相鄰深基坑邊坡支護對拉錨索雙控施工工法

1、相鄰深基坑邊坡支護對拉錨索雙控施工工法中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司袁尚鋒、付玉俊、邱偉、楊楊、祁秀芳1前言在城市建設(shè)中，為充分利用地下空間， 將涉及大量地下結(jié)構(gòu)施工。隨著城市建筑越來越密集的今天，不可避免的會遇到相鄰深基坑支護的問題，如何保證相鄰深基坑間邊坡的安全和穩(wěn)定，是現(xiàn)代相鄰深基坑邊坡支護工程的關(guān)鍵技術(shù)要點。重慶國華天平大廈項目與越洋廣場項目基坑毗鄰，兩者基坑間距為15m,兩側(cè)切坡高度達到40m,基坑間邊坡以回填土為主，且基坑間有重慶市江北區(qū)主供電電纜箱涵通過，坡體不能挖掘，因此必須采取有效的支護形式以確保其在基坑施工過程中的安全。由于兩工程基坑相鄰過近，采取常規(guī)的樁錨體系無法有效進

2、行錨固，為此施工現(xiàn)場采用對拉錨索樁錨體系的支護方式來保證基坑間邊坡的穩(wěn)定和市政電纜箱涵的安全。對拉錨索鉆孔施工中如何保證從一側(cè)鉆孔到另一側(cè)終孔時成孔的精確性，以及有效掌握鉆孔過程中鉆頭的偏差情況，是本工程基坑支護施工中最關(guān)鍵的技術(shù)要點和難點。中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司在工程施工過程中，針對以上技術(shù)難點，采取技術(shù)攻關(guān)，在采用相似三角形定位控制技術(shù)的同時，同步采用電子導(dǎo)向儀定位控制技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場施工，解決了以上技術(shù)難題，取得了良好的效果。在此基礎(chǔ)上形成了 “相鄰深基坑邊坡支 護對拉錨索雙控施工技術(shù)”這一技術(shù)成果，同時形成了相鄰深基坑邊坡支護對拉錨索雙控施工工法，并于 2013年通過工程局專家

3、評定為局優(yōu)秀施工工法。由于在處理相鄰深基坑對拉 錨索施工方面效果明顯，技術(shù)先進，便于推廣，故有著良好的社會效益和經(jīng)濟效益。2工法特點實時性，數(shù)據(jù)信息化使用電子導(dǎo)向儀，實時將鉆頭的傾角、 鐘點位置、測量信號、探棒的溫度以調(diào)頻的方式， 通過無線電頻信號傳輸給地面上的接收儀，操作人員可通過遙顯儀實時觀看鉆頭信息。成型精度高鉆進過程中，可通過相似三角形計算法和電子導(dǎo)向儀雙控，保證鉆進過程中的鉆頭位置的準(zhǔn)確，鉆孔成型精度高。數(shù)據(jù)互校性通過電子導(dǎo)向儀測出的鉆頭位置的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)與相似三角形計算出鉆頭位置偏差數(shù)相互校核的作用，以保證監(jiān)測據(jù)的對比，可以達到兩種方式所獲得的數(shù)據(jù)之間的相互印證、數(shù)據(jù)的真事性和可靠

4、性。高效性，造價經(jīng)濟采用雙控監(jiān)測，一次成型率高。使用電子導(dǎo)向儀，對鉆頭位置實時監(jiān)測，及時調(diào)整，減 少因?qū)︺@頭位置監(jiān)測而浪費時間，提高工作效率。因此降低了造價、節(jié)約了施工成本。環(huán)保避免了相鄰深基坑邊坡的挖除， 避免了市政電纜箱涵的移位復(fù)原，采用非開挖成孔技術(shù)。使施工對城市地面占用和影響較小，能滿足城市地下施工的高環(huán)保要求。3適用范圍本工法適用于深度在 50m以內(nèi)的對穿錨索支護工程。4工藝原理本工法采用鉆機鉆進成孔，于兩側(cè)對應(yīng)支護樁形成對穿錨孔，通過將錨索錨固于樁 體上，形成對拉錨固體系。 該體系中錨索無自由端和錨固端，體系通過對錨索兩端分別進行預(yù)應(yīng)力張拉，并錨固于樁體，與樁形成一個整體，限制樁體

