淺談套管跟進成孔預應力錨桿施工技術要點

陳 超 夏劍毅

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

淺談套管跟進成孔預應力錨桿施工技術要點

陳 超 夏劍毅

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

預應力錨桿施工質量在深基坑支護中起著尤為關鍵的作用，分析了套管跟進預應力錨桿施工的工藝流程、操作要點、質量控制、安全控制、環保措施，對效益應用情況進行了分析，可以為同類工程提供借鑒。

預應力錨桿；套管跟進；工藝流程；操作要點；質量控制；安全控制；環保措施；效益分析

預應力錨桿施工質量在深基坑支護中起著尤為關鍵的作用。保證錨桿施工質量是一項相當重要的技術難題。特別在地下水位相當高、地質情況復雜、地質條件相對較差、易流沙和易坍塌地層地質條件下的預應力錨桿施工，采用普通錨桿鉆機螺旋鉆進直接成孔施工質量得不到保證，采用預應力錨桿施工全套管跟進成孔的施工做法能很好地保證錨桿施工質量和深基坑支護的安全。

1 工藝原理

預應力錨桿套管跟進成孔施工方法是錨桿鉆機成孔采用外套管先打進，然后用接有高壓水泵的內鉆桿將套管內土體通過機器鉆進壓力和水壓力將土體稀釋成泥漿并且排出孔外的方法成孔。成孔施工結束后拔出內鉆桿,進行第一次常壓注漿。第一次常壓注漿結束后,在套管內進行鋼絞線下放，然后進行一次高壓注漿、拔出外套管，最后進行劈裂注漿、錨桿張拉鎖定、錨桿試驗等工序。拔出外套管后即可進行下一根錨桿施工。

2 施工工藝流程

施工準備→測量放線、定孔位→鉆機就位→開孔鉆進→一次常壓注漿→下錨索→一次高壓注漿→二次劈裂注漿→養護至張拉強度→張拉、鎖定。

3 施工操作要點

3.1 施工準備

1）土方開挖:錨桿施工緊接基坑土方開挖進行，基坑土方采取分層、分段跳倉開挖。此段錨桿施工時前后預留一段土堆保持基坑邊坡穩定，待此段錨桿施工張拉完后再進行前后段土方開挖和錨桿施工。

2）平整場地、留置工作面:當土方分層開挖至錨桿孔位下0.5 m高程時，平整此段開挖面場地，從而保證鉆機正常就位調整角度進行錨桿施工；根據鉆機的工作特點，鉆機的工作面寬度不小于7 m，施工時設置一臺鉆機施鉆操作面。

3）接水源、電源、設置沉淀池:鉆機施工用水使用自來水,用100 mm水管分兩個Φ50mir閥門通向基坑；因施工時用水量大，因此，正式鉆進前，須于基坑內設置好排水溝，并于基坑中沿基坑方向每約30 m設置一個泥漿沉淀池。電纜線路采用“三相五線”接線方式，架設在專用電桿上。

3.2 測量放線定孔位，調鉆機找方位

鉆機鉆孔開鉆前,根據設計要求和土層條件，定出孔位，作出標志，并按預應力錨桿設計角度鉆進。

3.3 鉆孔

以上工作準備完成后即可移動鉆機就位，進行鉆孔作業。錨桿鉆機成孔采用外套管先打進，套管跟進成孔鉆機通過鉆機配置的前回轉動力驅動跟進套管，鉆機一次驅動的一節套管長度一般為3 m，一節套管驅動進入后通過套管上的套絲擰緊，連續驅動每節套管進入；用接有高壓水泵的內鉆桿將套管內土體通過機器鉆進壓力和水壓力，把土體稀釋成泥漿并且排出孔外;成孔至設計擴大頭深度時，外套管停止跟進，啟動擴孔設置擴孔器自動張開進行擴孔，反復沖擊，形成擴大頭錨桿，以保證錨桿的張拉作用。

3.4 錨桿制作與下放

錨桿采用7束Φ5鋼絞線制作，先用切割機將鋼絞線原材切割成等長度(長度為設計長度加1.5 m)，每根鋼鉸線誤差小于50 mm，在平坦無泥的加工場地加工。每束鋼絞線自由段用PVC管套住，PVC管接頭和兩端用透明膠布纏緊裹嚴密，從而保證自由段不沾水泥漿液。二次注漿管從定位器中間穿入并沿鋼絞線布置固定。錨桿加工檢驗合格后，方可下放。桿體放人孔內后，外露張拉長度不小于1.0 m(以樁外邊為準)，以便千斤頂的安裝和試驗張拉。

3.5 注漿

為了提高錨桿受力，一次注漿與二次注漿都使用純水泥漿，水灰比為0.5（攪漿用水為自來水），水泥為425#普通硅酸鹽水泥。

1）一次注漿

一次注漿分為一次常壓注漿和一次高壓注漿兩次進行。

一次常壓注漿:每個孔成孔施工結束后拔出內鉆桿，用高壓水沖洗鉆孔，即可進行錨桿一次注漿。將Φ25的塑料注漿管插入距孔底100～200 mm進行第一次注漿。由于注人的水泥漿較孔內殘留的泥漿、清水比重大，故能將泥漿、清水置換出來。由孔底開始注漿,當孔口冒出的水泥漿與新漿相同時，再繼續注漿2 min即可。

