地下室抗浮锚杆施工方案.pdf
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1、抗浮锚杆施工方案目目录录第一章施工条件.3一、编制依据.错误错误!未定义书签。未定义书签。二、工程概况.3三、地层概况.3四、水文地质情况.4第二章抗浮桩(锚杆)设计与基本试验.5一、抗浮锚杆结构设计主要参数.5二、抗浮锚杆拉力设计参数.5三、抗浮锚杆基本试验.6第三章施工组织和措施.8一、施工准备.8二、施工进度安排.11三、抗浮桩锚杆施工工艺流程、技术参数.12四、排污措施.18五、应急措施.18第 1 页抗浮锚杆施工方案六、成品保护措施.19七、施工组织措施.22第四章工程施工质量保证措施.24一、质量控制措施.24二、质量保证具体内容.25三、材料质量要求及节约措施.27第五章文明施工
2、与安全措施.28一、安全生产、文明施工.28二、安全保证体系及措施.30三、环保文明施工保证体系及措施.32第 2 页抗浮锚杆施工方案第一章第一章施工条件施工条件二、工程概况二、工程概况本工程由 1 栋高层多功能主体大楼及其四周纯地下室部分组成,主体大楼建筑总高度 105.90m,主结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构钢结构,外围纯地下建筑为框架结构,总建筑面积 100660m2。地下四层,基础板厚600mm2000mm,基础埋深约24.50m,0。00=44。20m,地下水常年水位即历年最高位在标高38.52m41。02m,抗浮设计水位为标高37.00m,抗浮水压 145kN/m2.因此,拟采用抗
3、浮锚桩设计方案对建筑物整体抗浮,保证建筑物的稳定和正常使用。目前基坑内已施工。三、地层概况三、地层概况岩土工程勘察报告,基础底板以下地层各层情况如下:1、粘土、重粉质粘土层:褐黄色,湿饱和,可塑硬塑,属中低低压缩性土,层顶标高 21。3624.29m;2、卵石、圆砾层:内含细砂、中砂为杂色,低压缩性,层顶标高 19。2621。53m;3、粉质粘土、重粉质粘土层:褐黄色,湿饱和,可塑硬塑,属中低低压缩性土,层顶标高 10.3112.02m;4、卵石、圆砾层:内含细砂、中砂为杂色,低压缩性,层顶标高 6.658.88m;第 3 页抗浮锚杆施工方案5、粉质粘土、粘质粉土层:褐黄色,湿饱和,硬塑可塑,
4、低压缩性土,层顶标高3。673.34m;6、卵石、圆砾层:内含细砂、中砂为杂色,低压缩性,层顶标高10。94-10。16m;7、粉质粘土、重粉质粘土层:褐黄色,湿饱和,可塑硬塑,低压缩性土,层顶标高-21。54m。四、水文地质情况四、水文地质情况根据 2003 年 2 月进行勘察时实测地下水分布有 4 层,见下表.地下水对混凝土无腐蚀性或有弱腐蚀性。地下水水层序号1234地下水类型上层滞水层间潜水地下水静止水位(承压水的测压水头)腐蚀性评价埋深(m)标高(m)2。204.6817。7018.9638。5241。0224。1425.0222。1023.39无弱弱弱承压水(测压水头)19。4021
5、.10承压水(测压水头)20。4320。9022。2522。96第 4 页抗浮锚杆施工方案第二章第二章抗浮桩(锚杆抗浮桩(锚杆)设计与基本试验设计与基本试验本工程设计的抗浮桩为永久性预应力锚杆,完整的抗浮桩(锚杆)是在基础底板下土层内形成有效直径 150mm、有效长度 23m 的锚杆,锚杆有效长度内设置 4 个承载体,每个承载体分别受 2 束 74(1860MPa)低松驰预应力钢铰线张拉,锚索顶端共 8 束钢绞线与基础底板锁定,此结构组合可防止地下水回升对建筑物上浮而产生破坏力,以达到永久抗浮之目的。一、抗浮锚杆结构设计主要参数一、抗浮锚杆结构设计主要参数1、抗浮锚桩(杆)总数:616 根(孔
