2006年12月第35卷 增刊施 工 技 术
CONSTRUCTIONTECHNOLOGY
71
锚杆二次高压劈裂注浆施工
郭宪义,杨春爱
1
2
(11河南建达工程建设监理公司,河南郑州450002;21河南省建设监理协会,河南郑州450003)
[摘要]当采用二次高压劈裂注浆法施工时,规范上规定的浆液水灰比常常不容易达到要求,结合具体工程的实例,针对永久性锚杆的浆液配合比、二次高压劈裂注浆套管及密封装置等问题提出了一些具体做法和建议。[关键词]锚杆;水灰比;高压劈裂注浆;密封装置[中图分类号]
[文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2006)S2-0071-02
ConstructionofTwiceHighPressureSplittingGroutingofAnchorRod
GUOXian-yi,YANGChun-ai
1
2
(11HepnanJiandaEngineeringConstructionSupervisionCo.,Zhengzhou,Hepnan 450002,China;
21HepnanConstructionSupervisionAssociation,Zhengzhou,Hepnan 450003,China)
Abstract:Whenusingtwicehighpressuresplittinggroutingtechnologyinanchorrodconstruction,thewatercementration
givedbythecodeoftenisnotsatisfiedthedemands.Combiningapracticalproject,authorspresentsomespecificmethodsandsuggestionsonthetwicehighpressuresplittinggrouting,suchasmixratioofgrout,casingtubeandsealingarrange-ment,etc.
Keywords:anchorrod;watercementratio;highpressuresplittinggrouting;sealingarrangement
河南省体育中心体育场设有2个跨度为273m的网架罩篷,每个罩篷两端均落在一个巨大的箱形拱脚基础之上。由于网架罩篷产生的水平力很大,设计上主要采用每个箱体设3排共36根29m长的永久性锚杆来提供水平抵抗力。锚杆施工质量的好坏将直接影响拱脚基础的稳定,进而影响整个工程的安全稳定性。因此,必须对锚杆的施工过程重点加以控制。1 基本概况1.1 施工基本参数
1)锚杆 孔径150mm,自由长度5m,锚固长度24m;倾角15b,总长29m。二次劈裂注浆,水泥强度等级为4215,水灰比014~015,水泥用量\90kg/m。
2)锚索 采用5束7
3)标高 第1排-3155m,第2排-6105m,第3排-8155m。
4)水平间距 3600mm。1.2 地质情况
本场地所在地貌单元属黄河冲积单元,根据勘察报告提供的岩土特征为:①黄河近期泛滥沉积形成的褐~褐黄色的粉土和粉质粘土层,底板埋深1015m左右;②静水相和缓流水相沉积形成的灰~灰黑色的粉[收稿日期]2006-10-12
[作者简介]郭宪义(1964)),男,河南郑州人,河南建达工程建设监理公司副总工程师,注册监理工程师,注册一级建造师,97号 ,电话:(2
黄色粉土、粉细砂层;④褐黄色~褐红色的粉质粘土和粉土层,底板埋深约5610m。1.3 场地标高及水文地质条件
场地设计标高约-210m,勘察所揭露的地下水类型为潜水,地下水稳定水位在自然地表下315m左右。2 施工准备阶段
1)施工方案中的施工工序及各项技术参数是否符合规范要求,或符合经试验确认的施工参数;基坑的降水、开挖、支护方案是否已批准,特别是土方开挖,每层开挖的标高应能保证锚杆正常施工。
2)应对施工现场的各种管线进行提前了解,防止在施工中将其损坏;摸清现场供水、供电能力,能否保证正常施工;规范要求最上一层锚杆锚固体以上的覆土厚度应有4~5m,本工程的覆土最薄处只有1155m,所以施工前应提前在覆土厚度不够的范围内进行覆土,注意覆土要压实不应虚铺,否则,将不起任何作用。
