富水砂层地质下锚索扩大头施工技术研究应用

富水砂层地质下锚索扩大头施工技术研究应用

张威岩,王贤,柳振,管鹏凯,门宏达

中国建筑第八工程局有限公司  266000

摘要：国信科技大厦商业、住宅项目（国信科技大厦）位于青岛市西海岸新区海洋高新区，滨海大道以西，世纪大道以南，包括两栋超高层住宅建筑、两栋超高层公共建筑及地下车库。针对滨海区域地质多为富含卵砾石和地下水的砂层，普通机械很难进行扩孔锚索施工的复杂工况，研发了高压旋喷扩大头锚索施工技术。高压旋喷扩大头锚索具有成孔质量高、施工效率高、注浆充盈系数大、抗拔承载力大幅提高等优点,是近年来迅速发展的一种新型锚索施工技术。通常富含卵砾石和地下水的砂层，在成孔过程中常出现边钻边塌孔、卡钻、涌沙的现象，一般采用普通锚索而不采用扩大头锚索。本技术采用双套管施工+高压旋喷施工工艺，成功解决了富水砂层地质下锚索扩大头施工过程中钻进困难、涌水、涌砂、卡钻、塌孔等多种问题，确保在此地质条件下施工可行性和施工进度，提高了施工效率和施工质量。

关键词： 富水地质；双套管锚索；高喷设备

1引言

国信科技大厦商业、住宅项目位于青岛市西海岸新区海洋活力区，滨海大道以西，世纪大道以南，毗邻黄海与青岛西海岸中央公园。项目由青岛国信融科发展有限公司投资建设，总建筑面积31.3万㎡，总投资33.1亿元，其中地上建筑面积地上建筑面积约23万㎡，地下建筑面积约为8.3万㎡，由两栋超高层住宅建筑、两栋超高层公共建筑及地下车库组成。

2研究思路

双套管锚索机械设备需配置三套外套管，先行进行1号孔的钻孔施工，待其施工至2号孔，高喷锚索施工机械插入进行1号孔的扩孔注浆，期间双套管锚索机械完成3号孔的成孔，待1号孔扩孔注浆完成后，双套管锚索机械返回完成1号孔的外套管拆除工作，从而形成了3根锚索一组的流水施工。

3施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程

图1 施工工艺流程图

3.2操作要点

3.2.1施工准备

本工程地处河、海交汇处，地下含有角砾、卵石，偶夹圆砾，砂层底部卵石含量多达30%，且地下水水头压力较大。针对项目复杂地质，传统双套管钻机及高喷注浆钻机存在扭矩不足，外套管钻头强度较低，内套管钻头与外套管之间无稳定装置，内外套管间隙较小，钻头页数较多，无法进行钢绞线及扩孔同时施工等问题，容易造成钻进速度较慢、塌孔、涌砂、卡钻等现象，无法保证施工进度及质量。项目针对传统双套管钻机、高喷注浆钻机缺点，对设备进行改进，确保施工进度与质量。

3.2.2 成孔施工

（1）确定孔位

由于锚索施工靠基坑支护较近，影响GPS测量信号，可能导致测量误差偏大，本项目锚索定位使用全站仪进行定位，确定好锚索位置，使用自喷漆进行标识，定位确定时注意控制测量误差，不大于50mm。

（2）双套管钻机就位及引孔施工

孔位确定后，对施工场地进行平整，避免出现高差过大现象，确保钻进过程中钻机平稳，钻孔轴线偏差率不大于锚杆长度2%。

（3）引孔钻机与高喷钻机转换

双套管钻机引孔完成后，将双套管钻机钻头及内套管取出，使用双套管钻机将外套管拔出至锚杆扩大头长度以外，将非扩孔段外套管留在钻孔内，然后将双套管钻机移走，将高喷钻机就位至锚索孔位

3.2.3 锚索及注浆施工

（1）锚索安置

锚索加工完成后，使用高喷钻机注浆钻杆将锚杆钢绞线与法兰盘同步送入钻孔内，直到孔口外端剩一米为止，在发现锚杆钢绞线安插入外套管内困难时，把外套管拔出，清除出钻孔内的杂质，并重新将外套管插入到钻孔内部，同时使用注入清水将钻孔内部的杂质冲出。

（2）高喷扩孔施工及锚索注浆

将高压注浆钻机旋喷头深入到外套管内至扩孔段底部，调整水泥浆水灰比至0.5-0.6，启动高压注浆泵，开始高压扩大头扩孔及注浆施工。扩孔时采用水泥浆扩孔工艺，上下往返扩孔两遍，扩孔喷射压力不小于25MPa，喷嘴给进或提升速度为（10-25）cm/min，喷嘴转速为（5-15）r/min。当孔口溢出浆液与注入浆液颜色一致时，方可停止注浆。

3.2.4养护及张拉

富水砂层地质下锚索扩大头施工技术中的锚索养护及张拉相关要求可按照常规锚索施工规范要求执行。

3.2.5施工组织流程

富水砂层地质下锚索扩大头施工技术采用双套管钻机与高喷钻机接力施工方式进行，为确保工序穿插合理进行，保证施工作业连续性，本项目一台双套管钻机配置三套外套管，先进行双套管钻机引孔施工，随后进行高喷钻机扩注浆施工，提高了施工功效，确保了施工质量。

4质量控制

4.1钻孔孔位及倾斜度控制

（1）钻孔孔位控制措施

由于本项目为深基坑，且锚索点位紧邻基坑支护结构，对GPS精度影响较大，为确保锚索孔位精度，项目采用全站仪、水准仪等高精度仪器进行施工测量，确定锚索点位满足要求。

（2）倾斜度控制措施

钻机就位前，将施工场地进行平整，确保锚索施工过程中钻机稳定性。钻机就位后，使用水准尺对钻杆倾斜度进行测量，确保钻杆倾斜度不大于2度。钻进过程中，每钻进5米对倾斜度进行复测，确保满足设计要求。

4.2扩孔喷射压力控制

（1）使用高压注浆泵进行高压注浆，同时配置压力表计量设备，对注浆压力进行实时监测，确保压力满足设计要求。

（2）注浆后台距离注浆孔不易太远，注浆管长度不超过50米，减小由于过长管道导致注浆压力下降的问题，确保扩孔压力不小于25MPa.

参考文献

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