顶管基坑支护施工工艺及施工程序

顶管基坑支护施工工艺及施工程序
1.1、施工测量
（—）测量放线
1.1.1、首先与甲方交接现有场内控制坐标和标高的
水准点。

2、在整平的工作顶面上测放出控制桩。

依据建设单
位提供的场地内控制坐标和标高位置，测放坐标、高程控制桩。

本工程共设置3个通视基准控制桩，控制桩采用砼基础，刻划十字交点为坐标点，交点钉上铁钉。

3、然后依照施工图要求，测放出基坑边线、边坡桩、
钻孔桩、排水沟等位置：根据现场的三个基准控制桩，采用经纬仪、全站仪、水准仪、50m钢尺等在现场周边测放出基坑周边的临时控制桩。

临时控制桩采用木桩、铁钉制作，间距40m，沿基坑顶周边一周。

接着，依据临时控制桩测放出基坑各边线、边坡钻孔桩、排水沟等位置。

4、在土方开挖过程，土方开挖的标高以及排水沟沟
底标高控制采用临时控制桩的标高为基准。

5、在施工中经常检查坡度和位置，确保位置正确。

1.1.2、沉降观测
本工程的沉降、位移观测专业性强，将由专业工程师进行，观测方案由观测专业工程师详写并呈送甲方、监理审批。

在基坑开挖过程中，与支护结构使用期内，必须进
行支护结构的水平位移监测和基坑开挖影响范围内建（构）筑、地面的沉降监测。

本工工程要建立基坑水平位移与竖向位移监测点，土的深层水平位移监测点，地下水位监测点进行监测。

1.2、具体施工方案
根据岩土工程勘察报告和工作坑周围环境条件，工作坑支护采用桩锚支护，施工时注意部位连接。

根据现场实际施工条件，决定先进行工作坑四周支护桩施工，支护桩施工完成后冠梁施工及降水井施工。

第一层预应力锚索施工和喷护；具体见下图
1.2.1、锚喷支护桩施工方案
１、施工部署
由于本工程采用钻孔灌注桩加预应力锚索支护方式，具体结构类型与施工要求参见支护详图。

钻孔灌注桩施工时，采用“跳打”施工顺序，应在砼终凝后，再进行相邻桩的成孔施工，在灌注桩与冠梁施工完并采取降水后，分4层开挖土方，进行两道预应力锚索施工。

每小段灌注桩施工、冠梁施工、降水施工、锚索施工工序要搭接支护
桩施
工 冠梁施工 管井施工并降水 分四层土方开挖 分四层全面进行桩锚支护
合理，避免窝工。

支护详图如下：
２、灌注支护桩施工工艺及施工程序
（1）对进场设备、机具进行安装、调试检查和试用转，确保机械正常工作，同时配备足够的条件，以备所用，附带合格证。

拟采用大功率车载反循环钻机钻孔，大吨位吊车下放钢筋笼，采用经各方考察的商品砼厂家供应，由砼输送车运输。

（2）测量放线定位
利用甲方提供的坐标控制点和高程点，测设轴线和控制
点，采用全站仪和DS3级水准仪测量定位，采用极坐标法进行桩位放样，桩位误差小于10mm，高程误差小于10mm。

（3）校核孔位
测量人员应及时进行孔位复核，并用红漆在护筒边缘十字交叉的四个点，以便钻机就位时能及时准确对正孔位，对孔精度要求小于10mm，并及时测量护筒标高，高程误差小于10mm。

（４）钻机就位
钻机安装就位，底座和顶端应平稳，回转钻机顶部的起吊滑轮、转盘中心和桩孔中心应处于同一铅垂线上，其偏差不大于2cm。

确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。

（５）钻孔及成桩工艺
①试桩前应进行试成孔，以校对地质资料、检验设备及技术要求是否适宜；桩机就位必须铺垫平衡，立柱垂直稳定牢固，钻头对准桩位。

②开钻前必须检查钻头上的契形出料活门是否闭合；严禁开口钻进；钻孔过程中，未达到设计标高不得反转或提升钻杆，如因特殊情况要反转提升钻杆，应将钻杆提至地面，对钻头活门重新疏通、闭合；
③桩体混凝土采用超流态商品混凝土，砼坍落度180～220㎜；每天第一根桩钻进之前应先开动砼输送泵，泵水及砂浆疏通管道，然后泵送砼将管道中的砂浆压出管
道，润滑管通并使整个输送管道充满砼。

