锚杆及土钉墙工程施工工艺指南工艺.docx

第1页锚杆及土钉墙工程施工工艺指南1范围11锚杆支护结构是挡土结构与外拉系统相结合的一种深基坑组合式支护结构其挡土结构与悬臂式或内撑式支护结构相同诸如钻孔灌注桩钢板桩预制混凝土桩地下连续墙等适用于较密实的砂土粉土硬塑到坚硬的黏性土层或岩层中的大型较深邻近有建构筑物而不允许有较大变形的基坑和不允许设内支撑的基坑存在有地下埋设物而不允许损坏的场地不宜采用12土钉墙适用于地下水位以上或经人工降低地下水位后的人工填土黏性土和弱胶结砂土的基坑支护或边坡加固土钉墙宜用于深度不大于12m的基坑支护或边坡加固当土钉墙与有限放坡预应力锚杆联合使用时深度可增加不宜用于含水丰富的粉细砂层砂砾卵石层和淤泥质土不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层2术语21锚杆由锚固段自由段锚头组成的一端与支护挡土结构相连一端与土层相锚固的细长杆件依靠其锚固段与土体的摩阻力加固或锚固现场土体一般采取先在土层中钻孔后置入钢筋在锚固段注浆锚头紧固的方法制成亦可采用置入钢管角钢钢绞线在锚固段注浆的方法制成22锚杆支护结构锚杆支护结构包括挡土支护结构腰梁和锚杆三部分组成挡土支护结构可以是钢板桩排桩墙连续墙等各种挡土结构当挡土结构为非连续体时在锚拉点标高处应加腰梁使之形成整体共同受力23锚固体土层锚杆的锚固段全长即为锚固体锚固体是由水泥砂浆或水泥浆将拉杆预应力筋与土体黏结在一起形成的通常呈近似圆柱体状24锚头锚头是锚杆体的外露部分由锚杆台座承压垫板及紧固器三部分组成25台座一般锚杆轴线与支护挡土结构间有一定的倾角称为锚杆倾角以台座作为调整构件并固定拉杆位置防止滑动锚杆通过台座与挡土结构的接触面分布其集中力避免挡土结构承受过大的局部应力而损坏26承压垫板直接承受拉杆拉力的垫板并将拉力传递给台座第2页27紧固器又称锚具是将拉杆锚固在台座垫板和挡土结构的连接件28拉杆拉杆是锚杆的主要部分拉杆从锚头到锚固体的末端其长度取决于锚固段和自由段的总长度拉杆可以是粗钢筋钢丝绳或钢绞线构成29土钉依靠其全长与土体的摩阻力用来加固或锚固现场土体的细长杆件可采取先在土层中钻孔后置入钢筋在全孔注浆的方法制成亦可采用将钢管角钢直接击入土中再注浆的方法制成210土钉支护以土钉被加固的土体钢筋混凝土面层和必要的防水措施组成的支护体系3基本规定21锚杆及土钉墙支护工程的设计施工与监测宜统一由支护工程的施工单位负责便于及时根据现场测试与监控结果进行反馈设计当设计施工与监测不为一个单位时三者应相互配合密切合作确保安全施工32锚杆及土钉墙支护的设计计算按建筑基坑支护技术规程JGJ12099中有关规定执行施工中应特别重视地表水和地下水对支护工作的影响应设置良好的排水系统并在施工前进行降低地下水位一般情况下应遵循分段开挖分段支护的原则不宜按一次挖就再行支护的方式施工同时应考虑施工作业周期和降雨振动等环境因素对开挖面土体稳定性的影响做到随开挖随支护以减少边坡变形33施工中应对锚杆或土钉位置钻孔直径深度及角度锚杆或土钉插入长度注浆配比压力及注浆量喷锚墙面厚度及强度锚杆或土钉应力等进行检查34每段支护体施工完成后应检查坡顶及坡面位移坡顶沉降及周围环境变化如有异常情况应采取措施恢复正常后方可继续施工4施工准备41技术准备锚杆与土钉支护施工前必须具备下列文件411工程周边环境调查及工程地质勘察报告412支护施工图纸齐全包括支护平剖面图及总体尺寸挡土结构的类型详细设计图纸及设计说明如已施工完毕应有施工的详细记录标明锚杆土钉位置尺寸直径孔径长度倾角和间距喷射混凝土面层厚度及钢筋网尺寸土钉及喷射混凝土面层的连接构