CN103215953A - 超大超深地下室工程中抗浮锚杆的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大超深地下室工程中抗浮锚杆的施工方法，包括锚杆基本试验、测量放孔、钻机成孔、清孔提钻、杆体制作、置入杆体、压力注浆、锚杆验收试验、质量保证措施等步骤。本发明施工方便，能有效缩短工期，降低施工成本，在超大超深地下室抗浮工程中具有较强的推广应用价值。

Description

超大超深地下室工程中抗浮锚杆的施工方法

技术领域

本发明涉及一种超大超深地下室工程中抗浮锚杆的施工方法。

背景技术

随着经济的发展，开发利用城市地下空间已成为21世纪城市发展的必然趋势，越来越多的城市超大超深型地下室应运而生，如果设计不当，地下水浮力会对工程结构产生巨大的不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工方便，效果好的超大超深地下室工程中抗浮锚杆的施工方法。

本发明的技术解决方案是：

一种超大超深地下室工程中抗浮锚杆的施工方法，其特征是：包括下列步骤：

（一）锚杆基本试验

锚杆正式施工前，首先进行锚杆基本试验；锚杆基本试验的地质条件、锚杆材料和施工工艺与工程锚杆一致；基本试验时最大的试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍；基本试验确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，每种试验锚杆数量均不小于3根，锚杆基本试验采用循环加、卸荷法； 

抗浮锚杆基本试验的方法：

（1）浆体养护时间

养护8～14天，当锚固体强度达到设计强度的 90%，进行基本试验；

（2）试验步骤

A）安装支座及千斤顶

将试验锚杆周围地面找平，清除岩渣、排除积水；在锚杆的两侧各放 2根枕木，枕木与锚杆中心距不小于 1.0m，消除千斤顶反力作用到锚杆周围的岩体中对试验结果的影响；在枕木上放置 4根32b工字钢，锚杆两侧各 2 根，在工字钢上放钢板；千斤顶放在钢板上，其顶部用螺帽拧紧； 

在地面上放置两个对称的三脚架以安装百分表读取上拔位移量，三脚架离锚杆中心不小于 1.0m；百分表安装在螺杆顶端，用磁性表座固定。

B）试验加载方法

锚杆基本试验采用循环加、卸荷法，并符合下列规定：

a．每级荷载施加或卸除完毕后，立即测读变形量；

b．在每次加、卸荷时间内测读锚头位移二次，连续二次测读的变形量：岩石锚杆均小于 0.01mm，砂质土、硬粘性土中锚杆小于 0.1mm 时，施加下一级荷载；加、卸荷等级、测读间隔时间按下表确定。

C）试验终止条件

锚杆试验中出现下列情况之一时可视为破坏，终止加载：

a．锚头位移不收敛，锚固体从岩土层中拔出或锚杆从锚固体中拔出；

b．锚头总位移量超过设计允许值；

c．上层锚杆试验中后一级荷载产生的锚头位移增量，超过上一级荷载位移增量的2倍；

D）试验结果整理

a）绘制荷载位移曲线

试验完成后，应根据试验数据绘制荷载一位移（Q-s）曲线、荷载-弹性位移（Q-se）曲线和荷载-塑性位移（Q-sp）曲线。

b）限荷载选取

锚杆极限承载力基本值取破坏荷载前一级的荷载值；在最大试验荷载作用下未达到规范规定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载值为基本值；当锚杆试验数量为 3 根，各根极限承载力值的最大差值小于 30％时，取最小值作为锚杆的极限承载力标准值；若最大差值超过 30％，增加试验数量，按95％的保证概率计算锚杆极限承载力标准值；

E）试验结果分析

经试验，分析试验数据，各项指标满足设计及规范要求；

（二）测量放孔

根据控制点和锚杆平面布置图进行锚杆测放，并作锚孔孔位放点标记；锚杆定位偏差不大于20㎜；

（三）钻机成孔

在确定锚杆孔位后，用高风压锚杆钻机钻孔，钻机就位时，固定牢固，确保钻机机架的水平度和立轴的垂直度；锚杆孔直径取锚杆直径的3倍，但不小于一倍锚杆直径加50mm；锚杆成孔采用跟管钻进，并且利用空压机产生的高压空气进行排渣；达到设计深度后，继续钻1～2min；锚孔倾斜度不大于5%，钻孔深度超过锚杆设计长度不小于0.5m；