④压灌与钻杆提升配合好坏，将直接影响桩的质量，如钻杆提升晚，将造成活门难以打开，一般在钻杆提升30～50mm开始泵送砼为宜，避免泵压过大憋坏胶管。

如若活门打不开，将钻头提至地面，将活门疏通，并闭合好，重新钻进至设计桩底标高，重新开始压灌；选用24m3/小时泵速输送砼，15～20秒后开始提钻，对于600mm直径桩，提钻用Ⅲ-Ⅳ档平均提速 2.4m/分，输送砼用时7.5-9.0分钟。

提钻时避免在饱和砂土和饱和粉土层停泵待料。

灌至设计标高后班长指挥司泵继续泵送砼15-20秒，后停泵反抽，以保证超灌量不低于 1.2m，确保桩头质量。

⑤压灌应连续进行。

泵斗内要有一定容量砼，砼容量要高出进料口50mm以上，以防止吸进空气。

当泵斗砼面接近料口时，就及时通过口哨通知前台停止提升钻杆，待砼搅拌好后再进行压灌提钻。

⑥下钢筋笼，灌注砼完毕后，移机露出孔位，清除孔周渣土使钢筋笼对准孔位，利用平板振动器将钢筋笼下放到位，下放过程必须保证钢筋笼垂直度；
⑦钻进坚硬粘土层时遇钻机憋车，需将钻杆提离地面，清除钻杆上粘土，重新疏通钻头活门，闭合后慢速钻进；在淤泥层中钻进容易出现串孔现象，采取钻进时快速
穿过淤泥层，提升时加大泵量控制提速保证钻杆内砼高出地面2m以上。

(6)钢筋笼的制作与安装
①钢筋笼按照设计图纸及规范要求分段制作，焊接前应将钢筋调直并将表面油漆、漆皮、磷锈等清除干净，主筋对接采用机械连接，加强筋与主筋连接采用点焊，焊接要求接头应错开。

箍筋与主筋连接采用焊接形式，点焊时严禁烧伤主筋，同一截面钢筋焊接接头不大于接头总数的50%。

②钢筋笼采用在钢筋加工场内分节制作，采用加劲筋成型法。

为方便螺旋筋绑扎，现场采用定性模型进行主筋和螺旋筋的安放和绑扎。

并将加劲筋圈上做好主筋标记，将加劲筋和主筋调整好后焊接在一起，加劲筋后，转动骨架，将其余主筋和加劲筋焊接好，然后套入盘条筋，按设计要求布好螺旋筋并焊接在主筋上，梅花形点焊牢固。

③钢筋笼制作允许偏差：主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm，外径±10mm，长度±100mm。