一次高壓注漿:第一次常壓注漿結束后，按設計要求沿套管把鋼絞線放入孔內,然后撥出一節套管，在管內注滿水泥漿，并在管口加蓋高壓注漿帽，繼續注漿。管內水泥漿在高壓作用下，向錨固段土壤擴散，滲透壓縮周邊土體，穩定2 min后卸管，再撥出一節套管，并繼續上述過程，直至撥管至自由段時停止注漿，繼續拔管至完成。拔管后應注意檢查錨桿桿體是否正確。

2）二次劈裂注漿

二次注漿為劈裂注漿，注漿壓力宜控制在2.5～5.0 MPa，注漿時間根據注漿工藝試驗確定，當一次注漿錨固體強度達到5 MPa后進行。其目的是再次向錨固區段注漿，使第一次注漿體被劈裂，漿液在高壓下被壓人孔內壁的土體中，使錨桿能牢固地錨在巖土中。壓漿管為膠管，在制作鋼絞線時就綁扎在鋼絞線中的定位架線環中。施工中為了使二次注漿達到設計的效果，在—次注漿中必須將錨固段完全注滿漿。

3.6 張拉鎖定

錨桿固體的強度大于20 MPa，達到設計強度80%時，可進行錨桿張拉鎖定。張拉采用油壓式張拉機和千斤頂進行整體張拉；張拉前先將10 mm厚鋼墊板放好，與腰梁槽鋼簡單焊接，以保證張拉過程中鋼墊板不移位。錨桿宜張拉至設計荷載的1.05～1.1倍，待額定壓力穩定后按設計要求鎖定。

3.7 工程監測

為確保基坑及周圍現有建筑物的安全，須加強對基坑邊坡和周圍現有建筑物的位移與沉降監測。為掌握錨桿在實際工作中的受力狀態，檢驗錨桿的施工質量,在錨桿端部設置錨桿測力計，來掌握錨桿的受力情況，進行信息化施工。

4 質量控制

1）建立一套完整的質量保證體系，健全質量管理網絡，嚴格質量管理“三檢制”，層層把關，責任到人，使得各個環節有機結合，高效運作。

2）錨孔鉆孔施工前準確測量定位，作出標志，用坡度測量儀按錨桿設計角度調整好鉆機鉆孔角度。鉆孔施工采用往返循環跳打的方式，鉆孔深度超過錨桿設計長度應不小于0.5 m，錨孔水平定位偏差不宜大于20 mm，錨孔水平方向孔距垂直方向允許偏差不宜大于100 mm,錨孔偏斜度不應大于5%。

3）嚴格按相關規范和設計計算要求控制水泥漿配合比、注漿量和注漿壓力，作好計量和相關記錄工作。

4）錨桿張拉采用往返循環張拉的方式進行，避免張拉時相近錨桿相互影響,預張拉應力分級施加，嚴格按設計荷載要求進行張拉鎖定。

5 安全控制

1）建立完善的施工安全保證體系,認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，加強施工作業中的安全檢查，確保作業標準化、規范化。執行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。

2）施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規范》的有關規范規定執行。

3）電纜線路采用“三相五線”接線方式，電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場內架設的電力線路的懸掛高度和線間距除按安全規定要求進行外，還應將其布置在專用電桿上。配電柜、配電箱前要有絕緣墊，并安裝漏電保護裝置。

4）施工現場按符合防火、防風、防雷、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置，并設置各種安全標志。

6 環保措施

1）將施工場地和作業區進行合理布置，做到標牌清楚、齊全，各種標設醒目，施工場地整潔文明。

2）設立專用排漿溝、集漿坑、沉淀池，對廢漿、污水進行集中處理，防止施工泥漿亂流。

3）定期清運沉淀泥砂，做好泥砂、棄渣及其他工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按環境衛生指標進行處理達標外，還按當地環保要求的指定地點排放。

7 效益分析

錨桿施工采用套管跟進成孔方法與普通鉆機螺旋鉆進直接成孔方法相比，能較好地解決在流沙和易坍塌地層地質條件下錨桿施工的技術難題，成孔速度快，一般成孔時間為2 h(鉆孔30 m深)，大大降低了施工難度；不會造成塌孔，錨桿施工一次驗收張拉合格率能達到100%，保證錨桿施工質量；不會因錨桿施工質量不合格造成返工，確保工程工期按計劃進行；能減免錨桿施工塌孔引起的地面沉降,確保基坑周圍建筑物的安全。套管跟進成孔預應力錨桿施工技術可使深基坑施工全過程處于安全、穩定、優質的可控狀態，具有良好的社會效益和經濟效益。