5、位移，達到邊坡支護的目的。本工法在鉆進過程中，采用電子導(dǎo)向儀對鉆頭情況實時監(jiān)控。位于鉆頭處的探棒可 實時將鉆頭的傾角、鐘點位置、測量信號、探棒的溫度以調(diào)頻的方式，通過無線電頻信號傳 輸給地面上的遙顯儀。地面上的鉆機操作員可適時看到探頭信息，從而調(diào)節(jié)鉆機鉆頭的鉆進方向本工法使用全站儀，每兩米對鉆桿后端位置偏差進行測量，使用相似三角形法，計 算出鉆頭偏差值，與鉆頭允許偏差值進行對比后，調(diào)整鉆進方向，保證鉆進過程的精確性。5施工工藝流程及操作要點工藝流程相鄰深基坑邊坡支護對拉錨索雙控施工工藝流程見圖5.1。鉆孔蠲餐放戰(zhàn)一鉆機就位.鎖定 鉆或成孔事特言要求 T偏整副定持自裝求圖5.1相鄰深基坑邊坡支護

6、對拉錨索雙控施工工藝流程操作要點鉆孔測量放線鉆孔測量是本工藝的重點，如何保證錨孔成功對穿兩側(cè)支護樁是現(xiàn)場施工關(guān)鍵。于工程現(xiàn)場建立平面坐標(biāo)控制網(wǎng)，通過已知控制點 1、2,使用全站儀測放出需對穿兩樁中心點的平面坐標(biāo)值并記錄。鉆孔測量放線見圖5.2.1-1 ?？刂泣c1圖5.2.1-1鉆孔測量放線于圖紙上連接需對穿樁樁中心點，取兩點連線反向延長線上一點。根據(jù)樁心點平面坐標(biāo)，通過計算，得出該點平面坐標(biāo)。使用全站儀，于施工現(xiàn)場通過控制點1、2,根據(jù)計算所得的選取點的平面坐標(biāo)，測放出選取點實際位置，確定該點位置后，將其作為鉆孔測放控制線的控制點 3。鉆孔測量放線 見圖 5.2.1-2.控制點1圖5.2.1-

7、2鉆孔測量放線將全站儀架設(shè)置于控制點 3處，根據(jù)樁心點位置，后視該點，調(diào)整全站儀水平方向角度， 鎖定角度，用以鎖定鉆桿鉆進角度。根據(jù)鉆孔實際位置進行標(biāo)高測放，確定鉆機鉆進點位置。鉆機就位鎖定鉆孔標(biāo)高測放完成后，根據(jù)鉆孔標(biāo)高及機械高度，使用鋼管及扣件搭設(shè)鉆機操作架。架體搭設(shè)嚴格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，確保架體安全、穩(wěn)定。操作架搭設(shè)完成后，根據(jù)鉆孔位置，安放鉆機。施工過程中，通過全站儀，調(diào)整鉆機鉆桿方向，確保鉆孔方向與鉆桿方向在同一直線上。鉆機調(diào)整完畢后，使用扣件將鉆機與架體連鎖定在一起，減少鉆機在鉆進過程中振動導(dǎo)致的位置偏差。鉆進成孔經(jīng)現(xiàn)場檢查，鉆機安放平穩(wěn)牢固，初始定位準(zhǔn)確，鉆桿方向與鉆孔方向一致后

8、，進行鉆進成孔工作。鉆進中合理掌握好鉆壓、轉(zhuǎn)速、水壓等參數(shù)，確保孔壁不垮塌，對于土層段采用大一級套管跟管鉆進（壁厚 5mm,確保順利成孔和質(zhì)量。鉆進過程中，及時對轉(zhuǎn)進過程中的偏差進行測設(shè)，發(fā)現(xiàn)偏差及時更正，確保兩側(cè)鉆孔偏差小于設(shè)計最大偏差值。鉆孔完畢，用高壓風(fēng)或高壓水將鉆孔內(nèi)沖洗干凈，驗收合格后，做好孔口保護。偏差測定本工法采取雙控法鉆孔位置的偏差進行測定。1、偏差包絡(luò)圖根據(jù)最大允許偏差控制值，通過CAD繪制出偏差值三維包絡(luò)圖，見圖 5.2.4-1 。圖5.2.4-1偏差值三維包絡(luò)圖根據(jù)偏差值三維包絡(luò)圖提前做出偏差控制量表，以便施工時進行對比檢查，糾偏控制。表5.2.1偏差拄制里表Z01000