造方法和混凝土强度等级第3页413排水及降水方案设计414施工方案或施工组织设计规定基坑分层分段开挖的深度及长度边坡开挖面的裸露时间限制等415现场测试监控方案以及为防止危及周围建筑物道路地下设施安全而采取的措施及应急方案了解支护坡顶的允许最大变形量对邻近建筑物道路地下设施等环境影响的允许程度416确定基坑开挖线轴线定位点水准基点变形观测点等并在设置后加以妥善保护42材料要求各种材料应按计划逐步进场钢材水泥及化学添加剂必须有相关产品合格证锚杆及土钉所用的钢材需要焊接连接时其接头必须经过试验合格后方可使用43主要机具设备431成孔机具设备根据现场土质特点和环境条件选择成孔设备如冲击钻机螺旋钻机回转钻机洛阳铲等在易塌孔的土体钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔设备432灌浆机具设备有注浆泵和灰浆搅拌机等注浆泵的规格压力和输浆量应满足施工要求433混凝土喷射机具有混凝土喷射机和空压机等空压机应满足喷射机所需的工作风压和风量要求可选用风量9m3min以上压力大于05MPa的空压机434张拉设备用YC60型穿心式千斤顶配YC60型油泵油压表等YC60型穿心式千斤顶在使用前必须送当地技术监督部门或有资质的检测机构进行校验标定435百分表精度不小于002mm量程小于50mm44作业条件441有齐全的技术文件和完整的施工组织设计或方案并已进行技术交底442进行场地平整拆迁施工区域内的报废建构筑物和挖除工程部位地面以下3m内的障碍物施工现场应有可使用的水源和电源在施工区域内已设置临时设施修建施工便道及排水沟各种施工机具已运到现场并安装维修试运转正常第4页443已进行施工放线锚杆孔位置倾角已确定各种备料和配合比及焊接强度经试验可满足设计要求444当设计要求必须事先做锚杆施工工艺试验时试验工作已完成并已证明各项技术指标符合设计要求5材料和质量要点51材料的关键要求1用作锚杆土钉的钢筋HRB335级或HRB400级热轧螺纹钢筋钢管角钢钢丝束钢绞线必须符合设计要求并有出厂合格证和现场复试的试验报告2用于喷射混凝土面层内的钢筋网片及连接结构的钢材必须符合设计要求并有出厂合格证和现场复试的试验报告3水泥浆锚固体水泥用强度等级为R325425的普通硅酸盐水泥并有出厂合格证砂用粒径小于2mm的中细砂所用的化学添加剂速凝剂必须有出厂合格证52技术关键要求1灌浆是土层锚杆及土钉施工中的一道关键工艺必须认真进行并作好记录灌浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆其强度等级不宜低于M10当灌浆材料用水泥浆时水灰比为0405左右为防止泌水干缩可掺加03的木质素黄酸钙当灌浆材料用水泥砂浆时灰砂比为11或12重量比水灰比为038045砂用中砂并过筛如需早强可掺加水泥用量35的混凝土早强剂水泥浆液试块的抗压强度应大于25MPa塑性流动时间应在22s以下可用时间应为3060min整个灌浆过程应在5min内结束2灌浆压力一般不得低于04MPa亦不宜大于2MPa宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆可有效提高锚杆抗拔力20左右3锚杆土钉墙设计及构造应符合下列规定a锚杆的构造要求1锚杆的锚固体应设置在地层的稳定区域内且上覆土层厚度不宜小于40m2锚杆的自由段长度不宜小于5m并应超过潜在滑裂面15m3土层锚杆锚固段长度不宜小于4m第5页4锚杆上下排垂直间距不宜小于20m水平间距不宜小于15m5锚杆倾角宜为1525且不应大于456沿锚杆轴线方向每隔1520m宜设置一个定