关键词：基坑支护；双套管锚索；施工技术
1、工程概况
1.1工程概况
本工程为某地埋式污水处理厂项目，污水总规划规模10万m3/d，项目北侧紧邻珠江后备航道。基坑外形近似长方形，基坑面积近2万平方米，东西长约208米，南北宽约95米，基坑开挖深度为12.5～15.70米。基坑支护为地连墙+预应力锚索，基坑支护结构安全等级为一级，基坑使用年限为两年。
1.2地质水文情况
根据钻探揭露，拟建场地揭露的岩土层按时代、成因和物质组成划分为：第四纪人工填土层（Q4 pd）、海陆交互相沉积层(Q4mc)、残积层 Qel)，下伏基岩为下第三系中新统(N1)。场地内地表水来源主要为场地北部的珠江后航道，以及周边引河道水用于灌溉的河涌。邻近的珠江水位受上游来水和潮汐、风暴潮影响较为显著。稳定水位埋深 0.30～1.20m，相应标高 4.30～ 7.16m。①层水量不甚丰富，②1 淤泥、②5 粘土和③粉质粘土层为相对隔水层，含水量差，渗透性差，②2、②3、②4 层砂层含水量较丰富，透水性较好，是本场区的主要含水层。
2、施工工艺方法
2.1工艺流程
安设钻机→按设计要求对准孔位和方位→加双套管→套管跟进钻孔→清水冲渣→拆除内套管→一次注浆→孔内置入锚索→拆除外套管→补水泥浆→二次注浆→腰梁制作安装→锚索张拉锁定。
2.2钻孔
①安设钻机。平整场地，按标高设备定位，调整钻孔机钻臂架的水平位置、高度、方位和倾角，使钻杆和套管夹具对准孔位，调整方位和倾角符合设计要求。安设高压水泵，将进水管与水源接通，将出水管与钻孔机上进水管接通。
②安装第一节钻杆和第一节套管。第一节钻杆和第一节套管的前端镶有钻头，后端为丝扣。将钻杆插入套管中，置于钻臂架上，按照设计角度前端对准坑壁预埋的套管。开动钻机，动力头正转，先安装第一节钻杆，再安装第一节套管。
③注水钻进。机械动力头回转带动双套管运转，通过内外钻头切削钻进，当遇有砂卵石层或较硬土层时，采用液压回转和冲击双作用钻进。同时开启多级高压清水泵，土层在高压水冲击钻头及推进力的作用下冲散成孔，使高压清水将泥渣从孔底排出。高压清水通过注水芯轴、内套管，从内套管前端钻头返出，然后携带泥渣从内外套管之间通过排渣头返出。当泥渣堵塞内外套管通道时可适当进行冲击。必要时拆开外套管，反复抽动内套管将泥渣排除。当第一节钻杆和套管钻到位后，将套管与动力头旋松脱开，然后前后抽动钻杆用水清渣，水清后停止泵水，再将钻杆与动力头旋松脱开。反复重复上述程序，不断添加内、外套管，直至外套管达到设计孔深，内套管超钻1～2m，以保证沉渣在设计孔深外。清洗外套管内的泥渣，然后取出内套管，此外套管始终对孔壁起到保护作用。
④安装第二节内套管（兼作钻杆）和第二节外套管，钻进清渣，安装以后各节钻杆和套管，直至钻到设计要求深度，清渣至水清，停止泵水。
⑤拆卸内套管。 在钻至设计孔深后，清渣至水清停止泵水后，将内套管逐节拉出拆除。
2.3注浆、下索及外套管拆除
① 一次注浆
清孔完成后，拔出内管，将按照设计要求制作好并经检验合格的锚索慢慢下入锚孔内，插入2根（分二次注浆）注浆管，注浆管插入孔底，开动注浆泵，压入预拌好的水泥浆，一次注浆采用P.O 42.5水泥，水灰比控制在0.40～0.65之间，并掺加复合膨胀剂和高效减水剂。由于注入的水泥浆较孔内残留的泥浆、清水比重大，故能依次将泥浆、清水置换出来，由孔底开始注浆，当孔口冒出的水泥浆与新浆相同时，再继续注浆1～2分钟即可，注浆压力宜为0.5～0.8Mpa，注浆水泥量为25kg/m左右。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆注浆管外露工作长度根据实际情况确定，当出现水头压力过大造成无法补浆时，应尽快拔出外套管，及时封堵孔口，缩短冒浆时间，减少浆体损失，在二次劈裂注浆时加大注浆量。
② 下入锚索、拔出外套管
二次高压注浆管距孔底0.5～1.0m,锚固段每隔1.5～2.0m做花管，花管管眼φ6～φ8，梅花形布置，注浆管底与花管管眼均需用胶带包裹密封，二次注浆管外露工作长度根据实际情况确定，杆体放入孔内后，外露长度1.0～1.5m。