9、2000300040005000600070008000X0Y0入x入yZ0900010000110001200013000140001500016000X0Y0入x入y表中Z0 :鉆進深度X0 :在該段鉆進深度時，水平向坐標(biāo)值Y0 :在該段鉆進深度時，豎向坐標(biāo)值入x:在該段鉆進深度時，水平向允許偏差值入y：在該段鉆進深度時，豎向允許偏差值2、電子導(dǎo)向儀測控鉆進過程中，采用電子導(dǎo)向儀對鉆頭情況實時監(jiān)控鉆頭情況。電子導(dǎo)向儀由遙顯儀和探棒兩大部分組成。位于鉆頭處的探棒可實時將鉆頭的傾角、鐘點位置、測量信號、探棒的溫地面上的鉆機操作員可適時看度以調(diào)頻的方式，通過無線電頻信號傳輸給地面上的遙顯儀。到探

10、頭信息，從而調(diào)節(jié)鉆機鉆頭的鉆進方向。電子導(dǎo)向儀見圖5.2.4-2圖5.2.4-2 電子導(dǎo)向儀在施工過程中按以下表格進行電子導(dǎo)向儀實測數(shù)據(jù)填報。電子導(dǎo)向儀實測數(shù)據(jù)表Z1X1Y1H59表中 Z1:實測鉆進深度X1:電子導(dǎo)向測設(shè)得到的水平向X坐標(biāo)值Y1:電子導(dǎo)向測設(shè)得到的水平向丫坐標(biāo)值H :電子導(dǎo)向讀測的鉆頭深度0 :電子導(dǎo)向讀測鉆頭傾角3、相似三角形測控鉆進過程中，可通過全站儀至于控制點3,對鉆桿尾端位置偏差進行測量。鉆桿尾端實測數(shù)據(jù)表Z1200040006000800010000120001400016000X1Y1表中Z1 :鉆進深度X1 :在該段鉆進深度時，水平向坐標(biāo)值Y1 :在該段鉆進深度

11、時，豎向坐標(biāo)值首先計算出鉆進過程中鉆桿尾端的偏差值，其次通過相似三角形原理，計算出鉆頭位置的偏差值。偏差測定見圖5.2.6 。圖5.2.4-3偏差測定由此可見，通過相似三角形原理，可通過鉆桿尾端偏差值 d計算出鉆頭位移偏差值。如D=dX (L2/L1)5.2.4-1式中D :鉆頭水平方向偏差值；d:鉆桿尾端水平方向偏差值；L1：鉆桿外部長度；L2:鉆桿鉆進深度。鉆進過程中，鉆機每鉆進2m,即對鉆頭偏差量進行一次測定。4、偏差值的確定及糾偏根據(jù)設(shè)計要求，鉆孔最終水平方向偏差不能大于R72。最大偏差允許值計算見圖5.2.7 。圖5.2.4-3最大允許偏差計算由此，根據(jù)相似三角形原理，鉆頭位移偏差值

12、D與鉆桿鉆進深度L2間關(guān)系應(yīng)滿足：DW ( RX L2) / ( 2X L)5.2.4-2式中R :樁身半徑；L:鉆孔長度；L2:鉆桿鉆進深度。鉆進過程中，每隔2米或電子導(dǎo)向儀測控值出現(xiàn)異常時，可通過對鉆桿尾端偏差值的測定，計算出鉆頭偏差值，通過偏差值三維包絡(luò)圖或通過偏差計算對該鉆進深度允許偏差值進行對比。當(dāng)鉆頭偏差大于該值時，及時取出鉆頭，向孔內(nèi)灌注約 2m砂漿，以調(diào)整鉆頭方向， 再次進行鉆進作業(yè)。鉆孔完畢鉆機移位鉆孔完畢后，解除鉆機與架體的鎖定，移動鉆機，準(zhǔn)備進行下一次施工。錨索體編制及錨索下放錨索制安嚴格按照設(shè)計要求及規(guī)范執(zhí)行。鋼鍍線制作采用在料場人工編制，人工配合吊車安裝。制作工序：下