6、筏板模板平面图锚杆平面布置图),其中主塔楼基础底板布设 200 根,纯地下基础部分布设 416 根。2、钻孔体:锚孔直径 150mm,锚杆孔深 23。0m。3、固结体:强度等级 C40,杆体保护层厚度不小于 20mm.4、锚杆:8 束(单体 2 束)74(1860MPa 低松驰预应力钢绞线)锚杆组装见示意图。二、抗浮锚杆拉力设计参数二、抗浮锚杆拉力设计参数1、锚杆设计拉力:650KN2、锚杆锁定荷载:400KN3、通过基本试验,确定最终的设计承载力。4、锚杆验收抽样数为锚杆总数的5%,且不少于 3 根,最大试验荷载为设计拉力值的 1.5 倍。第 5 页抗浮锚杆施工方案5、锚杆采用等荷载张拉,分
7、级、分承载体、循环逐级逐步张拉。6、其他有关施工及试验要求按中国工程建设标准化协会标准土层锚杆设计与施工规范CECS 2290 执行。三、抗浮锚杆基本试验三、抗浮锚杆基本试验锚杆基本试验是为设计者确定锚杆极限承载力等设计参数的重要依据,地质条件的复杂性、施工手段和技术水平的差异、本工程的重要性,尤其本工程采用类比法设计,在施工前,会同建设方、监理方、设计方共同在现场选取合适位置,在三方的共同监督下施打试验锚杆,以确定锚杆的极限承载力等参数。1 1、钻孔施工工艺、钻孔施工工艺本工程锚杆成孔施工的难点是卵石层中成孔。根据本工程锚杆设计、成孔地质条件和以往成功的工程经验,基本可确定 2 种锚杆钻孔成
8、孔工艺。(1)地质钻机泥浆护壁成孔工艺利用地质钻机带动小型组合牙轮钻破碎砂、卵石地层,通过泵送人工配置的优质泥浆,利用组合的正反循环系统,将破碎的小颗粒砂卵石带出孔底;同时实践表明优质泥浆可以有效地稳定砂卵石层的孔壁,使所造的钻孔壁在相当长的时间内不坍塌。成孔工艺中最重要的是泥浆的配比,根据实际情况,在钻孔前在实验室内要做好配比试验。根据以往的工程经验,采用类似工程使用的钻孔泥浆配比.在钻进过程中,泥浆性能会因钻孔情况的变化而发生变化。如钻到粘第 6 页抗浮锚杆施工方案土层时,泥浆会变稠,粘度、切力增大,糊钻、泥包钻头的情况增多;钻到砂层时,大量砂粒会混入泥浆中,使含砂量增加、泥皮松散、失水量
9、与比重加大,这不但使护壁性能降低,加速水泵磨损,严重时还可能造成由于泥皮塌落而发生孔内事故;在遇到承压水层时,地下水会大量侵入孔内使泥浆稀释、性能被破坏等等。这时应及时调整泥浆的性能,否则就难以维持正常的钻进。(2)泥浆配比设计泥浆配比设计是确定泥浆各组分在泥浆中所占比例的过程,目的在于使所配泥浆的性能符合钻进的需要。例如,在流砂层或砂层中,要使泥浆具有足够大的比重,较小的失水量,薄而坚韧的泥皮;在细砂层,由于地表循环系统除砂较困难,需要更严格地控制泥浆的含砂量;在粘性土层中钻进,由于粘性土有自身造浆的特点,为此要设法控制泥浆粘度不断增大的趋势;如果遇到水敏膨胀性地层就应在泥浆中加入适量的防坍
10、剂;钻进风化层、砾石层,要减少泥浆的比重,加大粘度等。因此,泥浆的性能设计须经初选应用改性-再应用直至基本达到要求这样一个过程.2 2、锚杆基本试验锚杆基本试验(1)基本试验锚杆经确定为 4 根,用作基坑试验的锚杆参数、材料及施工工艺和工程锚杆相同。(2)根据设计意见,正式施工前,做地质钻机成孔工艺的2 根试验锚杆和套管护壁钻机成孔的 2 根试验锚杆;以此试验数据来调整锚杆设计与施工;施工后验收锚杆 31 根(5)。根据现场实际情况,基本试验的位置选择在主楼中庭的中间部分,具体位置详见附图。第 7 页抗浮锚杆施工方案(3)锚杆试验应在土层内锚固段的浆液达到设计强度后进行.(4)加力总量为 0.
