中冶地勘岩土工程有限责任公司 河北廊坊 065201
摘要：近几年来，随着我国工程建设技术的发展，对于各种地质条件下的深基坑支护中，预应力锚杆施工技术起到尤为突出重要的作用。本文结合北京市通州区永顺西街住宅小区项目局部基坑支护结构围护墙的支撑形式-全套管跟进成孔锚杆的现场施工情况，介绍全套管的施工工艺及其质量标准要点，以期望为相关人员提供一些有益的帮助。
关键词：全套管跟进锚杆成孔 施工工艺 质量标准
1前言
本项目原设计采用的是灌注桩与锚杆+双轴搅拌止水帷幕+降水井的基坑支护形式，但在施工过程中遇到征地问题干扰，导致局部设计进行调整，拟建建筑楼体的外墙皮与既有建筑墙体水平距离只有为2米多，长度为48米。此段施工难度较大，为保证既有墙体不被破坏、基坑支护安全及给予结构施工留下可施工操作空间，特别是此段调整施工是在地下水位以下作业，水量较大，普通锚杆工艺施工成孔难度较大，塌孔率较高，效果不是很好。因此基坑支护结构围护墙的锚索施工由普通的锚杆成孔调整为全套管跟进锚杆成孔，考虑到北京城市地区对地下水控制比较严格，降水施工将会逐步被取消，以后该地区全帷幕+全套管跟进锚杆成孔基坑截水支护形式将来必会是发展的一个趋势，特此针对全套管跟进锚杆成孔做一下技术浅析。
2 项目情况
2.1工程概况
通州区永顺西街住宅小区项目位于北京市通州区永顺西路南侧，通惠北路东侧，滨惠北街北侧。拟建建筑物包括6栋住宅楼、1栋配套商业、2栋配套用房，通过地下车库连接为一整体。拟建建筑物采用筏式和柱筏式基础，±0.000=25.300m，天然地面24.80～26.30m，施工前拟将地坪平整至24.40m，基坑开挖深度约15.72m。
2.2场区工程地质、水文地质条件
勘察在50.0m深度范围内，钻孔所揭露的地层除上部为杂填土之外，主要以第四系全新统冲洪积层为主，地基土从上至下共划分10层，分别为：
第①层杂填土（Q4ml）：褐灰色，稍湿，松散，砖块、石子、砂石为主，层厚0.60-3.20m，层底标高22.00~25.20m。工程性质差。
第②层重粉质粘土（Q4al+pl）：褐黄色，可塑，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，含云母、氧化铁，局部变相为粉质粘土、粘土。层厚0.70~7.00m，层底标高17.00~24.00m。
第②1层粘质粉土（Q4al+pl）：褐黄色，密实，湿，摇震反应中等，无光泽，干强度低，韧性低，局部变相为砂质粉土，以透镜体形式存在。层厚0.60~3.40m，层底标高16.20~22.90m。
第③层重粉质粘土（Q4al+pl）：褐黄色，可塑，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，含云母、氧化铁，局部变相为粉质粘土、粘土。层厚1.30~5.40m，层底标高12.80~17.00m。
第③1层粘质粉土（Q4al+pl）：褐灰色，密实，湿，摇震反应中等，无光泽，干强度低，韧性低，局部变相为砂质粉土，以透镜体形式存在。层厚0.50~4.50m，层底标高11.60~14.50m。
第④层细砂（Q4al+pl）：褐灰色，中密，饱和，主要由云母、长石、石英组成，局部含薄层中砂。层厚3.10~12.40m，层底标高1.60~10.40m。
第⑤层粘土（Q4al+pl）：褐黄色，可塑，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，含云母、氧化铁，局部变相为重粉质粘土、粉质粘土，局部夹薄层粉土。层厚0.20~6.90m，层底标高-3.70~3.60m。
第⑥层中砂（Q4al+pl）：褐灰色，密实，饱和，主要由云母、长石、石英组成，局部夹薄层细砂。层厚0.50~9.30m，层底标高-6.70~0.60m。
第⑦层粘土（Q4al+pl）：灰色，可塑，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，含云母、氧化铁，局部变相为重粉质粘土、粉质粘土，局部夹薄层粉土。层厚1.20~3.80m，层底标高-9.00~-4.80m。
第⑧层中砂（Q4al+pl）：灰色，密实，饱和，主要由云母、长石、石英组成，局部夹薄层细砂。层厚1.00~9.60m，层底标高-17.80~-8.80m。