13、料 -防腐-組裝-止?jié){環(huán)、灌漿管-回漿管。下料應(yīng)先把切口的兩端用鐵絲扎緊，再用砂輪機切斷，保證斷口整齊無散頭，下料長度應(yīng)根據(jù)孔深錨墩厚度及張拉所需的長度相加作為錨索長度。錨索組裝應(yīng)按設(shè)計圖紙精心組裝，保證注、回漿管道暢通，鋼較線無交叉，扭曲(綁扎要牢固)對所制成的錨索應(yīng)對錨孔編號掛牌。錨索穿索前對已鉆好的孔進行檢查，以便一次穿索成孔， 穿索時要求緩慢均勻送入，保持索體直順，嚴禁扭轉(zhuǎn)。穿索中不得損壞結(jié)構(gòu)，否則應(yīng)與以更換。錨索張拉制作完成錨索下放完成后，于孔口處綁扎鋼筋，支設(shè)模板，澆筑混凝土，完成錨墩的制作。錨索正式張拉前，應(yīng)取 0.1 0.2軸向拉力設(shè)計值 Nt對錨索預(yù)張拉12次，使錨索體完全平

14、直，各部位接觸緊密。根據(jù)錨索設(shè)計及規(guī)范要求，張拉過程中采用逐級加載張拉。完成錨索張拉后，切除多余鋼絞線，灌漿封錨。6材料和設(shè)備材料使用表主材：鋼絞線、水泥、砂、架線環(huán)、錨具、夾具、鋼墊板、混凝土、鋼筋、PVC塑料套管輔材：鋼管、扣件、工具錨、黃油具設(shè)備表表見表6.2機具設(shè)備表機具設(shè)備表序號設(shè)備名稱單位數(shù)量用途1鉆機臺1錨索成孔2導(dǎo)向儀臺1導(dǎo)向3全站儀臺1定位、測量4卷尺個1測量5液壓千斤頂臺1錨索張拉6油泵臺1錨索張拉7攪拌機臺1砂漿拌制7空壓機臺1錨索清孔7質(zhì)量控制采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范施工過程中嚴格遵守巖土錨桿技術(shù)規(guī)程、重慶市建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī) 范等相關(guān)質(zhì)量驗收規(guī)范。質(zhì)量措施鉆孔鉆進過

15、程中采用電子導(dǎo)向儀和全站儀對鉆孔位置偏差進行實時測定，嚴格控制對拉錨索水平、豎向偏差，錨固兩側(cè)水平偏差不超過D/4 ,豎向偏差不超過 200mm偏差過大時，現(xiàn)場回注 2m砂漿，調(diào)整鉆頭方向，再次鉆進。錨索原材料型號、規(guī)格、品種，備部件質(zhì)量及技術(shù)性能應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計要求。 錨桿孔位，孔徑、孔深及布置形式應(yīng)符合設(shè)計要求。錨索組裝前，鋼絞線應(yīng)除油污、除銹， 按設(shè)計尺寸下料，每根鋼絞線長度誤差不大于50mm鋼絞線（錨桿）應(yīng)按一定規(guī)律平直排列，隔離支架及架線環(huán)的布置應(yīng)嚴格按照設(shè)8計要求鋪設(shè)，并且保證桿體的保護層厚度不小于25mm鋼絞線及排氣管應(yīng)捆扎牢固，捆扎材料不得使用鍍鋅材料。7.2.4安放錨索（桿）