11、8fptk或破坏。(5)加载要求:加载宜按设计荷载的:初级加载 0。1Afptk,以后为 1/101/15 Afptk,循环加载依次进行,直至达到 0。8fptk或破坏。(6)试验后由项目技术部撰写试验报告,其内容包括:试验位置、日期、参加人员、土层情况、注浆材料及配合比、注浆压力、锚杆参数、施工工艺、试验荷载等,根据试验中得出的荷载、位移值绘制 PS 曲线。并对设计参数及施工质量进行评价.第三章第三章施工组织和措施施工组织和措施一、施工准备一、施工准备(一)施工前准备工作内容(一)施工前准备工作内容1.完成施工现场的平面布置;2。水电引入施工现场;3。完成钻机、泥浆泵、管线和排浆池的设置;4
12、。安排人员作好现场保卫工作;5。机具、人员进场;6.所需材料水泥及外掺剂进场;7。设备调试和检验;8.开工前进行施工技术交底和安全教育。第 8 页抗浮锚杆施工方案(二二)施工场地安排施工场地安排根据现场的实际情况,为保证主楼的施工的进度,抗浮锚杆的施工从主楼部分区现土层标高 22。4 米处开始(抗浮锚杆分区图见附图)。在该部分进行抗浮锚杆施工的同时,进行区、区的土方施工。区、区抗浮锚杆施工面的标高为基础底板底平上 500 位置。待区、区具备工作面后,抗浮锚杆施工随后跟进。为了保证主楼施工不间断,在抗浮锚杆基本试验灌浆完成以后,载荷试验未进行之前,正式施工根据设计图纸和施工图立即组织进行.正式施
13、工时,套管跟进和泥浆护壁两种施工工艺将同时进行。但在施工过程中,必须详细的做好施工记录。(三三)施工机具配置及施工场地布置施工机具配置及施工场地布置1.施工机具配置根据锚索工程量、现场配电容量、浆场地大小、机械设备施工效率和工期要求,决定安排若干套钻孔施工设备,主要机具配置如下:序号机具名称1锚杆机2锚杆机3地质钻机4注浆泵5排污泵6搅拌机7锚杆张拉机8电气焊2。施工场地布置本工程施工面积约 5000m2,为了避免在锚杆施工过程中排出的水浸泡基槽和机械施工过程中扰动地基土层,在施工抗浮锚杆时,须预留至少0。5 米厚土方。根据 9 月 22 日四方会议要求,主楼区部分的施工作业面在绝型号MC30
14、Klemm80302XY1bBW250/403PNLZJ-80100 吨、30 吨15KW单位台台台台台套数量11431232备注日本三菱德国 BAUER北京探矿厂第 9 页抗浮锚杆施工方案对标高 22。4m 位置,区、区抗浮锚杆施工作业面在绝对标高21。5m位置,纯地下室部分抗浮锚杆施工作业面在绝对标高23.0m 位置.钻孔施工设备及辅助设施的布置应根据材料运距短,便于运输和存放,水电接头方便,机具设备集中,便于指挥.输浆管距离一般不超过 20m30m,管线太长压力损失加大,设备管线移动方便,冒浆易于处理等原则进行。据此把各组钻机及相应的泥浆泵布置在基坑底部各区工作面不同位置;水泥库、一次压
15、浆泵及其它辅助设施等组成施工后台放置在基坑上面东侧;而二次高压注浆泵及其它辅助设施等布置在基坑底部,与施工场地相对集中的地方,减少因管路过长,带来的压力损失和材料损失.基坑排水是施工中的重要环节之一.目前 Klemm 套管钻机的用水量较大,因此将该机安排在场地外侧施工,这样可以在无锚杆场地设置集水坑。其他地质钻机可在钻机施工的附近无锚杆的地方设置小泥浆池,使用后就地处理。详细安排可见附图.(四四)劳动力配置劳动力配置1、地质钻机钻孔施工人员配制根据本工程的特点,施工实行每天 2 班工作制,每班工作时间 12 小时。4 台套地质钻机设备的劳动力配备如下:职名工作内容队长全面组织管理劳动力协调各种