④钢筋笼保护层厚度60mm，采用钢筋导航筋控制砼保护层厚度。

每个钢筋笼的自检点不少于10个，自检合格后需经监理人员检查验收。

(7)钢筋笼运输
制作成的钢筋笼，必须具有足够的刚度和稳定性，确保在运送、吊装和浇筑混凝土时不松散、移位、变形，必要时可增设加强钢筋。

骨架的运输无论采取何种方法运输骨架，都不得使骨架变形，应在平板车上加托架。

用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引，可运输各种长度的钢筋笼。

运输过程中专人指挥，防止发生交通事故。

(8)钻孔灌注过程中质量控制措施及处理措施
①测量员对轴线桩位进行复核，确保每根桩位置都符合设计要求，桩位正确。

②质检员对灌注桩施工的每一道工序认真进行复核，（钻机就位、桩体材料制备、桩顶标高等）严格按设计要求和施工验收规范进行施工，做好隐蔽工程验收工作。

③试验员严格控制砼质量，定期检查砼坍落度和易性，按规定做好试块及进行养护。

④钻孔过程中操作人员要密切注意钻进情况，发现钻杆剧烈抖动等异常情况应立即停机，技术管理人员立即采取措施予以解决。

⑤成桩过程中，为保证桩身质量，提钻速度要和灌注的桩体材料相匹配。

３、桩顶冠梁施工
边坡桩施工后，按桩顶冠梁，支撑的宽度要求进行放线挖槽，对冠梁不靠基坑一侧采用砖胎模外，其它采用木
模板施工。

钢筋现场加工包括除锈、调直、切断、弯曲成形绑扎。

钢筋型号、类别、物理性能在经过严格预检合格后方可使用。

钢筋接头要错开，箍筋开口位置不应在同一位置。

在节点处，要避免有接头存在。

钢筋绑扎时，按图纸要求预埋好预埋件。

浇注混凝土时可根据现场施工条件分段支模分段浇注。

振捣采用插入分段振捣密实。

４、预应力锚索施工工艺及试验
（１）材料与机具
①预应力筋
常用先张有粘结预应力筋的规模及力学性能见附表4-1。

先张现浇预应力混凝土施工采用其它规格、级别的钢绞线时，应符合《预应力混凝土用钢绞线》GB／T5224—2003的要求；本工程采用公称直径为11.2，抗拉强度为1860mpa，弹性模量为1.95×10。

mpa的高强度低松弛钢绞线。

②预应力锚固体系
现浇先张预应力端部锚具分为张拉端锚具和固定端锚具。

本工程采用一端张拉，锚具采用OHMl 5系列群锚。

张拉端锚具由夹片、锚板、锚垫板以及螺旋筋四部分组成。

预应力锚具应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB／T14370—2000及《预应力用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85—2002的规定。

③灌浆材料
灌浆用水泥应采用普通硅酸盐水泥，强度等级不宜低于32.5。

本工程采用强度等级为42.5的普通硅酸水泥。

水泥中宜掺入高性能外加剂，严禁掺入各种含氯盐或对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。

④机具设备
ａ、下料机具
波纹管及钢绞线的下料均宜采用砂轮切割机，不得采用电弧切割。

ｂ、张拉设备
张拉设备由穿心式液压千斤顶、高压电动油泵、压力表等组成，当预应力筋预留长度较短时宜使用前卡式千斤顶。

本工程根据设计要求采用不少于1000kn的后夹式穿心千斤顶。

ｃ、灌浆设备
灌浆设备主要包括高压灌浆泵和灰浆搅拌机。

灌浆泵必须能满足连续工作条件，并根据灌浆高度、距离、形态等选用，灌浆泵应配备计量校验合格的压力表。

（２）材料及设备复检
①预应力钢绞线检验
对预应力钢绞线质量审核包括：出厂质量证明书、见证取样检测。

检测内容：
ａ出厂质量证明书或试检报告单
ｂ外观检查：逐盘(卷)检查。

有粘结预应力钢绞线捻距应均匀，切断后不松弛，其表面不得带有油污、锈斑或机械损伤，允许有轻微的浮锈。

ｃ标牌检查：钢材品种、直径、强度级别、重量、出厂日期。

ｄ见证取样检测：抽取试样由有资质的单位作力学性能试验，3根1组。

本工程总重量仅21.509T左右，小于60T，故只做1组。

②预应力锚具检验
对使用的锚具质量审核包括：出厂合格证、见证取样检测。

检测内容：
ａ质量证明书或试验报告单
ｂ外观检查：从每批中抽1 0％的锚具且不应少于l 0套，本工程锚具为60套，故只取10套锚具，检查其外观质量和外形尺寸，锚板、夹片外形及表面质量应全部符
合产品标准，锚垫板外形尺寸应符合产品标准。