位支架7锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆其强度等级不宜低于M10b土钉墙的构造要求土钉墙墙面坡度不宜大于101土钉的长度为开挖深度的0512倍间距宜为2m与水平面夹角宜为520土钉钢筋宜采用HRB335HRB400级钢筋钢筋直径宜为1632mm钻孔直径宜为70120mm土钉必须和面层有效连接应设置承压板或加强钢筋等构造措施承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接喷射混凝土面层宜配置钢筋网钢筋直径宜为610mm间距宜为150300mm混凝土强度等级不宜低于C20面层厚度不宜小于80mm钢筋网片搭接长度应大于300mm当地下水位高于基坑底面时应采取降水措施或截水措施坡顶应采用砂浆或混凝土护面其宽度应不小于800mm并高于地面以防止地表水灌入基坑坡脚应设排水沟和集水坑坡面可根据具体情况设置泄水管53质量关键要求1根据设计要求水文地质情况和施工机具条件认真编制施工组织设计选择合适的钻孔机具和方法精心操作确保顺利成孔和安装锚杆并顺利灌注2在钻进过程中应认真控制钻进参数合理掌握钻进速度防止埋钻卡钻塌孔掉块砂涌和缩颈等各种通病的出现一旦发生孔内事故应尽快进行处理并配备必要的事故处理工具3钻机拔出钻杆后要及时安置锚杆土钉并随即进行注浆作业4锚杆安装应按设计要求正确组装认真安插确保锚杆安装质量5锚杆灌浆应按设计要求严格控制水泥浆水泥砂浆配合比做到搅拌均匀并使灌浆设备和管路处于良好的工作状态6施加预应力应根据锚杆类型正确选用锚具并正确安装台座和张拉设备保证数据准确可靠54职业健康安全关键要求1施工人员进入现场必须正确佩带安全帽第6页2电工和机械操作工必须经过安全培训并持证上岗3基坑四周必须设置不低于15m的维护设施沿道路侧夜间必须有红色灯光示警55环境关键要求应加强混凝土喷射机械的维护保养在作业过程中不得出现漏风漏气现象最大限度的控制粉尘污染6施工工艺61工艺流程611土层锚杆施工工艺流程土层锚杆干作业施工程序与水作业钻进法基本相同只是钻孔时不用水冲泥渣成孔而是将土体顺钻杆排出孔外而成孔612喷射混凝土面层施工工艺流程62操作工艺621基坑开挖锚杆土钉支护应按设计规定分层分段开挖做到随时开挖随时支护随时喷混凝土在完成上层作业面的锚杆预应力张拉或土钉与喷射混凝土以前不得进行下一层土的开挖当基坑面积较大时允许在距离四周边坡810m的基坑中部自由开挖但应注意与分层作业区的开挖相协调当用机械进行土方开挖时严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动或挡土结构的破坏为防止基坑边坡土体发生塌陷对于易塌的土体可采用以下措施1对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土待凝结后再进行钻孔土方开挖修整边壁测量放线钻机就位接钻杆校正孔位调整角度打开水源钻孔接钻杆钻至设计深度冲洗插锚杆压力灌浆养护裸露主筋除锈上横梁或预应力锚件焊锚具张拉仅限于预应力锚杆锚头锚具锁定立面平整绑扎钢筋网片干配混凝土料依次打开电风水开关进行喷射混凝土作业混凝土面层养护第7页2在作业面上先安装钢筋网片喷射混凝土面层后再进行钻孔并设置土钉3在水平方向分小段间隔开挖4先将开挖的边壁作成斜坡待钻孔并设置土钉后再清坡5开挖时沿开挖面垂直击人钢筋和钢管或注浆加固土体622排水1锚杆土钉支护宜在排除地下水的条件下进行施工应采取恰当的降排水措施排除地下水包括地表支护内部基坑排水以