锚杆基础的施工

7.1施工前期准备工作

7.1.1熟悉基础图纸和地质勘探报告,了解工程特点、地层条件、设计要求。

7.1.2实地调查塔位的周边情况,包括施工场地、道路交通、水电供应、原材料采购等。

7.1.3结合实际地形提出图纸会审意见。

7.1.4对锚固段周边孔壁进行不透水性试验,当0.2～0.4Mpa压力作用10min后,锚固段周边渗水率超过0.01m3/mm时,应采用固结注浆或其他方法进行处理。

7.1.5对地下埋设物和障碍物等在规划设计阶段已经考虑的问题,在施工前应再度进行细部复核,实际确认无影响后方可施工。

7.1.6对钻孔。注浆及冲洗设备和管路排出的污水物,必须进行适当处理。

7.1.7充分了解关于作业的环保法律、地方法规、并掌握这些法律、法规对确定工程进度和管理的影响。

7.1.8其他:对施工空间、各种设备、辅助设备、工程用道路、与其他工程的配合关系、安全、卫生管理、气象条件等需要进行相应的检查。

7.2施工组织设计

岩石锚杆基础开工前,应详细制定施工组织设计,确定施工方法、施工材料、施工机械、施工程序、质量管理、进度计划、成本计划和安全管理等事项。锚杆基础工程的施工组织设计一般包括以下项目:

7.2.1工程概况:工程名称、工程特点、工程量、工期、地质情况。

7.2.2设计方对锚杆基础工程的要求

7.2.3锚杆基础工程材料

7.2.4施工机械

7.2.5施工组织

7.2.6施工程序及各工程人员的配备。

7.2.7工程进度计划。

7.2.8施工管理及质量控制计划。

7.2.9安全、卫生管理计划。

7.2.10应交互工程验收的各种技术资料

7.3施工管理程序示意图

7.4准备工作

7.4.1技术准备

7.4.1.1由施工技术负责人掌握设计对施工的技术要求和施工验收规定并进行技术交底。

7.4.1.2施工时应严格按设计图纸进行施工,如有变更,需要经得设计人员得同意。

7.4.2材料准备

7.4.2.1锚杆质量检查要求如下:

1、水泥的性能指标必须符合现行国家有关标准的规定,厂家和品牌品种必须经中国水泥传品认证委员会通过,并有出厂合格证明。

7.4.2.3水

1、不允许使用污水、海水和腐蚀性的水及不符合设计要求的水。

2、施工前应科学计算施工用水量、海在现场设有集水坑或储水罐,对污水进行适当处理后方可排放。

7.4.2.4砂

1、砂的颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质含量、氯盐含量等应符合设计要求。

2、岩石锚杆基础选用的中砂,粒径在0.35-0.5之间,比重在2.5-2.75t/m3,含泥量≤3.0%;泥块含量≤1.0%

7.4.2.5石子

1、石子的颗粒级配、含泥量、针状和片状颗粒的含量、强度、坚固性、有害物质含量等应符合设计要求。

2、碎石选择连续级配碎石、粒孔洞中间细石混凝土中的碎石粒径为5-10mm、承台混凝土的碎石粒径为5-40mm。需注意碎石中针、片状颗粒含量≤15(25)%;含泥量≤1.0(2.0)%;泥块含量≤0.5(0.7)%。括号内为承台参数。

7.4.2.6砂浆及混凝土

1、根据基础的设计要求、材料和施工条件进行砂浆及混凝土配合比的设计、试验。

2、直锚式和承台式基础填充的水泥砂浆或细石混凝土强度等级应满足设计要求。

3、直锚式基础优先选用水泥砂浆,当孔径较大时,可考虑选用细石混凝土。

7.4.3施工机具准备

7.4.3.1施工设备的主要技术性应符合设计要求,能够满足工程的实际运输条件。

7.4.3.2工程锚杆施工前,宜进行钻孔、注浆的试验性作业,考核施工工艺和施工设备的适应性。

7.5钻孔施工

锚杆钻孔的钻凿是锚杆基础工程费用最高和控制工期的关键工序,也是影响锚杆基础工程经济效果的主要因素,所以必须选用最有效的钻孔方法,认真细致的组织施工,确保工程质量和工程进度。