第⑨层粘土（Q4al+pl）：灰色，可塑，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，含云母、氧化铁，局部变相为重粉质粘土、粉质粘土，局部夹薄层粉土。层厚1.10~5.30m，层底标高-19.80~-14.30m。
第⑩层中砂（Q4al+pl）：灰色，密实，饱和，主要由云母、长石、石英组成，局部夹薄层细砂。勘察未揭穿本层，揭露最大厚度为8.20m。
本次勘察测到三层地下水，主要含水层为第②层粉质粘土、第④层细砂、第⑥层中砂。勘察期间实测稳定水位埋深及标高见下表。
勘察期间实测稳定水位（水头）埋深及标高表
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根据已有的水文地质调查资料，本地区历史最高地下水位可达地表（标高24.80m）；近10年最高水位约在地表下2.0m左右，抗浮设防水位按历史最高水位标高24.80m参考，另外可向有关的单位进行专门的抗浮水位咨询。
本次勘察分别对39#、68#、88#钻孔采取水样，并对其分析的结果显示地下水化学类型为HCO3-- SO42-- Ca2+ -Mg2+型水。根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）规定，本场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，在干湿交替条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，长期浸水对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。
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二道锚杆锁定在双25b工字钢上，第三道、第四道、第五道锚杆锁在双28b工字钢上，该工字钢腰梁基坑回填时不能拆除，外加一块300mm*200mm*20mm钢垫板。
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⑥基坑顶部做好地面硬化工作，确保地面雨水的排放，不倒灌基坑。
⑦特殊要求
（1）为保证坡体的安全稳定，距坑边严禁堆放钢筋等杂物。
（2）土方开挖要与护坡相协调，做到“挖一步，护一步”，严禁超挖。
（3）现场施工时应对阳角进行抹平处理，阳角处锚杆应适当加长，锚杆角度可根据实际情况适当调整，以利于边坡稳定。
2.4.3全套管跟进成孔锚杆施工工艺
1、施工工艺流程见下图：
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（1）边坡开挖与修整
首先按设计要求由测量人员放出基坑开挖边线，并应有专人验线并作预检记录。边坡采用机械分层分段开挖，然后采用人工修整场地，预留孔位下0.6m，经专人检查合格后进入下道工序。考虑到水位以下施工，再加上成孔过程中使用水量也比较大，在坑底边挖出一条排水沟，并及时将水排出场外。
（2）定位放线
由现场技术人员按设计要求放线，然后经专人复核每排锚索的水平标高，做好施工记录，经甲方及监理确认后进行施工。
（3）钻机就位
钻机移动就位，对钻机进行位置平衡调整，确保在施工中不会因晃动影响成孔质量。对准孔位，按照设计图纸要求角度，使用仪器进行调整，下倾角15°，角度偏差±1°。
（4）锚杆成孔施工、清孔
成孔过程是采用外套管先打进，套管逐节跟进的方式成孔，套管连接是采用丝扣连接，确保丝扣连接时有足够的强度，避免施工中因脱丝影响成孔质量。成孔过程中采取边钻进边用连接高压水泵的内钻管将套管内的土体冲刷稀释，最终将土体稀释成泥浆液形态排除孔外。一般钻孔实际深度要超过设计深度0.5m左右。待成孔结束后，，对钻孔进行清孔处理，拔出内套管，确保设计的钻孔深度范围内的土体基本清除孔外。施工过程中同时注意控制倾角。成孔后对孔深、倾角进行检查验收，做好施工记录及隐蔽工程检查记录，请监理验收合格后进入下道工序。当成孔过程中遇不明障碍物时，在未查明其性质前不得钻进。
（5）锚杆制作及下入
