飽和軟土夯擊式預應力錨桿施工工法

榮譽表彰

2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部以“建質(zhì)[2009]162號”文件發(fā)布《關于公布2007-2008年度國家級工法的通知》，《飽和軟土夯擊式預應力錨桿施工工法》被評定為2007-2008年度國家二級工法。

靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法適用范圍

《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》適用于：軟土地區(qū)、多層住宅和中小型工業(yè)廠房的擴頭樁施工，擴頭樁適用于樁端持力層為中低壓縮性黏土、粉土、砂土、碎石類土的砂土與粉土、粉質(zhì)黏性土等。樁埋深不大于20米。

靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法工藝原理

《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》是在傳統(tǒng)的沉管樁基礎上發(fā)展而來的新型施工技術，該工法的工藝原理如下：

1、靜壓沉管夯擴灌注樁是一種現(xiàn)場灌注的混凝土樁，它通過靜壓系統(tǒng)將套管下沉至設計標高，先用內(nèi)夯錘將管內(nèi)混凝土擊出管外，形成擴頭。然后安置鋼筋籠、灌入混凝土，最后將套管拔出，留在土中混凝土則形成擴頭樁。由于在持力層中夯擴擠密形成擴大頭，既增加了樁端截面積，又增加了地基土密度，從而使樁的豎向承載力有較大的提高。

2、靜壓沉管夯擴灌注樁的荷載傳遞機理（與非擴頭樁相比）為樁端擴頭增加受力面積，減少了樁尖的刺入位移，提高土對樁的抗力，從而使樁身混凝土得到充分發(fā)揮，其摩阻力沿樁身均勻分布受力時，擴大錐面上土體成拱形與錐面有脫離趨勢，承載時樁端應力收斂較一般樁快2~3D（D為擴大頭直徑） 。

靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法工藝流程

《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》施工工藝流程如下：

施工準備——樁尖定位及埋設——樁機就位——試樁——打樁——擴大頭施工——吊放鋼筋籠——澆筑混凝土——拔除樁管——樁機移機。

靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法操作要點

《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》操作要點有以下各項：

1、施工準備

1.1、組織項目部成員學習圖紙、地質(zhì)資料，并進行圖紙會審和試成孔，從而熟悉該工程場地內(nèi)地層情況特征及各項物理性能，水文地質(zhì)情況，熟悉圖紙設計意圖及有關規(guī)范；

1.2、對各種建材進行見證取樣送檢；

1.3、樁基軸線、標高確定并引測完畢，經(jīng)過監(jiān)理、甲方復核辦理簽署手續(xù)；

1.4、“三通一平”施工用電、用水進行合理布設，場地上可能存在一些地下障礙物未破除，待施工中邊施工，邊破除。

2、樁尖定位及埋設

根據(jù)建設單位提供的規(guī)劃控制點，按設計施工圖的樁位布置圖用經(jīng)緯儀和鋼卷尺測放各主要軸線位置并填寫測量定位放線記錄，報有關部門審核無誤后根據(jù)樁位布置圖測放各工程樁樁位的中心位置，并在各樁位的中心位置埋入預制混凝土樁尖。

3、樁機就位

根據(jù)建設、設計等單位確定的試樁號，樁機就位。施工沉管前先調(diào)整機械與樁位間距，讓沉管自由垂直套住樁尖，沉管過程中隨時校正垂直度，確保樁管垂直度誤差小于1%。

4、試樁

以抬架為終孔標準，其抬架值（壓樁力）由工程樁施工前試成孔確定。應綜合考慮地層情況和單樁設計承載力。工程樁施工前必須進行試成樁試驗，詳細記錄抬架值（壓樁力）數(shù)據(jù)，混凝土的分次灌入量，外管上拔高度等。并通過凈載試驗確定單樁設計承載力。

5、打樁

5.1、安放樁尖置樁套管頭上，并校正樁管垂直度；

5.2、進行施打，沉樁進入設計要求的持力層深度，靜壓沉管樁機抬架并達到持荷穩(wěn)定要求，一般持荷穩(wěn)定為3分鐘。

6、擴大頭施工

6.1、達到設計壓樁力（抬架值）后，倒入2/3擴頭混凝土量，樁管拔高0.5米，用內(nèi)夯錘將混凝土擊出管外形成第一次擴頭（注意管內(nèi)留20厘米高的混凝土）；

6.2、倒入1/3擴頭混凝土量，樁管拔高0.5米，用內(nèi)夯錘將混凝土擊出管外，形成第2次擴頭（注意管內(nèi)留20厘米高的混凝土）；

6.3、拔管成樁擴大頭直徑可按下式計算：

式中:

d₀——樁管內(nèi)徑；

H——拔管高度；

h——夯擴時樁管中混凝土灌注高度；

D——擴頭有效直徑；

C——管內(nèi)殘留混凝土高度，一般取C=0.2米。

7、吊放鋼筋籠

擴頭結(jié)束后，進行吊放鋼筋籠作業(yè)；

7.1、鋼筋籠采用卷揚機吊入樁管內(nèi)，并應保證鋼筋籠的位置、標高正確；

7.2、鋼筋籠應按相關規(guī)范的要求制作。

8、澆筑混凝土

8.1、根據(jù)需要和現(xiàn)場條件樁身混凝土可采用預拌商品混凝土或現(xiàn)場攪拌混凝土，混凝土灌注可釆用泵送或?qū)Ｓ昧隙罚?