所抽全部样品均不得有裂隙纹出现，当一套表面有裂纹时，则本批应逐套检查，合格者方可进入后续检验组批。

ｃ见证取样检测：当设计对硬度有严格要求的锚具零件，应进行硬度检验。

应从每批样品中抽取5％的样品且不应少于5套，按产品设计规定的表面位置和硬度范围(该表面位置和硬度范围是品质保证保证条件，由供货方在合同中注明)做硬度检验。

试样由有资质的单位作硬度试验。

有一个零件不合格时，则应另取双倍数量的零件重做检验，仍有一件不合格时，则应对本批产品逐个检验，合格者方可进入后续检验批组。

本工程设计没有做严格要求，故可不做硬度检验。

ｄ因本工程一般性结构、锚具用量不多且设计末做要求，锚具的静载锚固性能试验按厂家提供为准。

③千斤顶的标定
检验及内容：
ａ提供有资质单位出具的标定报告
ｂ斤斤顶及油表检验期超过半年的，重新标定。

（3）施工（要点）工艺
①预应力筋下料、装配及运输
预应力筋的下料长度应考试设计曲线长度、张拉端外伸预留长度、弹性回缩值、张拉设备、钢材品种和施工方
法等因素，对采用夹片式锚具与穿心式千斤顶进行张拉的构件上的钢绞线，其下料长度L按下式计算：
ａ一端张拉时 L＝L0+L1+L2+L3+L4
ｂ两端张拉时 L＝L0+2（L1+L2+L3）
式中：L0——构件的孔道长度
L1——张拉端锚垫板厚度
L2——夹片式工作锚具厚度
L3——张拉端外露预留长度
L4——锚固端长度
预应力筋的下料应在平整的场地上直线定出下料长度，并在下料场地两端设置固定标志，每端有专人负责；切断前应将预应力筋拉直；用砂轮切割机切断，不得用电弧切割。

在预应力筋下料同时制作装配固定端，当固定端采用P型挤压锚时应采用专用设备对挤压套与锚垫板进行二次挤压以保证挤压套坚固在锚垫板上。

对所下的预应力筋做好分区及类型编号，必要时在其两端做出同颜色的标志并标明长度，以便布束张拉时识别，再用放线盘分别盘成直径红2.0m的圆盘。

预应力筋运至施工现场后要分区、分类推放。

露天堆放时，需覆盖防雨布，并用垫木垫起，不与地面接触，防止锈蚀、死弯。

在堆放期间严禁碰撞踩压。

②锚索制作
绑扎4束锚索时，每隔1.5-2m设置一个定位隔离支架，灌浆管力Φ25塑料软管，锚索编制要求线型流畅，不能交叉。

③预应力筋穿束
根据工程的具体情况可采用人工穿束。

将成孔后锚孔内所需的预应力筋先绑扎成束后一次性穿入孔道内。

④预应力筋张拉
本工程预应力筋张拉，设计要求混凝土强度达到设计强度后方可进行张拉。

在浇注构件混凝土时应留置同条件养护试块，当留置混凝土试块抗压强度达到设计要求时方可张拉。

张控制应力按设计文件要求，且不应大于钢绞线强度标准值的75％。

本工程设计要求张拉控制应力为每孔设计拉力为65KN，预加轴力为锚索设计拉力的30%—80%.
预应力构件的张拉顺序，应根据结构受力特点、施工方便、操作安全等因素确定，一般分部位、分段张拉。

各部位应遵循对称、均匀原则。

预应力筋的张拉方法应根据设计和施工计算要求，本工程采取一端张拉。

同一束预应力筋，应采用相应吨位的千斤顶整束张拉，当各根预应力筋不受叠压时可采用小型千斤顶逐根张拉。

特殊预应力构件或预应力筋，应根据要求采取专门的张拉工艺。

如分段张拉、分批张拉、分级张拉、分期张拉、变角张拉等。

预应力张拉施工中，质量控制以应力控制为主，测量张拉伸长值作校核。

预应力筋张拉理论计算伸长值：
式中：NP ——预应力筋的平均张拉力，取张拉端拉力扣除孔道摩擦损失后的拉力平均值；
LT 广预应力筋实际长度
AP ——坝应力筋截面面积
Es ——预应力筋实测弹性模量
张拉预应力筋的理论伸长值与实际伸长值的允许偏差值按设计要求控制在±6%以内，如超出范围，查明原因并采取措施予以调整，方可继续张拉。