16、時應(yīng)防止桿體扭曲，注漿管應(yīng)隨錨索一同放入鉆孔，注漿管頭部距 孔底控制在100mm桿體放入角度應(yīng)與鉆孔保持一致。8安全控制采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范施工過程中嚴格遵守建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)、施工現(xiàn)場零時用電安全技術(shù)規(guī)范等相關(guān)現(xiàn)場安全現(xiàn)行規(guī)范。安全措施每天施工前應(yīng)對所有施工設(shè)備進行安全檢查，合格后方可使用。向錨孔注漿時，注漿灌內(nèi)應(yīng)保持一定數(shù)量的砂漿，以防罐體放空，砂漿噴出傷人。處理管路堵塞前，應(yīng)消除罐內(nèi)壓力。預(yù)應(yīng)力張拉操作必須嚴格遵守操作規(guī)程，操作時應(yīng)有專人負責(zé)千斤頂受力方向危險區(qū)內(nèi)不得有人穿行或停留。張拉過程中應(yīng)防止以下情況：夾片脫落和飛出、內(nèi)錨頭突然失效、斷絲與滑絲。進入施工現(xiàn)場的作業(yè)人員必須經(jīng)過培訓(xùn)合格后

17、方可上崗作業(yè)。張拉過程中，千斤頂后方（45 范圍內(nèi)）不得站人，測量伸長值或者敲打工具錨時， 操作人員應(yīng)站在千斤頂側(cè)面，無關(guān)人員不許進入現(xiàn)場。臨時用電、機具電氣設(shè)備要安裝觸電保護器，設(shè)專人負責(zé)，經(jīng)常進行維護、修理。預(yù)應(yīng)力張拉區(qū)域標(biāo)示明顯的安全標(biāo)志，禁止非操作人員進入。張拉錨索的端頭設(shè) 置檔板。檔板距所張拉鋼筋的端部2m,其寬度距張拉鋼筋兩外側(cè)各不小于1ni9環(huán)保措施施工現(xiàn)場內(nèi)應(yīng)有完整的排水措施，使用三級沉淀沙井妥善處理泥漿水，未經(jīng)處理不 準(zhǔn)排入市政設(shè)施和河流。錨索成孔時，若使用干鉆法，必須在孔口采用噴水及覆蓋降塵。場內(nèi)道路要平整、堅實、暢通主要地應(yīng)全部硬底化，杜絕運輸中泥漿遍體流物料撒漏。車輛出

18、工地前，輪胎、車身必須沖洗干凈，并防止掉土污染路面。施工時不得妨礙周圍居民的工作、生活、休息，盡量不使用超聲標(biāo)準(zhǔn)的機械設(shè)備施工程現(xiàn)場內(nèi)的建筑垃圾要及時清理。現(xiàn)場按施工現(xiàn)場總平面布置圖布置，材料堆放整齊，做好現(xiàn)場清潔有序，搞好現(xiàn)場的衛(wèi)生防疫工作。10效益分析經(jīng)濟效益本工藝錨固效果可靠， 受力機理合理，有效解決基坑間間距過近，單側(cè)錨索錨固長度達不到要求的問題。 采用電子導(dǎo)向儀對鉆頭鉆進過程中的偏差及時發(fā)現(xiàn)，及時調(diào)整，與常規(guī)操作中采用全站儀對鉆頭偏差進行測控相比，精度更高，可提高施工中一次成型率，提高功效，節(jié)約工期，固有良好的經(jīng)濟效益。社會效益此工法，技術(shù)成熟，施工速度較快，成品質(zhì)量高，錨固效果好，

19、避免了相鄰深基坑邊坡 的挖除，避免了市政電纜箱涵的移位復(fù)原，采用非開挖成孔技術(shù)，使施工對城市地面占用和影響較小，能滿足城市地下施工的高環(huán)保要求?？捎谕惞こ讨型茝V，社會效益顯著。11應(yīng)用實例應(yīng)用實例一 TOC o 1-5 h z 重慶國華天平大廈平基土石方、高切坡及基坑支護工程位于重慶江北嘴中央商務(wù)區(qū)，南鄰嘉陵江，面對江南的渝中區(qū)朝天門，江景開闊。項目東側(cè)與重慶越洋土石方工程相接，項 目基坑相距15m,其間有市政箱涵，不能挖掘，邊坡土體為回填土，兩側(cè)切坡高度達40m相鄰處邊坡無法形成錨固端，現(xiàn)場使用對拉錨索體系解決相鄰兩側(cè)邊坡的支護問題，如何保證對穿鉆孔的精確是本工程的重點及難點。中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司采用相鄰深基坑邊坡支護對拉錨索雙控施