（四）清孔提钻

终孔后利用高压空气清除孔内余渣，直到孔口返出之风，手感无尘屑为止，避免孔内沉渣存在；同时现场工程师及质检员进行孔深及锚孔偏斜度检测，符合要求后进行下道工序施工；

（五）杆体制作

锚杆材料选择螺纹钢筋、预应力钢丝或钢绞线；锚杆下料长度为钻孔长度+锚入上部结构长度；其中锚入上部结构的长度符合钢筋的锚固长度要求；除锈处理采用钢丝刷清除钢筋、焊管铁锈；

（六）置入杆体

清孔完毕将锚杆垂直插入孔底，牢固地置于锚孔中央；

（七）压力注浆

置入杆体后进行压力注浆，采用孔底反向注浆的方式，注浆管插入距孔底30cm处，浆液从注浆管向内灌入，气直接排出；注浆结束标准：排出的浆液浓度与灌入的浆液浓度相同，且不含气泡时为止；

注浆材料采用水泥砂浆或细石混凝土，水泥使用普通硅酸盐水泥，砂的含泥量按重量计不大于3%，砂中云母、有机物、硫化物和硫酸盐有害物质的含量按重量计不得大于1%；浆体配制的灰砂比为0.8-1.5，水灰比为0.38-0.5；注浆时注意液面情况，若有下降须进行补注；施工过程中设专人及对锚杆施工区域的地坪积水、灰浆进行清理，做到工完料净场地清；浆体强度检验用试块的数量每30根锚杆不小于一组，每组试块不少于6个；

（八）锚杆验收试验

验收锚杆待锚固体灌浆强度达到设计强度的90％后，进行锚杆验收试验；验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%，且均不得少于5根；验收试验的锚杆随机抽样，当验收锚杆不合格时应按锚杆总数的30%重新抽检； 

（九）质量保证措施

抗浮锚杆钻孔

钻孔前根据设计，定出孔位，作出标记,孔径130mm；

锚杆沿梁轴线方向的孔距误差不大于100mm,垂直梁轴线方向的孔偏位不大于50mm,钻头直径不小于桩孔直径3mm；孔深允许偏差为50 mm；

抗浮锚杆按下列方法进行质量检测：

1）抗浮锚杆采用抗拉试验检测承载力，同一条件下试验数量不少于土钉总数的1%，不少于3根；

2）因本孔斜误差小于3%。

本发明施工方便，能有效缩短工期，降低施工成本，在超大超深地下室抗浮工程中具有较强的推广应用价值。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

一种超大超深地下室工程中抗浮锚杆的施工方法，包括下列步骤：

（一）锚杆基本试验

锚杆正式施工前，首先进行锚杆基本试验；锚杆基本试验的地质条件、锚杆材料和施工工艺与工程锚杆一致；基本试验时最大的试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍；基本试验确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，每种试验锚杆数量均不小于3根，锚杆基本试验采用循环加、卸荷法； 

抗浮锚杆基本试验的方法：

（1）浆体养护时间

养护8～14天，当锚固体强度达到设计强度的 90%，进行基本试验；

（2）试验步骤

A）安装支座及千斤顶

将试验锚杆周围地面找平，清除岩渣、排除积水；在锚杆的两侧各放 2根枕木，枕木与锚杆中心距不小于 1.0m，消除千斤顶反力作用到锚杆周围的岩体中对试验结果的影响；在枕木上放置 4根32b工字钢，锚杆两侧各 2 根，在工字钢上放钢板；千斤顶放在钢板上，其顶部用螺帽拧紧； 

在地面上放置两个对称的三脚架以安装百分表读取上拔位移量，三脚架离锚杆中心不小于 1.0m；百分表安装在螺杆顶端，用磁性表座固定。

B）试验加载方法

锚杆基本试验采用循环加、卸荷法，并符合下列规定：

a．每级荷载施加或卸除完毕后，立即测读变形量；

b．在每次加、卸荷时间内测读锚头位移二次，连续二次测读的变形量：岩石锚杆均小于 0.01mm，砂质土、硬粘性土中锚杆小于 0.1mm 时，施加下一级荷载；加、卸荷等级、测读间隔时间按下表确定。

C）试验终止条件

锚杆试验中出现下列情况之一时可视为破坏，终止加载：

a．锚头位移不收敛，锚固体从岩土层中拔出或锚杆从锚固体中拔出；

b．锚头总位移量超过设计允许值；

c．上层锚杆试验中后一级荷载产生的锚头位移增量，超过上一级荷载位移增量的2倍；

D）试验结果整理

a）绘制荷载位移曲线

试验完成后，应根据试验数据绘制荷载一位移（Q-s）曲线、荷载-弹性位移（Q-se）曲线和荷载-塑性位移（Q-sp）曲线。

b）限荷载选取

锚杆极限承载力基本值取破坏荷载前一级的荷载值；在最大试验荷载作用下未达到规范规定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载值为基本值；当锚杆试验数量为 3 根，各根极限承载力值的最大差值小于 30％时，取最小值作为锚杆的极限承载力标准值；若最大差值超过 30％，增加试验数量，按95％的保证概率计算锚杆极限承载力标准值；