3)检查钻管直径和长度是否满足施工要求,锚杆施工机械及其配套设备能否正常运转,在施工前应调试,设备主要有:锚杆钻机、注浆泵、切割机、电焊机、搅
72施工技术2006增刊
拌机,必要时还应有吊车帮助锚杆机移位。所用压力表要进行标定,提供合格的标定证书。
4)对制浆的操作方法和计量的准确性等提前检查,保证所需浆液的配合比符合施工要求并质量稳定。
5)材料进场准备工作 水泥、钢绞线应经复试合格,锚具应进行外观检查、硬度检验、静载锚固性能试验。
6)做好测量放线工作,按设计及土层定出孔位并做好标记。
7)锚索的制作 本工程锚索采用钢绞线,钢绞线应除油污、除锈,排列要均布、平直,沿杆体轴线方向每隔1.5m设置一个隔离架以保证保护层厚度,排气管及二次注浆管应捆扎牢固。二次注浆管应在锚固段每隔1.5m左右开一出浆孔,注意靠近底部开孔应较大或较多,并用透明胶带将底部端口和开孔封闭,避免注浆管在一次注浆时进入浆液,导致二次注浆无法进行。同时保证最下部开孔能够最先被冲开,并依次由下至上逐步被冲开。二次注浆管距孔底100mm。自由段5束钢绞线分别涂上润滑油并采用波纹管套装,然后在波纹管上涂上润滑油,最后用塑料护套管二次包裹,与锚固段钢绞线相交处的塑料护套管应密封,并用铅丝绑扎牢固,钢绞线束底部可用短塑料管护套包裹,防止钢绞线束在安放时不顺利。上述工作完毕后,应放在不受雨淋的地方等待使用。3 施工阶段3.1 锚杆施工工艺
准备→移机就位→安钻管、反复提钻管、钻进至设计深度→冲洗钻孔→安放锚索→拔出钻管→一次注浆→二次高压劈裂注浆。
对于移机就位至拔出钻管各施工工序只要按规范规定施工即可,此处不再赘述。3.2 一次注浆
一次注浆的压力可不加以限制,只要孔口溢出浆液,即暂停注浆,然后将孔口封闭,稳压1min左右,即可结束注浆。正常情况下一次注浆水泥用量为26~28袋,多时可达36袋,注浆压力为015MPa左右,注浆时间一般为20min~1h,特殊情况下可达1h45min。3.3 二次高压劈裂注浆
二次高压劈裂注浆应在一次注浆形成的水泥结石体强度达到510MPa(4~6h)时进行,注浆压力015~115MPa,最高达到210MPa;注浆时间一般为20min至1h;本工程正常时水泥用量17~23袋,少时11袋,多时60袋。二次注浆压力与二次注浆的时间有一定关系,比如:一次注浆历时1h45min,一次注浆结束到二
,压力达到8~210;一次注浆
结束到二次注浆开始历时3~6h压力一般为015~115MPa,个别5h达到210MPa;可是一旦二次注浆压力大于115MPa时,一般要比015~115MPa的水泥用量要少3~9袋。二次注浆锚索结构如图1所示。
图1 二次高压注浆锚索结构示意
4 几点体会
4.1 关于水灰比的问题
规范规定:注浆材料宜选用水灰比014~015的纯水泥浆,这主要是从保证锚固体的强度方面来讲的,对于一次注浆锚杆很有必要。通过实体取样,当采用水泥为4215,水灰比为017~018,锚固体强度也是完全可以满足大于20MPa的要求。因此,从施工方便的角度来讲,如果采用二次高压劈裂注浆施工方法时,至少二次高压劈裂注浆所用浆液的水灰比应在017以上,否则很难进行下去。
4.2 关于二次高压劈裂注浆的密封装置问题
规范规定:编排钢绞线或高强钢丝时,应同时安放注浆套管和止浆密封装置。从设置止浆密封装置的目的来看,是在二次高压劈裂注浆时,密封装置象一个塞子,使浆液不能很轻易地跑出来,有利于锚固体形成连续球体。但本工程设计自由段长度为5m,因此,该密封装置设在自由段与锚固段的分界处与设在洞口处差别不是很大,但在洞口进行设置则是更容易操作,本工程就是在洞口采用水泥袋进行密封的,效果也很好。如果自由段长度大于5m或更长时,在自由段与锚固段的分界处设置止浆密封装置则是比较合理的。4.3 关于二次劈裂注浆的施工方法
在二次高压劈裂注浆时,规范规定设置注浆套管。本工程则采用了在制作锚索时,将二次注浆管与钢绞线捆在一起,安放锚索时一同放入,二次高压劈裂注浆时直接利用的方法。又由于二次注浆管下端开的孔大和存在液面高度差下部压力大的缘故,下部开孔容易首先被浆液冲开,保证了由下至上开孔依次被打开的要求和各个开孔处形成截面扩大的效果(就本工程土质,并未形成理想的球体),这样做的好处是不但可以达到施工的目的,而且施工时又特别方便。