16、关系技术员掌握技术,控制质量,整理资料班长全面掌握施工、质量和安全主机手操作钻机、钻孔、移位副机手协助主机手机修工设备维修保养人数114242422备注四台套设备1人四台套设备1人每班每套设备人四台套人数2台套设备1人第 10 页抗浮锚杆施工方案电工设备和照明用电装修,安全用电共计1292、套管钻机人员配置根据本工程的特点,施工实行每天 2 班工作制,每班工作时间12 小时.每 2 台套套管钻机设备的劳动力配备如下:职名工作内容队长全面组织管理劳动力协调各种关系技术员掌握技术,控制质量,整理资料班长全面掌握施工、质量和安全机 手操作钻机、钻孔、移位、维修泵 工操作压浆泵机修工设备维修保养电工设
17、备和照明用电装修,安全用电共计3、锚杆制作和灌浆人员配置职名工作内容班长全面掌握施工、质量和安全泵 工操作压浆泵搅灌工操作搅灌机,灰浆泵,测灰浆比重普 工倒运水泥制作工锚索制作和安放机修工设备维修保养共计4、施工人员配置共计 60 人.人数2121212224119备注人数112122211112备注二台套设备1人二台套设备1人每班每套设备人二台套人数每台套设备1人二、施工进度安排二、施工进度安排施工进度计划的编制原则是尽量与主体施工交叉施工,少占用绝对工期。首先是锚杆钻孔工艺试验,这一部分安排在9月16日至9月20日期间;第 11 页抗浮锚杆施工方案在完成了锚杆钻孔工艺试验后,立即需要进行主
18、楼基础底板下的 196根抗浮锚杆的施工。施工工期安排在 9 月 23 日至 10 月 17 日期间。为保证工期,将配置 5 台套(其中 1 台套备用)以上的钻孔设备,以保证每天不少于完成 8 根的工程量。在主楼土方和抗浮锚杆施工期间,同时安排基本试验锚杆的载荷试验。纯地下室部分的锚杆施工准备工作安排在 10 月 20 日后进行,正式施工安排在 10 月 25 日,此时按每天完成 10 根锚杆的施工速度计划,则 420根锚杆需要 42 天工作日,在 12 月 6 日完成。最后是锚杆的检验和张拉、锁定及 CGM 灌注,为了避免影响总工期,将安排在地下室底板施工完成后的地下室结构施工中交叉完成。具体
19、计划见附图。三、抗浮桩锚杆施工工艺流程、技术参数三、抗浮桩锚杆施工工艺流程、技术参数(一(一)施工工艺流程施工工艺流程锚孔定位编号钻机就位钻孔下锚注浆拔管二次注浆张拉封锚(二)施工工艺二)施工工艺1、放线定位1)按施工桩位平面布置图放线定桩位,做好标记和预检;2)桩位误差控制在规范要求之内。2、地质钻机锚孔钻进方法1)安装锚孔钻机、调平、调立、稳固;第 12 页抗浮锚杆施工方案2)锚孔孔径 150mm,孔径偏差不大于 2cm,深度偏差不大于设计深度1,成孔深度达到设计要求;3)粘土地层选用 146mm 前导式三翼钻头正循环清水钻进,卵石地层选用组合牙轮钻头;4)遇砂、卵石地层需采用泥浆护壁;5
20、)锚孔钻进经常检查钻头尺寸,保证钻孔孔径;6)掌握锚孔中心度,防止锚孔偏斜,跑斜后应采取措施,重新成孔.3、套管钻机钻进方法1)安装锚孔钻机、调平、调立、稳固;2)钻孔套管外径 133mm,孔径偏差不大于 2cm,深度偏差不大于设计深度 1%,成孔深度达到设计要求;3)选用 146mm 前导式三翼钻头正循环清水钻进,卵石地层采用冲击跟进的方法;4)掌握锚孔中心度,防止锚孔偏斜,跑斜后应采取措施,重新成孔。4、洗孔1)锚孔成孔后,将联接空压机的洗井管置入孔内,由上往下,再由下往上反复冲洗,同时不断补充立到孔内泥浆比重小于等于 1。05,沉渣小于等于 30cm;2)做好孔口维护,防止泥浆流入孔内.