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力2基坑四周支护范围内应先修整构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面防止地表水向地下渗透靠近基坑坡顶24m的地面应适当垫高并且里高外低便于水流远离边坡3在支护面层背部应插入长度为400600mm直径不小于40mm的水平排水管其外端伸出支护面层间距可为152m以便将喷射混凝土面层后土内的积水排出4为了排除积聚在基坑内的渗水和雨水应在坑底设置排水沟和集水坑坑内积水应及时抽出排水沟应离开边壁05lm排水沟和积水坑宜用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏623钻孔与锚杆制作1钻孔时要保证位置正确上下左右及角度防止高低参差不齐和相互交错2钻进时要比设计深度多钻进100200mm以防止孔深不够3锚杆应由专人制作接长应采用对焊或帮条焊为使锚杆置于钻孔的中心应在锚杆上每隔1500mm设置定位器一个钻孔完毕后应立即安插锚杆以防塌孔为保证非锚固段锚杆可以自由伸长可在锚固段和非锚固段之间设置堵浆器或在非锚固段涂以润滑油脂以保证在该段自由变形当使用钢绞线作锚杆时使用前应检查有无油污锈蚀缺股断丝等情况端部要用钢丝绑扎牢不得参差不齐或散架624注浆1注浆管在使用前应检查有无破裂和堵塞接口处要牢固防止注浆压力加大时开裂跑浆注浆管应随锚杆同时插入干成孔时在灌浆前封闭孔口湿成孔第8页时在灌浆过程中看见孔口出浆时再封闭孔口2注浆前要用水引路润湿输浆管道灌浆后要及时清洗输浆管道灌浆设备灌浆后自然养护不少于7d待强度达到设计强度的75时方可进行张拉工艺在灌浆体硬化之前不能承受外力或由外力引起的锚杆移动625锚杆土钉试验6251锚杆试验1应在锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到设计强度的75时方可进行2锚杆试验应按中华人民共和国现行行业标准建筑基坑支护技术规程JGJl2099附录E的规定在试验前做试验方案并经批准后执行6252土钉试验1土钉支护施工必须进行现场抗拔试验应在专门设置的非工作土钉上进行抗拔试验直至破坏用来确定极限荷载并据此估计土钉的界面极限黏结强度2每一典型土层中至少应有3个专门用于测试的非工作钉测试钉的总长度黏结长度和施工方法原则上应与工作钉一致3土钉的现场抗拔试验时土钉千斤顶测力杆三者应在同一轴线上千斤顶的反力架应置于混凝土面层或土钉上下部安设两道工字钢或槽钢作横梁并与护坡墙紧贴当张拉到设计荷载时拧紧锁定螺母完成锚定工作张拉时宜采用跳拉法或往复式拉法以保证土钉和钢梁受力均匀张拉力的设定应根据实际所需的有效张拉力和张拉力的可能松弛程度而定一般按设计张拉力的7585进行控制4测试钉进行抗拔试验时的注浆抗压强度不应低于6MPa试验应采用连续分级加载首先施加少量初始荷载不大于土钉设计荷载的20使加载装置保持稳定以后的每级荷载增量不超过设计荷载的20每级荷载施加完毕后应立即记下位移读数并保持荷载稳定不变继续记录以后lmin6min10min的位移读数若同级荷载下10min与1min的位移增量小于lmm即可施加下级荷载否则应保持荷载不变继续测读15min30min60min时的位移此时若60min与6min的位移增量小于2mm可进行下级加载否则即认为达到极限荷载根据试验得出的极限荷载必须大于设计荷载得125倍否则应反馈修改设计626喷射混凝土第9页1在喷射混凝土前面层内的钢筋网片牢固固定在边坡壁上并符合规定的保护层厚度的要求钢筋网片可用插入土中的钢筋固定在混凝土喷射时应不出现移动2钢筋网