锚索安放第一次注浆完成后拔外套管，套管拆卸为逐节拆卸，但套管为边旋转边拉出，并应控制拉出速度。最初两节套管，拉出速度宜为0.6m/min，其余各节套管拉出速度宜为1.2m/min。每外拔2-3节外套管补浆一次，直至外套管全部拔出，做最后补浆。当套管旋出时有锚索带出现象时，应在锚索尾端和动力头间顶以小直径圆木或方木，启动动力头将锚索顶回复位。
③ 二次高压劈裂注浆
在一次注浆体强度达到5MPa时进行，常温下约在一次注浆后4～5h间，进行二次劈裂注浆，以便能冲开一次常压灌浆所形成的具有一定强度的锚固体，使浆液在高压下被压人孔内壁的土体中，使锚索能牢固地锚在土层中。注浆用P.O 42.5水泥，水灰比控制在1.0～1.5。劈裂注浆采取三控：二次注浆压力控制在2.0～2.5Mpa；注浆量为30kg/m；端部出现冒浆现象，满足上述其一即可停止注浆。二次注浆完成后要稳定1.5～2.0min，并立即封堵注浆管管口。
2.4腰梁制作及锚索张拉
① 按设计要求先对基坑周边进行土方开挖，当挖到腰梁设计标高时，即可进行腰梁施工：
② 当水泥浆锚固体强度大于15MPa并达到设计强度的70%后可进行锚索张拉。
③ 锚索应根据设计规定的张拉力分5级张拉至设计荷载值，即设计荷载的25%、50%、75%、100%、130%，前四级张拉停留时间为5分钟，最后一级张拉在砂浆设计强度达到90%以上时进行，持荷时间为30分钟，采用张拉应力和伸张值校核双控制，伸长量宜控制在设计值的±1.0%～5.7%之间，最大不允许超过±10%，超出应立即停止，查明原因后再进行张拉。同时控制锚索的弹性变形，使符合规定，然后考虑锚索锁定时预应力损失，退回到设计要求的锁定值的1.3倍锁定。
3、双套管钻进的效果及优越性
本工程采用国内最先进的HDL-180D1多功能履带锚固全液压钻机成孔，其性能特点是：a、全液压控制，操作方便灵活，移位方便，机动性好，省时、省力；b、钻机回转器采用双液压马达驱动，输出扭矩大，并且自带冲击器，能满足大部分地层复杂工况的施工；c、新型的变角机构使对孔更加方便，调节范围大，大大降低对工作面的要求；d、配有专用跟管钻进钻具（钻杆、套管、偏心钻头等），在不稳定深厚沙层等复杂地层用套管护壁开孔，常规球齿钻头终孔，钻进效果高，成孔质量好；e、钻进主要适合深基坑锚固支护，还可以通过旋喷模块变换，使钻机可以进行旋喷施工。适合于砂层、粉土层、砂卵石层等各种复杂地层。根据本工程特点，采用该设备能保证成孔质量、安全可靠，从水平到垂直钻孔，角度可任意调整。对孔洞进行清洗的过程中，采用清水冲渣的方式，不需制备泥浆，有效的避免对周边环境产生影响，避免环境受到污染；在施工过程中，采用的是双套管护壁，不仅避免塌孔等现象的发生，而且还避免了水泥浆体中夹有泥砂等现象，从而保证了水泥浆锚固体的形状、强度和握裹力，同时确保了支护工程的工程质量，降低地面出现不均匀沉降、裂缝等不良现象。
4、结束语
在基坑工程施工过程中，对地下水埋藏浅且地层分布有较多粉土、粉砂等情况的锚索支护成孔，采用双套管跟进成孔法是非常适合的一种方法，该方法具有非常好的施工效果，它可以避免对周边环境造成污染和影响，能够保证和提高施工质量，并且投入的施工材料少，保证了其经济性，是一种适用于地下水位以下流砂层、涌泥层或淤泥层中广为推广的施工技术。
参考文献：
[1]建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-2012
[2]建筑地基基础工程施工质量验收标准 GB 50202-2018
论文作者:孟卫坡
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2期
论文发表时间:2020/3/17
标签：套管论文; 注浆论文; 钻杆论文; 基坑论文; 水泥浆论文; 锚固论文; 外套论文; 《城镇建设》2020年2期论文;