8.2、混凝土配合比事先按試驗確定，混凝土拌合物應具有良好和易性；

8.3、樁端2~3米長度范圍內(nèi)混凝土坍落度宜為150~180毫米，其余部分宜為80~100毫米；

8.4、長樁管打短樁時，混凝土可以一次連續(xù)灌足。

9、拔除樁管

9.1、樁身混凝土灌注到規(guī)定高度后，進行振動拔管；

9.2、拔管速度應均勻，拔管全過程應保證管內(nèi)混凝土始終高出自然地面，拔管速度約1.2米/分鐘；軟弱土層應控制在0.6~0.8米/分鐘；

9.3、樁身混凝土頂面標高應與自然地面平，且不低于設計標高50厘米；

9.4、拔管過程要有專人觀測管內(nèi)混凝土面，以控制混凝土擴散后樁形成的直徑和拔管速度；

9.5、當樁較長或拔管有困難時，宜釆用分次灌注混凝土辦法。

10、樁機移機

樁機移機應在成樁過程完畢后進行。移機要專人統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)作業(yè)，注意安全。

11、做好施工記錄

收集各種資料，保證資料的完整便于竣工驗收 。

12、勞動組織

《靜壓沉管夯擴灌注樁施工工法》操作中的施工班組包括測量工、樁機司機、測量工、打樁工等總計22人。詳見下表：

無套管一次性注漿預應力錨桿施工工法適用范圍

《無套管一次性注漿預應力錨桿施工工法》適用于隧道洞壁、地下廠房頂拱、巖石開挖邊坡等的不良地質(zhì)部位巖石滑動面加固施工。

無套管一次性注漿預應力錨桿施工工法工藝原理

《無套管一次性注漿預應力錨桿施工工法》的工藝原理敘述如下：

預應力錨桿錨固段采用速凝錨固材料和張拉段用緩凝錨固材料按照次序一次性注漿，待預應力錨桿錨固段的速凝錨固劑達到設計強度滿足張拉受力條件，而張拉段緩凝砂漿未初凝張拉時能自由伸縮的情況下，進行錨桿張拉施加預應力，待張拉段緩凝砂漿凝固后，張拉段和錨固段共同受力，與常規(guī)預應力錨桿相比，提高了錨桿注漿密實度，增加了錨桿與巖石之間的摩擦力，更有效地共同承受巖石壓力、水壓力、抗浮、抗傾覆等所產(chǎn)生的拉力和剪力，改善巖體的穩(wěn)定條件。其工藝原理見圖1。

無套管一次性注漿預應力錨桿施工工法施工工藝

《無套管一次性注漿預應力錨桿施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

施工工藝流程見圖2。

• 操作要點

一、施工準備

1.施工前，根據(jù)圖紙、地質(zhì)報告以及技術規(guī)范編制專項施工方案，進行技術交底。

2.根據(jù)預應力錨桿設計要求、巖層條件和環(huán)境條件，合理選擇材料、設備、器具，布置水、電設施。

3.預應力錨桿造孔前，對地質(zhì)條件較差的部位采用人工配合挖掘機對松動巖石進行清撬處理，再噴3～5厘米厚混凝土。

4.測量定位，設置水準點、變形觀測點，并用不同顏色的油漆（或相同顏色的油漆采用不同的標記符號）進行標記，以區(qū)別不同類型的錨桿孔位。

二、鉆孔

1.多采用多臂鉆、潛孔鉆鉆孔。在鉆機安放前，按照施工設計圖采用全站儀進行測量放樣，確定孔位以及錨孔方位角，并做出標記。鉆機就位后，應保持平穩(wěn)，導桿或立軸與鉆桿傾角一致，并在同一軸線上。

2.錨孔鉆進應根據(jù)具體施工部位地質(zhì)情況采用水鉆或干鉆。鉆孔速度應根據(jù)使用鉆機性能和錨固巖層嚴格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其他意外事故。