设计无具体要求时，一次张拉端锚固程序可采用：
0→1 0％σcon →105%σcon （持荷2min ）→σcon →锚固 或0→10%σcon →103%σcon →锚固
⑤孔道灌浆
灌浆用水泥浆的水泥宜用不低于32.5等级的普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比不应大于0.45，拌制后3h 泌水率不宜大于2％，且不应大于3％。

泌水应能在24h 内全P T
P S
N L L A E
部重新被水泥浆吸收。

水泥浆宜掺入外加剂，外加剂应不含氯盐且对预应力筋无腐蚀作用。

水泥浆要严格按配合比配料，搅拌时间应保证水泥浆混合均匀，一般需2—3min。

灌浆过程中，水泥浆搅拌应不间断，水泥浆用筛网过滤，以免灌浆时堵管。

灌浆时将灌浆机出浆口与灌浆管相接，并确认连接处紧密后，开动灌浆泵加压灌入水泥浆，水泥浆由孔底返到孔口，当孔口流出浓浆后1-2min。

⑥预应力端部封锚
张拉、灌浆后，用砂轮切割机切掉张拉端多余的预应力筋，预应力筋的外露长度不宜小于其直径的1.5倍，且不宜小于30mm，用环氧树脂涂封锚具及外露预应力筋，封闭前应将锚具周围的混凝土凿毛、冲洗干净，凸出式的锚头宜配置钢筋网片，用微膨胀细石混凝土进行封闭。

５、锚杆土钉支护工程施工工艺
（１）修整坡面
每层开挖到位后，人工修整坡面，平整达到喷锚要求。

在大体整平坡面上按设计要求由技术人员定出锚杆施工孔位，做出明确标志，不能由钻孔作业人员目测而定。

（２）锚杆施工
①成孔：采用成孔后清除干净孔内的土渣。

②杆体制作：采用ф20的螺纹钢筋，清除油污、膜锈等，按设计要求下料，制作并设置好托架。

此项工作与
钻孔同时进行。

③杆体安放：安放时要防止钢筋杆体弯曲，头部距孔底100～200mm，杆体放入角度要与钻孔角度一致。

④浆液制备：按设计要求选用425#普通硅酸盐水泥，采用水灰比为0.5的纯水泥浆。

用滤网在倒灰和出浆时两次过滤，防止杂质进入浆液。

本项工作与锚杆安放工作同时进行。

⑤注浆：采用孔底反向注浆法，注浆后并应在4小时内补浆。

注浆要饱满。

⑥、锚杆成孔遇到不明障碍物时，应立即停止，研究确认无害时，再继续施工。

６、挂网、喷混凝土
（１）、工程概况
基坑喷锚支护面板厚度为100mm，土方开挖并修整坡面，锚杆及钢筋网片绑扎完成后喷砼100mm厚，土钉墙面层砼强度等级为C20。

网筋采用Ф10钢筋，网度为200*200，加强筋2Ф16。

（２）、喷射砼
①、喷射砼选用42.5#普通硅酸盐水泥、干净的中砂、粒径5-10㎜的碎石。

②、混合料根据质检部门所确定的配合比拌制。

③、喷射砼：
ａ采用性能稳定良好的砼喷射机，选用9m3以上的空压机。

ｂ输料管应能承受0.8Mpa以上的压力，并具有良好的耐磨性能，供水设施应保证喷头处有足够的水压，一般为0.2Mpa。

水泥与砂石之比重量一般为1：4-1：4.5，砂率45-55%，混合料应拌均匀，搅和时间不少于2分，且随拌随用，不掺速凝剂时，存放时间不应超过2小时，当坡面土体湿度大时，宜掺入适当的速凝剂，一般速凝剂不和混合料一起大量拌制，临时需要，临时加入。

喷射砼作业前，需对机械设备、风、水管路和电线进行全面的检查和试运行，清理受喷面，埋设好控制喷射砼厚度标志，确保喷射厚度符合设计要求，同时也保证钢筋网片喷浆后不外露。

ｃ喷射砼体应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序自上而下进行，喷射时应控制好水灰比，保持砼面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。

喷射砼终凝2小时后，应喷水保养24小时后，方可进行下层土方开挖。