2006年12月第35卷 增刊施 工 技 术
CONSTRUCTIONTECHNOLOGY
71
锚杆二次高压劈裂注浆施工
郭宪义,杨春爱
1
2
(11河南建达工程建设监理公司,河南郑州450002;21河南省建设监理协会,河南郑州450003)
[摘要]当采用二次高压劈裂注浆法施工时,规范上规定的浆液水灰比常常不容易达到要求,结合具体工程的实例,针对永久性锚杆的浆液配合比、二次高压劈裂注浆套管及密封装置等问题提出了一些具体做法和建议。[关键词]锚杆;水灰比;高压劈裂注浆;密封装置[中图分类号]
[文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2006)S2-0071-02
ConstructionofTwiceHighPressureSplittingGroutingofAnchorRod
GUOXian-yi,YANGChun-ai
1
2
(11HepnanJiandaEngineeringConstructionSupervisionCo.,Zhengzhou,Hepnan 450002,China;
21HepnanConstructionSupervisionAssociation,Zhengzhou,Hepnan 450003,China)
Abstract:Whenusingtwicehighpressuresplittinggroutingtechnologyinanchorrodconstruction,thewatercementration
givedbythecodeoftenisnotsatisfiedthedemands.Combiningapracticalproject,authorspresentsomespecificmethodsandsuggestionsonthetwicehighpressuresplittinggrouting,suchasmixratioofgrout,casingtubeandsealingarrange-ment,etc.
Keywords:anchorrod;watercementratio;highpressuresplittinggrouting;sealingarrangement
河南省体育中心体育场设有2个跨度为273m的网架罩篷,每个罩篷两端均落在一个巨大的箱形拱脚基础之上。由于网架罩篷产生的水平力很大,设计上主要采用每个箱体设3排共36根29m长的永久性锚杆来提供水平抵抗力。锚杆施工质量的好坏将直接影响拱脚基础的稳定,进而影响整个工程的安全稳定性。因此,必须对锚杆的施工过程重点加以控制。1 基本概况1.1 施工基本参数
1)锚杆 孔径150mm,自由长度5m,锚固长度24m;倾角15b,总长29m。二次劈裂注浆,水泥强度等级为4215,水灰比014~015,水泥用量\90kg/m。
2)锚索 采用5束7
3)标高 第1排-3155m,第2排-6105m,第3排-8155m。
4)水平间距 3600mm。1.2 地质情况
本场地所在地貌单元属黄河冲积单元,根据勘察报告提供的岩土特征为:①黄河近期泛滥沉积形成的褐~褐黄色的粉土和粉质粘土层,底板埋深1015m左右;②静水相和缓流水相沉积形成的灰~灰黑色的粉[收稿日期]2006-10-12
[作者简介]郭宪义(1964)),男,河南郑州人,河南建达工程建设监理公司副总工程师,注册监理工程师,注册一级建造师,97号 ,电话:(2
黄色粉土、粉细砂层;④褐黄色~褐红色的粉质粘土和粉土层,底板埋深约5610m。1.3 场地标高及水文地质条件
场地设计标高约-210m,勘察所揭露的地下水类型为潜水,地下水稳定水位在自然地表下315m左右。2 施工准备阶段
1)施工方案中的施工工序及各项技术参数是否符合规范要求,或符合经试验确认的施工参数;基坑的降水、开挖、支护方案是否已批准,特别是土方开挖,每层开挖的标高应能保证锚杆正常施工。
2)应对施工现场的各种管线进行提前了解,防止在施工中将其损坏;摸清现场供水、供电能力,能否保证正常施工;规范要求最上一层锚杆锚固体以上的覆土厚度应有4~5m,本工程的覆土最薄处只有1155m,所以施工前应提前在覆土厚度不够的范围内进行覆土,注意覆土要压实不应虚铺,否则,将不起任何作用。