21、5、钢绞线加工制作及孔内安装1)钢绞线底端为锁锚形式,钢绞线为无粘结低松驰II 级 1860 钢绞线;2)锚杆按间距 1。02。0m 安装定中心支架,以使钢绞线保持平行,保第 13 页抗浮锚杆施工方案证锚杆在锚孔中心;3)锚杆底端装设锥形防护装置,保护锚杆端部不被破坏,以及锚杆对孔壁的破坏;4)固定中心支架使用铁丝绑扎牢靠;5)注浆管安装与钢绞线组装工作同时进行,安置于钢绞线束中央,注浆管内径 20mm,长度超出钢绞线 2。0m 左右;6)钢绞线采用人工安放,必要时借助手动葫芦下放;下锚前,锚索制作质量和锚索长度需经监理验收合格后,方可下入孔内。7)锚杆按设计及规范制作组装;8)锚杆结构示意图
22、见附图二。6、注浆1)浆液配制:水灰比:0.40.5,水泥:P。O。42.5(普硅 525R)2)水泥浆搅拌均匀,具有可靠性,低泌浆性;3)注浆前先泵送清水至孔口返水以疏通管路,后采用常压泵送方法注浆,注浆前不得拔出注浆管,以保证锚杆底端注浆充实;4)采用水下混凝土灌注法,首次注浆量以注满孔为准,充盈系数达 1。2以上;5)注浆作业连续,注浆管要边注边拔,拔管高度不超出孔内浆液面;6)待一次注浆体初凝强度达 5.0MPa 后,即可用高压注浆管 进行二次高压注浆,注浆材料采用纯水泥浆(水灰比为 0。450。5)。二次注浆时间可根据注浆工艺通过试验确定。为了提高浆体的早期强度,可以考虑加第 14
23、页抗浮锚杆施工方案入适量的外掺剂,起到早强和膨胀的作用;在做配合比实验时,同时做掺加外加剂和不掺加外加剂的两组水泥浆的配合比.根据实验结果进行比较之后,根据实际需要再决定水泥浆是否掺加外加剂。7)锚固段注浆采用孔底返浆法,将注浆管插入到距孔底 50cm 处,用压浆机(泵)将水泥(砂)浆通入注浆管注入孔底,水泥(砂)浆从钻孔底口向外依次充满并将孔内空气压出,而水泥浆则由孔眼处挤出并冲破第一次注浆体。8)试块制作,除见证取样外,每天或每 20 根(锚)桩做 3 组,规格 70。7mm70.7mm70.7mm,取 28d 抗压强度值;基本试验则取同条件养护下试块强度;9)补浆:待孔内素浆初凝后,开动
24、注浆泵先用清水冲洗孔内泥浆,再用上述方法注浆,直至孔内浆液饱满.7、张拉、锁定1)清理桩头,安放锚桩头装置;2)张拉、锁定应在锚桩强度达 100后进行;3)采用二次张拉法,第一次控制值为 10%20%,用单锚机对称张拉,压稳锚座、承压板、拉紧钢绞线,第二次全锚锁定,即对 8 束钢绞线同步张拉、锁定;4)根据现场要求做锚杆张拉试验按 1.5 倍设计值张拉.5)张拉设备:ZB4-500S 电动油泵、YDC240Q 单根张拉千斤顶、YCW250、YCW350 张拉千斤顶。6)张拉步骤如下:安锚桩头装置第 15 页抗浮锚杆施工方案一次预拉调整锚头二次张拉测量伸长量 L锁定封锚记录7)张拉原则a升荷速率
25、:每分钟不宜超过设计应力的 10%。b卸荷速率:每分钟不宜超过设计应力的20。c张拉顺序:采用单根张拉千斤顶间隔对称分序张拉。d张拉计算公式:=FL/EA:钢绞线理论弹性伸长值;F:单根钢绞线设计拉力;L:自由段长度;E:钢绞线弹性模量;A:钢绞线截面积。8)穿锚a将锚墩外钢绞线的 PVC 外套剥掉,把钢绞线上的黄油用棉纱擦干净。b将钢绞线按周边序和中心序理出,穿入锚板,套上夹片,注意每级锚索应对称或均匀分布在锚板上。9)张拉第 16 页抗浮锚杆施工方案锚索张拉按下、中、上次序分两次进行。第一次张拉为总张拉值的10%20%.必须待每根锚索张拉完第一次后,再进行第二次张拉,每次张拉应分级进行,每
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