片可用焊接或绑扎而成网格允许偏差为10mm钢筋网铺设时每边的搭接长度不小于一个网格的边长或200mm如为焊接则焊接长度不小于网筋直径的10倍3喷射混凝土的配合比应按设计要求通过试验确定粗骨料最大粒径不宜大于12mm喷射混凝土作业应事先对操作手进行培训以保证喷射混凝土的水灰比和质量能达到要求喷射混凝土前应对机械设备风水和电路进行全面检查及试运转喷射混凝土的喷射顺序应自下而上喷头与受喷面距离宜控制在0815m范围内射流方向垂直指向喷射面但在钢筋部位应先喷填钢筋一方后再侧向喷填钢筋的另一方防止钢筋背面出现空隙为保证喷射混凝土厚度达到规定值可在边壁上垂直插入短的钢筋段作为标志4为加强支护效果在喷射混凝土时可加入3一5的早强剂在喷射混凝土初凝2h后方可进行下一道工序此后应连续喷水养护57d5喷射混凝土强度可用边长100mm立方试块进行测定制作试块时应将试模底面紧贴边壁从侧向喷射混凝土每批至少留取3组每组3块试件627施工监测1锚杆土钉支护的施工监测应包括下列内容支护位移沉降的测量地表开裂状态位置裂宽的观察附近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察基坑渗漏水和基坑内外的地下水位变化在支护施工阶段每天监测不少于3次在支护施工完成后变形趋于稳定的情况下每天1次监测过程应持续至整个基坑回填结束为止2观测点的设置观测点的总数不宜少于3个间距不宜大于30m其位置应选在变形量最大或局部条件最为不利的地段观测仪器宜用精密水准仪和精密经纬仪3应特别加强雨天和雨后的监测以及对各种可能危及支护安全的水害来源如场地周围生产生活排水上下水管贮水池罐化粪池漏水人工井点降水的排水因开挖后土体变形造成管道漏水等进行仔细观察第10页4在施工开挖过程中基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之比超过3砂土中和35一般黏土中时应密切加强观察分析原因并及时对支护采取加固措施必要时增用其他支护方法7质量标准锚杆及土钉墙支护工程质量检验应符合表1的规定锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准表1项序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1锚杆土钉长度mm30用钢尺量2锚杆锁定力设计要求现场实测一般项目1锚杆或土钉位置mm100用钢尺量2钻孔倾斜度1测钻机倾角3浆体强度设计要求试样送检4注浆量大于理论计算浆量检查计量数据5土钉墙面厚度mm10用钢尺量6墙体强度设计要求试样送检8成品保护81锚杆的非锚固段及锚头部分应及时作防腐处理82成孔后立即及时安插锚杆立即注浆防止塌孔83锚杆施工应合理安排施工顺序夜间作业应有足够的照明设施防止砂浆配合比不准确84施工过程中应注意保护定位控制桩水准基点桩防止碰撞产生位移9安全环保措施91施工人员进入现声场应戴安全帽高空作业应挂安全带操作人员应遵守有关安全规程92各种设备应处于完好状态机械设备的运转部位应有安全防护装置第11页93锚杆钻机应安设安全可靠的反力装置在有地下承压水地层中钻进时孔口应安设可靠的防喷装置以便突然发生漏水涌砂时能及时封住孔口94锚杆外端部的连接应牢靠以防在张拉时发生脱扣现象95张拉设备应经检验可靠并有防范措施防止夹具飞出伤人96注浆管路应畅通防止塞管堵泵造成爆管97电气设备应可靠接地接零并由持证人员安全操作电缆电线应架空设置10质量记录本工艺指南应具备以下质量记录1各种原材料出厂合格证和试验报告2锚杆或土钉施工记录3锚杆或土钉试验记录4支护结构监测记录