做锚杆之前应对钢绞线进行复验，合格后方可使用。锚索根据设计要求采用上面三道采用3束，下面两道采用4束7根φ5的钢绞线组成，每2m 做一组定位支架，以保证锚索顺直，切割长度要比设计长1.5m，以便千斤顶的安装和试验张拉。钢绞线的顶部使用扎丝与导向帽进行绑扎或机械连接，导向帽采用长15cmφ48钢圆锥管。在钢绞线加工过程中，在定位支架旁边和中间分别固定放置一根φ25塑料注浆管，分别作为一次注浆和二次劈裂注浆使用，长度与钻孔深度相同，距孔底200～300mm。二次注浆注浆管在锚固段范围内每隔1.5m在管的四周开4-5个小孔作为注浆的注浆孔，孔径要稍大一些，保证水泥浆液能够顺利喷出即可。二次注浆注浆孔及注浆管端部都用胶带密封防止第一次注浆时管中进入水泥浆或其他杂物影响二次注浆效果。对加工后的钢绞线进行检验，合格后下放至钻孔内，下入前做隐蔽工程检查记录。
（5）注浆
为提高锚杆受力强度，两次注浆均水泥采用纯水泥浆，水泥使用P·O 42.5，水灰比0.50，搅拌水为自来水。浆液搅拌必须严格按配比进行，不得随意改变，水泥应不含杂质，不用过期或受潮水泥。
一次注浆：一次注浆采用一次常压注浆和一次高压注浆，待锚杆下入孔底后先进行一次常压注浆，待孔口返冒出浆液即可将钻孔内外套管逐一拔出，每拔出一节时间隔一分钟，注浆应慢速连续，边注浆边拔管，使浆液扩散至周边土体中去，防止孔壁坍塌作用。待外套管全部拔出后，用高压泵开始进行一次高压注浆，注浆压力为0.5-1.5MPa。孔口设置止浆塞及排气管，锚索注浆过程中，沿着该管注浆，不能取出。管内泥浆液在压力的作用下与周边土体充分渗透，直至钻孔内的水及杂质被完全置换出孔口，孔口流出水泥浓浆为止即可停止第一次注浆。
二次劈裂注浆：通过已安置的二次注浆管进行二次劈裂注浆，二次劈裂注浆在一次注浆体达到5MPa后进行。注浆压力达到1.5～2Mpa。其目的就是将第一次注浆劈裂，通过二次注浆将浆液渗透到土体和裂缝中，通过这种方法增加锚杆所在的锚固段摩阻力。
（6）锚杆张拉锁定
锚杆张拉前，应对张拉设备进行标定。锚固体强度大于15.0MPa或达到设计强度的75%时，方可进行张拉。张拉之前，应对钢腰梁与护坡桩接触面进行修平处理，通过斜垫块使锚杆与钢腰梁工字钢成处理成正交状态。锚索正式张拉时应取0.1～0.2设计轴向拉力值Ｎl，对锚索预张拉1～2次，使其各部位的接触紧密，杆体完全平直。张拉采用油压式张拉机和千斤顶进行整体张拉。预应力张拉荷载分级及观测时间应遵守规范要求。张拉至设计预应力荷载值进行锁定。锚杆张拉应考虑临近锚杆的相互影响，应按隔根张拉的顺序进行。锚杆均为预应力锚杆，应在不同的部位做锚杆验收试验，以验证锚杆设计的可靠性。
2、质量标准
主控项目
（1）锚杆长度：±30mm；
（2）锚杆拉力：设计要求；
一般项目
（1）孔位允许偏差±100mm；
（2）钻孔倾斜度：±5%度；
（3）浆体强度：设计要求；
（4）注浆量：大于理论计算量；
（5）孔径允许偏差≥设计直径；
（6）孔深大于土钉设计长度0.5m；
（7）原材进场必须出具合格证，复检合格后的材料，方可进入工地使用。
3、结束语
锚杆张拉和锁定记录1
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锚杆张拉和锁定记录2
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锚杆张拉和锁定记录3
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锚杆张拉和锁定记录4
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锚杆张拉和锁定记录5
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现场通过锚杆张拉的验收试验，都满足设计要求，截止目前基坑边坡也处在稳定状态，现场已进行底板浇筑工作。本篇文章对北京市通州区永顺西街住宅小区项目局部剖面全套管跟进成孔锚杆施工方法进行浅析论述，该方法受地质变化影响小，操作简单，效率高，在深基坑中能够做到安全、可靠，尤其是水下作业施工，不会造成塌孔。希望与同行共同分享，并在今后有类似特殊情况下的施工现场，提供可参考的一种锚杆成孔施工工艺。
参考文献：
[1]锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2015；
[2]建筑边坡工程技术规范JGJ94-2008；
[3]基坑支护技术规程JGJ120-2012。