3.開孔時應用小功率緩慢鉆進，鉆進約50厘米后要校正鉆孔方向，再全功率的鉆進。在鉆進過程中、合理掌握鉆進參數(shù)及鉆進速度。

三、清孔及驗孔

錨桿孔鉆孔完成后，用高壓水或高壓風反復沖洗直至干凈。清孔完成后對孔號進行編號，并驗收。

四、錨桿制作

1.根據(jù)錨桿設計長度，托板、墊圈、螺帽厚度，外錨頭長度以及張拉設備的工作長度等，確定適當?shù)南铝祥L度進行下料。

2.剪裁錨桿，應使用砂輪機切割，不得采用氧割或電焊；錨桿接長使用閃光對焊或套筒連接。3.根據(jù)設計圖紙尺寸，在錨桿上安置對中裝置。

4.錨桿制作完成后，進行外觀檢驗，按錨桿長度、規(guī)格對應孔號進行編號。

5.錨桿制作完成后盡早使用，避免長期存放；錨桿應存放在干燥、清潔的地方，錨桿體裸露部分應用浸漬油脂的紙張或塑料布進行防潮處理，不得受到機械損壞。

五、預應力錨桿砂漿拌制

預應力錨固砂漿配料嚴格按照配合比進行稱量，施工現(xiàn)場配置經(jīng)過率定合格的磅秤、稱量容器，錨固劑、水稱量誤差應≤2%，砂稱量誤差應≤3%。

速凝錨固劑的水灰比為0.25~0.3:1，采用人工在拌料槽中進行，拌制時間為3~5分鐘，每次拌量按單根錨桿用量及耗量來控制，拌制的速凝錨固劑拌制后立即由拌制槽轉(zhuǎn)入注漿機進行注漿。

緩凝砂漿采用緩凝錨固劑加砂，緩凝砂漿的配合比為水:緩凝錨固劑:砂=0.4:1:0.5，采用注漿機直接拌制，與速凝錨固劑同時分開拌制，根據(jù)現(xiàn)場注漿強度一次性拌制2~4根錨桿所需漿量。

速凝錨固劑和緩凝砂漿必須拌制均勻。

六、錨固段注漿

預應力錨桿的內(nèi)錨固段的錨固體采用速凝錨固劑，需先行注裝。注漿前根據(jù)設計要求在注漿管上用膠帶等做好標記（分別在距注漿管出漿口與錨桿孔深及張拉段相等長度處），并將錨桿孔洞里面的積水等雜物清理干凈。

速凝錨固劑拌制后立即由拌制槽轉(zhuǎn)入注漿機，通過ф25的注漿管進行注漿，將注漿管插至孔底（通過管壁標識復核孔深），然后抽回5厘米開始注漿。注漿操作人員隨著漿液的均勻注入緩慢拔管，原則上是利用注漿壓力把灌漿管慢慢推出，在注漿過程中，需人工將注漿機進料斗中的余料都鏟進進料口，確保速凝錨固劑全部注入，待注漿管露出張拉段長度標記時，說明錨固段長度已注漿到位。

七、張拉段注漿

預應力錨桿的張拉段錨固體采用注裝緩凝砂漿。為了保證內(nèi)錨段的長度，減少兩種漿液的相互污染，同時又要保證注漿的連續(xù)性，防止注漿過程中空氣混入降低砂漿密實度，在速凝錨固劑漿液全部進入注漿管時立即加入緩凝砂漿，注漿過程中注漿管拔管操作控制同速凝錨固劑漿液注漿，在孔口1米段拔管速度應適當減緩，防止?jié){液下掉，確?？卓诙螡{液的飽滿度。

八、錨桿安裝

緩凝錨固劑注裝結(jié)束后，開始安插鋼筋錨桿，桿體必須在速凝錨固劑初凝前安裝完畢（宜在45分鐘前安裝完畢）。為了防止在插桿過程中漿液污染錨桿絲扣和損壞絲口，錨桿安裝前應先將托板、墊圈、螺母等錨具都安裝上。錨桿安裝時采用操作平臺車配合人工進行，插桿要緩慢、勻速，切忌擾動桿體過大，造成漿液下掉和注漿不密實，插桿時可采用棉紗臨時封住孔口。

九、安裝錨具

錨桿安插完畢，開始安裝錨桿托板、墊圈和螺帽等錨具并調(diào)整托板位置，使之與錨桿軸線垂直，若通過墊圈也不能將螺帽與托板調(diào)平時，需用榔頭對巖面進行局部處理或用適量的速凝錨固劑墊平。

十、張拉鎖定

錨桿張拉鎖定應在緩凝砂漿初凝前、速凝錨固劑強度達到設計強度后進行，具體張拉時間根據(jù)工藝試驗的結(jié)論數(shù)據(jù)實施（常規(guī)錨桿安插8~12小時即可張拉）。

張拉施工前，將扭力扳手按設計要求率定。扭力扳手張拉前用常規(guī)活動扳手對螺帽進行預緊，在保證托板緊貼巖面后，用鋼板尺測量螺帽外錨桿桿體的長度，再用扭力扳手施荷加載，一次性張拉到設計張力的110%，然后鎖緊桿體，再次測量桿體張拉后螺帽外桿體長度，兩次測量長度之差即為張拉伸長值（桿體理論伸長值允許范圍為4~7毫米）。

十一、封錨

張拉達到設計要求后，用砂輪切割機切掉張拉端多余的預應力鋼筋，預應力鋼筋的外露長度不宜小于其直徑的1.5倍，且不宜小于30毫米，用環(huán)氧樹脂涂封錨具及外露鋼筋，封閉前應將錨具周圍的混凝土鑿毛、沖洗干凈，凸出式的錨頭宜配置鋼筋網(wǎng)片，用微膨脹細石混凝土進行封閉。

• 勞動力組織

現(xiàn)場施工可根據(jù)工作面大小及工期要求分為若干作業(yè)組進行，工種包括鋼筋工、機械操作手及普工等。勞動力組織情況見表1。

參考資料：