E）试验结果分析

经试验，分析试验数据，各项指标满足设计及规范要求；

（二）测量放孔

根据控制点和锚杆平面布置图进行锚杆测放，并作锚孔孔位放点标记；锚杆定位偏差不大于20㎜；

（三）钻机成孔

在确定锚杆孔位后，用高风压锚杆钻机钻孔，钻机就位时，固定牢固，确保钻机机架的水平度和立轴的垂直度；锚杆孔直径取锚杆直径的3倍，但不小于一倍锚杆直径加50mm；锚杆成孔采用跟管钻进，并且利用空压机产生的高压空气进行排渣；达到设计深度后，继续钻1～2min；锚孔倾斜度不大于5%，钻孔深度超过锚杆设计长度不小于0.5m；

（四）清孔提钻

终孔后利用高压空气清除孔内余渣，直到孔口返出之风，手感无尘屑为止，避免孔内沉渣存在；同时现场工程师及质检员进行孔深及锚孔偏斜度检测，符合要求后进行下道工序施工；

（五）杆体制作

锚杆材料选择螺纹钢筋、预应力钢丝或钢绞线；锚杆下料长度为钻孔长度+锚入上部结构长度；其中锚入上部结构的长度符合钢筋的锚固长度要求；除锈处理采用钢丝刷清除钢筋、焊管铁锈；

（六）置入杆体

清孔完毕将锚杆垂直插入孔底，牢固地置于锚孔中央；

（七）压力注浆

置入杆体后进行压力注浆，采用孔底反向注浆的方式，注浆管插入距孔底30cm处，浆液从注浆管向内灌入，气直接排出；注浆结束标准：排出的浆液浓度与灌入的浆液浓度相同，且不含气泡时为止；

注浆材料采用水泥砂浆或细石混凝土，水泥使用普通硅酸盐水泥，砂的含泥量按重量计不大于3%，砂中云母、有机物、硫化物和硫酸盐有害物质的含量按重量计不得大于1%；浆体配制的灰砂比为0.8-1.5，水灰比为0.38-0.5；注浆时注意液面情况，若有下降须进行补注；施工过程中设专人及对锚杆施工区域的地坪积水、灰浆进行清理，做到工完料净场地清；浆体强度检验用试块的数量每30根锚杆不小于一组，每组试块不少于6个；

（八）锚杆验收试验

验收锚杆待锚固体灌浆强度达到设计强度的90％后，进行锚杆验收试验；验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%，且均不得少于5根；验收试验的锚杆随机抽样，当验收锚杆不合格时应按锚杆总数的30%重新抽检； 

（九）质量保证措施

抗浮锚杆钻孔

钻孔前根据设计，定出孔位，作出标记,孔径130mm；

锚杆沿梁轴线方向的孔距误差不大于100mm,垂直梁轴线方向的孔偏位不大于50mm,钻头直径不小于桩孔直径3mm；孔深允许偏差为50 mm；

抗浮锚杆按下列方法进行质量检测：

1）抗浮锚杆采用抗拉试验检测承载力，同一条件下试验数量不少于土钉总数的1%，不少于3根；

2）因本孔斜误差小于3%。

Claims (1)

1.一种超大超深地下室工程中抗浮锚杆的施工方法，其特征是：包括下列步骤：

（一）锚杆基本试验

锚杆正式施工前，首先进行锚杆基本试验；锚杆基本试验的地质条件、锚杆材料和施工工艺与工程锚杆一致；基本试验时最大的试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍；基本试验确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，每种试验锚杆数量均不小于3根，锚杆基本试验采用循环加、卸荷法； 

抗浮锚杆基本试验的方法：

（1）浆体养护时间

养护8～14天，当锚固体强度达到设计强度的 90%，进行基本试验；

（2）试验步骤

A）安装支座及千斤顶

将试验锚杆周围地面找平，清除岩渣、排除积水；在锚杆的两侧各放 2根枕木，枕木与锚杆中心距不小于 1.0m，消除千斤顶反力作用到锚杆周围的岩体中对试验结果的影响；在枕木上放置 4根32b工字钢，锚杆两侧各 2 根，在工字钢上放钢板；千斤顶放在钢板上，其顶部用螺帽拧紧； 