7.5.1一般要求。

7.5.1.1在钻孔过程中,腰对锚固区段的位置和岩土分层厚度进行验证,如果与设计岩层有较大差异时,应立即报告设计人员,并且采取相适应的对策。

7.5.1.2根据不同的岩土条件,应选用不同的钻孔和钻孔方法,以确保杆体和注浆过程中间孔壁不致塌陷,钻孔直径应符合设计要求,不致使孔墙壁过分扰动。

7.5.1.3施工区域应根据设计要求和机器设备的规格、型号以及现场情况进行布置,合理规划设备及材料堆放区域,确保施工开展后,各区域协同作业,不会互相影响。

7.5.2现场勘测

7.5.2.1施工前,施工单位应组织有关专业人员对现场进行勘测,并请设计人员到现场复查,以确定岩石锚杆基础形式是否适合。

7.5.2.2根据勘测结果,选择合理的机具和施工方案。

7.5.3基面清理

7.5.3.1根据复测后的杆塔基础中心桩,严格按设计要求清理基面,严禁破坏基面完整性。清理的范围同时考虑腰有安装设备的地形。

7.5.3.2当覆盖层较厚时,为防止坍塌,孔径扩大,可按覆盖层厚度下设大于孔口直径40mm左右的套管,套管外应用土填充夯实,套管必须保证其中心与孔径中心重合,且不得倾倒。

7.5.4标高控制

7.5.4.1直锚世岩石锚杆基础要求各退之间的地面高差不超过±10mm。如果岩石不易铲平,可在浇筑底脚螺栓后于地面处浇筑混凝土承台找正各退间的差值。承台施工完成后,必须保证底脚螺栓的埋深与外露尺寸。

7.5.4.2承台式岩石基础要求将覆盖层清楚掉,露出岩石即可。各退之间的高差用承台高度找平。

7.5.4.3用经纬仪测量确定各个塔退中心位置和塔脚每个底脚螺栓位置。

7.5.4.4对每个确定的孔中心用明显标志在地面岩石上标出,在用底脚螺栓样板进行校核,确保孔间尺寸准确无误。

7.5.5钻孔

7.5.5.1钻孔设备运至现场后,按说明要求组装完毕。将钻机钻头中心置于孔中心位置上,用经纬仪或垂球控制,从正面和侧面观测主轴垂直面并调整钻机底座,使钻杆垂直,然后固定钻机。

7.5.5.2专职机手检查设备各部位是否安装稳妥。

7.5.5.3根据岩石不同的硬度,选择不同的钻头,当钻进速度较慢或出岩芯时,可加入钢砂配合钻头钻孔。

7.5.5.4倒换钻具时,使用专用卡具卡牢钻头后方可拆卸,同时用铁板或木塞将锚孔封堵,防止钻头调入孔内。

7.5.5.5注意固定好钻机底座,确保钻杆始终垂直防止钻孔偏斜。

7.5.5.6技术人员观察并记录岩石层变化情况并核对地质资料,发现地质情况与设计提供资料不符合时应停机,并通知设计部门处理。

7.5.5.7一个塔退的全部锚孔钻完之后,将钻孔机分解或整体移至另一个塔腿基础上,重复以上工序,直至整基基础的施工完成。

7.5.5.8施工过程中,如果出现漏水、土层、地下水、暗沟、溶洞、地下河、地下通道、文物、墓穴等异常情况时,应停止钻孔施工,查明情况并通知设计部门后再进行。

7.5.5.9锚桩钻孔质量要求:

