富水砂层深基坑拉力分散型锚杆（索）支护施工工法

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1、富水砂层深基坑拉力分散型锚杆（索）支护施工工法　　摘要：针对海南东环铁路美兰机场隧道基坑支护结构的特点，通过对拉力分散型锚杆试验、设计、施工及检测技术进行深入的研究，并在工程应用、技术总结的基础上，编制本施工工法。　　关键词：封层；乳化沥青；操作要点；注意事项　　　　海南东环铁路美兰机场隧道总长4600m，采用明挖顺作法施工。为加快施工进度，研究采用预应力锚索与钢支撑联合运用的混合支撑体系。围护结构采用钻孔灌注桩+桩间旋喷止水帷幕的型式，支撑系统采用2排锚索+1排钢支撑的型式。锚索结构采用单孔复合锚体系，即拉力分散型锚索，并采用2次高压劈裂注浆。　

2、　　　1　工法特点　　　　(1)锚索设计采用1桩1锚，并根据提供拉力值的不同采用2～3个锚固段。　　　　(2)同一排相邻锚索倾角分别为10°和15°向下交错布置，以避免群锚效应。　　　　(3)用土锚代替钢横撑作为侧壁支撑，不但可以大量节省钢材，而且能改善施工条件，提供开阔的施工空间，提高挖土和结构施工的效率和质量。　　　　(4)锚杆施工机械及设备所需的作业空间小，可为各种地形及场地所选用。　　　　(5)拉力分散型锚杆黏结力分布均匀，蠕变变形量小，应力峰值可降低2／3以上，地层强度利用率高。　　　　(6)拉力分散型锚杆抗拔力与锚固长度成比例增长；同等

3、锚固长度。抗拔力可提高30％。　　　　(7)工程造价节约25％以上。　　　　2　适用范围　　　　(1)土层锚杆拉锚式支护结构适用于地质条件较好、有锚固力的地层，且具备设置锚索的地下空间条件。　　　　(2)需要为土方开挖和主体结构施工提供宽阔的空间和良好的条件、以缩短施工工期情况。　　　　(3)合理利用土体强度传递与承受支护桩结构的拉力，尽可能减少内支撑用量。　　　　(4)单束锚固力要求较大，锚固段周边岩土层稳定、完整。　　　　3　工艺原理　　　　土层锚杆是指由锚头、锚筋和锚固体组成，其外端通过后台(腰梁及围檩或挡土桩身等)和锚头与挡土结构连接，另一

4、端锚固在稳定土体中，形成以围护基坑边坡稳定的受拉构件。土层锚杆的传力过程如下：　　　　(1)挡土结构将作用其上的、由土压力等侧压力所形成的推力传递给后台(腰梁及围檩或挡土桩身等)。　　　　(2)经台座将此推力传递给锚头。　　　　(3)再经锚头的锚具将此推力传递给锚杆自由段中的锚筋，使锚筋受拉。　　　　(4)锚筋拉力借助于锚筋与锚固体(水泥结石体)之间的握裹力传递给锚固体。　　　　(5)最后经锚固体的摩阻力将锚杆拉力传递给锚固土层。　　拉力集中型锚杆和拉力分散型锚杆黏结力沿锚固段长度的分布见图1。　　　　4　施工工艺流程及操作要点　　　　4.1施工工

5、艺流程　　土层锚杆施工的工艺流程见图2。　　　　4.2操作要点　　4.2.1桩体开孔　　锚索孔穿过钻孔灌注桩时与钢筋笼钢筋有冲突，要对钢筋笼主筋位置进行调整和加强，开孔位置与调整过的钢筋笼对应。　　4.2.2土层钻孔　　采用湿作业法即压水钻进、全程套管跟进成孔工艺，钻出的土石用水冲刷出孔，工艺要领如下：　　(1)钻孔前，根据设计要求和土层条件，定出孔位，做出标记。　　(2)作业面场地要平坦、坚实、有排水沟，场地宽度>4m。　　(3)钻机就位后，应保持平稳，导杆或立轴与钴杆倾角一致，并在同一轴线上，钻进方向与护壁桩面垂直，遇有个别灌注桩高低参差

6、不齐时，注意调整锚孔位置，防止相互交错。　　　(4)锚杆钻机钻头对准锚位点时，上下、左右角度要反复调整，三0者兼顾，使其符合质量标准要求。　　(5)为防止涌水涌砂现象，孔口采用止水装置。水压力控制在0.15MPa～0.30MPa，注水应保持连续；钻进速度300mm／min～400mm／min为宜。　　(6)每次接钻杆时要上润滑油，先人工认扣，然后用机械上紧；不直接用机械认扣，以免将扣咬坏。　　(7)每节钻杆钻进后在进行接钻前，反复提插内钻杆，并用水冲洗，彻底清孔，至出水清彻后，接下一节钻杆。　　(8)遇有粗砂、砂卵石，在钻杆钻至最后一节时，将内钻杆

7、往下多插一些，以防粗砂、卵石将套管堵塞。　　(9)在钻进过程中，合理掌握钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。一旦发生孔内事故，应争取一切时间尽快处理，并备齐必要的事故打捞工具。　　(10)钻至规定深度后，彻底清孔，用清水把孔底沉渣冲洗干净。直至孔口清水返出。　　(11)钻机、钻具用完后，及时清洗保养。　　钻孔涌水、涌砂的处理措施：①孔口接长套管；②钻孔时采用泥浆护壁，利用泥浆压力平衡地下水压力；③采用套管超前和钻头跟进的办法；④对于压力特别大的孔口，采用插入小管(小管出水口标高高于锚索孔出水口30cm)，周边堵塞的办法，让孔口

8、只流少量的水不涌砂，适当降低水位。　　4.2.3锚杆杆体的组装与蛋放　　(1)制作锚杆的钢绞线使用前，先进行拉伸破坏试验，