在地面上放置两个对称的三脚架以安装百分表读取上拔位移量，三脚架离锚杆中心不小于 1.0m；百分表安装在螺杆顶端，用磁性表座固定。

B）试验加载方法

锚杆基本试验采用循环加、卸荷法，并符合下列规定：

a．每级荷载施加或卸除完毕后，立即测读变形量；

b．在每次加、卸荷时间内测读锚头位移二次，连续二次测读的变形量：岩石锚杆均小于 0.01mm，砂质土、硬粘性土中锚杆小于 0.1mm 时，施加下一级荷载；加、卸荷等级、测读间隔时间按下表确定。

C）试验终止条件

锚杆试验中出现下列情况之一时可视为破坏，终止加载：

a．锚头位移不收敛，锚固体从岩土层中拔出或锚杆从锚固体中拔出；

b．锚头总位移量超过设计允许值；

c．上层锚杆试验中后一级荷载产生的锚头位移增量，超过上一级荷载位移增量的2倍；

D）试验结果整理

a）绘制荷载位移曲线

试验完成后，应根据试验数据绘制荷载一位移（Q-s）曲线、荷载-弹性位移（Q-se）曲线和荷载-塑性位移（Q-sp）曲线。

b）限荷载选取

锚杆极限承载力基本值取破坏荷载前一级的荷载值；在最大试验荷载作用下未达到规范规定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载值为基本值；当锚杆试验数量为 3 根，各根极限承载力值的最大差值小于 30％时，取最小值作为锚杆的极限承载力标准值；若最大差值超过 30％，增加试验数量，按95％的保证概率计算锚杆极限承载力标准值；

E）试验结果分析

经试验，分析试验数据，各项指标满足设计及规范要求；

（二）测量放孔

根据控制点和锚杆平面布置图进行锚杆测放，并作锚孔孔位放点标记；锚杆定位偏差不大于20㎜；

（三）钻机成孔

在确定锚杆孔位后，用高风压锚杆钻机钻孔，钻机就位时，固定牢固，确保钻机机架的水平度和立轴的垂直度；锚杆孔直径取锚杆直径的3倍，但不小于一倍锚杆直径加50mm；锚杆成孔采用跟管钻进，并且利用空压机产生的高压空气进行排渣；达到设计深度后，继续钻1～2min；锚孔倾斜度不大于5%，钻孔深度超过锚杆设计长度不小于0.5m；

（四）清孔提钻

终孔后利用高压空气清除孔内余渣，直到孔口返出之风，手感无尘屑为止，避免孔内沉渣存在；同时现场工程师及质检员进行孔深及锚孔偏斜度检测，符合要求后进行下道工序施工；

（五）杆体制作

锚杆材料选择螺纹钢筋、预应力钢丝或钢绞线；锚杆下料长度为钻孔长度+锚入上部结构长度；其中锚入上部结构的长度符合钢筋的锚固长度要求；除锈处理采用钢丝刷清除钢筋、焊管铁锈；

（六）置入杆体

清孔完毕将锚杆垂直插入孔底，牢固地置于锚孔中央；

（七）压力注浆

置入杆体后进行压力注浆，采用孔底反向注浆的方式，注浆管插入距孔底30cm处，浆液从注浆管向内灌入，气直接排出；注浆结束标准：排出的浆液浓度与灌入的浆液浓度相同，且不含气泡时为止；

注浆材料采用水泥砂浆或细石混凝土，水泥使用普通硅酸盐水泥，砂的含泥量按重量计不大于3%，砂中云母、有机物、硫化物和硫酸盐有害物质的含量按重量计不得大于1%；浆体配制的灰砂比为0.8-1.5，水灰比为0.38-0.5；注浆时注意液面情况，若有下降须进行补注；施工过程中设专人及对锚杆施工区域的地坪积水、灰浆进行清理，做到工完料净场地清；浆体强度检验用试块的数量每30根锚杆不小于一组，每组试块不少于6个；

（八）锚杆验收试验

验收锚杆待锚固体灌浆强度达到设计强度的90％后，进行锚杆验收试验；验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%，且均不得少于5根；验收试验的锚杆随机抽样，当验收锚杆不合格时应按锚杆总数的30%重新抽检； 

（九）质量保证措施

抗浮锚杆钻孔

钻孔前根据设计，定出孔位，作出标记,孔径130mm；

锚杆沿梁轴线方向的孔距误差不大于100mm,垂直梁轴线方向的孔偏位不大于50mm,钻头直径不小于桩孔直径3mm；孔深允许偏差为50 mm；

抗浮锚杆按下列方法进行质量检测：

1）抗浮锚杆采用抗拉试验检测承载力，同一条件下试验数量不少于土钉总数的1%，不少于3根；

2）因本孔斜误差小于3%。