1、锚杆基础钻孔不得扰动周围地层。

2、钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm。

3、锚孔直径允许偏差:0Mm--+10mm。

4、锚孔深度允许偏差:不应小于设计值、但也不宜超长100mm。

5、锚孔倾斜度允许偏差:小于1%h(h为设计锚孔深度)。

6、锚孔间距允许偏差:±1%小根开。

7.5.6清孔

钻孔施工完成后,移开钻孔设备,清理基面四周的泥水、粉砂、碎石、锚孔清晰前对其他锚孔腰覆盖,为防止泥水,碎石等杂流入或调入孔内。

7.6锚杆固结和注浆

7.6.1砂浆或混凝土浇筑前,必须对钻孔进行检查,经技术人员对钻孔检验合格后,方可浇筑砂浆或混凝土。

7.6.2锚杆固结采用细石混凝土,配合比设计时应充分考虑孔洞内的水泥、砂、石的流动性,塌落度一般要求为5-9mm。

7.6.2.1严格控制水灰比和塌落度,并严格按照配合比将所需的水泥、砂、石等材料用台秤称重,偏差不得超过以下规定:

表4.9-1                             材料重量偏差控制表

7.6.2.4灌注砂浆或混凝土前锚孔必须保持湿润。灌注时,分层进行灌注合捣固,灌注约200mm深时,沿底脚螺栓四周用捣固钎进行捣固,每一次捣固腰彻底均匀。

7.6.3压力注浆时,严格按有关规定合压浆机使用说明进行操作。随时检查压浆机工作情况合注浆压力等。

7.6.3.1灌浆用水泥砂浆宜选用1:0.5-1.1的水泥砂浆合水灰比为0.45-0.5的纯水泥浆,必要时可加入一定量的外加剂或掺合料,一般掺合量为1%。

7.6.3.2向孔内注浆一般为自由注浆,应自下而上进行,一边灌注,一边用钢筋捣实,严防石块,杂物混入。

7.6.3.3浆液应搅拌均匀,随搅拌随用,并再初凝前用完,不得使用已初凝的浆液,严防石头、杂物混入。

7.6.3.4二次高压注浆应在一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0Mpa时进行。注浆压力不应低于5.0Mpa。

7.6.3.5注浆后不得随意敲击杆体,也不得在杆体悬挂重物。

7.6.3.6浆体强度检验用的试块宜逐基留取一组,每组不少于3块,试块应按照要求同步留取,同条件养护。

7.6.3.7锚杆的丝扣部分在浇筑前进行保护,防止混凝土浆污染。

7.6.3.8检查记录灌入量,确保实际灌入量不少于计算量。

7.6.4灌注合捣固时不应碰撞锚杆,浇筑后禁止摇晃锚杆。

7.6.5注入锚孔内的砂浆或混凝土的体积一般要求要与实际锚孔体积相同,如有量差须查明原因后再进行施工。

7.6.6每基做一组试块,试块体积为150mm×150mm×150mm,改变配合比之后必须重新做试块。

7.9常见问题

7.9.1地质条件改变

基础施工开挖后,发现岩石性质,风化程度与原地质资料不符合时,应会同设计部门及时采取措施,因地制宜做好修改方暗,常用的修改方案有:

7.9.1.1将直锚式改为嵌固式

7.9.1.2增加钢筋数量或增加孔径。

7.9.1.3各腿处岩石表面标高不同时,可调整承台高度。

7.9.1.4当基岩覆盖层较厚时,覆盖土已能符合基坑抗拔和抗压要求时,可根据情况不同处理。

7.9.2边坡稳定

塔位临近沟谷或大边坡时,为保证基础的稳定性,对距边坡最小距离的控制腰满足设计的规定(以下供参考),当不能满足时,要适当加大孔深。

表6.2-1                          边坡稳定距离控制表

7.9.3地下水

如果钻孔中出现漏税水现象,必须停止施工,合同设计部门再查明岩石钻孔漏水原因为溶洞、裂缝,且溶洞或裂缝不太大,不影响岩石的完成性和稳定性的情况下,可根据溶洞和裂缝的大小灌注水泥砂浆或混凝土,待砂浆或混凝土凝固后,注入水无泄漏时,方可继续施工,否则将基础改为承台式或嵌固式基础。