3)检查钻管直径和长度是否满足施工要求,锚杆施工机械及其配套设备能否正常运转,在施工前应调试,设备主要有:锚杆钻机、注浆泵、切割机、电焊机、搅
72施工技术2006增刊
拌机,必要时还应有吊车帮助锚杆机移位。所用压力表要进行标定,提供合格的标定证书。
4)对制浆的操作方法和计量的准确性等提前检查,保证所需浆液的配合比符合施工要求并质量稳定。
5)材料进场准备工作 水泥、钢绞线应经复试合格,锚具应进行外观检查、硬度检验、静载锚固性能试验。
6)做好测量放线工作,按设计及土层定出孔位并做好标记。
7)锚索的制作 本工程锚索采用钢绞线,钢绞线应除油污、除锈,排列要均布、平直,沿杆体轴线方向每隔1.5m设置一个隔离架以保证保护层厚度,排气管及二次注浆管应捆扎牢固。二次注浆管应在锚固段每隔1.5m左右开一出浆孔,注意靠近底部开孔应较大或较多,并用透明胶带将底部端口和开孔封闭,避免注浆管在一次注浆时进入浆液,导致二次注浆无法进行。同时保证最下部开孔能够最先被冲开,并依次由下至上逐步被冲开。二次注浆管距孔底100mm。自由段5束钢绞线分别涂上润滑油并采用波纹管套装,然后在波纹管上涂上润滑油,最后用塑料护套管二次包裹,与锚固段钢绞线相交处的塑料护套管应密封,并用铅丝绑扎牢固,钢绞线束底部可用短塑料管护套包裹,防止钢绞线束在安放时不顺利。上述工作完毕后,应放在不受雨淋的地方等待使用。3 施工阶段3.1 锚杆施工工艺
准备→移机就位→安钻管、反复提钻管、钻进至设计深度→冲洗钻孔→安放锚索→拔出钻管→一次注浆→二次高压劈裂注浆。
对于移机就位至拔出钻管各施工工序只要按规范规定施工即可,此处不再赘述。3.2 一次注浆
一次注浆的压力可不加以限制,只要孔口溢出浆液,即暂停注浆,然后将孔口封闭,稳压1min左右,即可结束注浆。正常情况下一次注浆水泥用量为26~28袋,多时可达36袋,注浆压力为015MPa左右,注浆时间一般为20min~1h,特殊情况下可达1h45min。3.3 二次高压劈裂注浆
二次高压劈裂注浆应在一次注浆形成的水泥结石体强度达到510MPa(4~6h)时进行,注浆压力015~115MPa,最高达到210MPa;注浆时间一般为20min至1h;本工程正常时水泥用量17~23袋,少时11袋,多时60袋。二次注浆压力与二次注浆的时间有一定关系,比如:一次注浆历时1h45min,一次注浆结束到二
,压力达到8~210;一次注浆
结束到二次注浆开始历时3~6h压力一般为015~115MPa,个别5h达到210MPa;可是一旦二次注浆压力大于115MPa时,一般要比015~115MPa的水泥用量要少3~9袋。二次注浆锚索结构如图1所示。
图1 二次高压注浆锚索结构示意
4 几点体会
4.1 关于水灰比的问题
规范规定:注浆材料宜选用水灰比014~015的纯水泥浆,这主要是从保证锚固体的强度方面来讲的,对于一次注浆锚杆很有必要。通过实体取样,当采用水泥为4215,水灰比为017~018,锚固体强度也是完全可以满足大于20MPa的要求。因此,从施工方便的角度来讲,如果采用二次高压劈裂注浆施工方法时,至少二次高压劈裂注浆所用浆液的水灰比应在017以上,否则很难进行下去。
4.2 关于二次高压劈裂注浆的密封装置问题
规范规定:编排钢绞线或高强钢丝时,应同时安放注浆套管和止浆密封装置。从设置止浆密封装置的目的来看,是在二次高压劈裂注浆时,密封装置象一个塞子,使浆液不能很轻易地跑出来,有利于锚固体形成连续球体。但本工程设计自由段长度为5m,因此,该密封装置设在自由段与锚固段的分界处与设在洞口处差别不是很大,但在洞口进行设置则是更容易操作,本工程就是在洞口采用水泥袋进行密封的,效果也很好。如果自由段长度大于5m或更长时,在自由段与锚固段的分界处设置止浆密封装置则是比较合理的。4.3 关于二次劈裂注浆的施工方法
在二次高压劈裂注浆时,规范规定设置注浆套管。本工程则采用了在制作锚索时,将二次注浆管与钢绞线捆在一起,安放锚索时一同放入,二次高压劈裂注浆时直接利用的方法。又由于二次注浆管下端开的孔大和存在液面高度差下部压力大的缘故,下部开孔容易首先被浆液冲开,保证了由下至上开孔依次被打开的要求和各个开孔处形成截面扩大的效果(就本工程土质,并未形成理想的球体),这样做的好处是不但可以达到施工的目的,而且施工时又特别方便。