套管跟进成孔预应力锚索的应用

套管跟进成孔预应力锚索的应用
预应力锚索施工质量在深基坑支护中起着尤为关键的作用；保证锚索施工质
量是一项相当重要的技术难题。

特别在地下水位相当高，地质情况复杂、地质条
件相对较差、易流沙和易坍塌地层地质条件下的预应力锚索施工，采用普通锚索
钻机螺旋钻进直接成孔施工时易造成塌孔，不仅锚索施工质量得不到保证，同时
将引起地面沉降，造成周围建筑物不均匀沉降，不能满足锚索施工质量和深基坑
支护的安全要求。

为促进深基坑支护技术的发展，较好地解决复杂地层地质条件
下的预应力锚索施工这一难题，以齐河县第一小学片区棚户区改造项目总承包(EPC)深基坑支护预应力锚索施工为例形成了套管跟进成孔预应力锚索施工工法。

采用套管跟进成孔钻机，预应力锚索施工采取全套管跟进成孔施工做法能很好的
保证锚索施工质量和深基坑支护的安全。

正文
1、套管跟进成孔预应力锚索特点
锚索套管跟进成孔施工方法在深基坑支护工程中应用，施工时受地质变化及
地质影响较小，操作简便、成孔速度快、工效高、造价合理；在深基坑支护施工
中能做到安全、可靠。

锚索施工采用套管跟进成孔方法与普通钻机螺旋钻进直接成孔方法相比，在
流沙和易坍塌地层地质条件下施工，不会造成塌孔，锚索施工质量能得到切实保证，一次验收张拉合格率100%，同时能减免锚索施工引起的地面沉降，确保基坑
周围建筑物的安全。

2、套管跟进成孔预应力锚索工艺原理
预应力锚索套管跟进成孔施工方法是锚索钻机成孔采用外套管先打进，然后
用接有高压水泵的内钻杆将套管内土体通过机器钻进压力和水压力将土体稀释成
泥浆并且排出孔外的方法成孔。

成孔施工结束后拔出内钻杆，进行第一次常压注
浆，第一次常压注浆结束后，在套管内进行钢绞线下放，然后进行一次高压注浆、拔出外套管，最后进行劈裂注浆、锚索张拉锁定、锚索试验等工序。

拔出外套管
后即可进行下一根锚索施工。

3、套管跟进成孔预应力锚索施工方法
钻机钻孔开钻前，根据设计要求和土层条件，定出孔位，作出标记。

并按预
应力锚索设计角度，用坡度测量仪调整好角度，然后开始钻进。

以上工作准备完成后即可移动钻机就位进行钻孔作业。

锚索钻机成孔采用外
套管先打进，套管跟进成孔钻机通过钻机配置的前回转动力驱动跟进套管，钻机
一次驱动的一节套管长度一般为3m，一节套管驱动进入后通过套管上的套丝拧紧
连接后连续驱动每节套管进入；然后用接有高压水泵的内钻杆将套管内土体通过
机器钻进压力和水压力将土体稀释成泥浆并且排出孔外的方法成孔；成孔至设计
扩大头深度时，外套管停止跟进，启动扩孔设置扩孔器自动张开进行扩孔，反复
冲击，形成扩大头锚索，能更有力地保证锚索的张拉作用。

锚索钻孔时，为保证周边环境及建筑物的安全，钻孔施工采用往返循环跳打
的方式，沿孔位方向每隔4个跳打一个，往返循环。

锚孔水平定位偏差不宜大于
20mm，锚孔水平方向孔距垂直方向允许偏差不宜大于100mm，锚孔偏斜度不应大
于5%，钻孔深度超过锚索设计长度应不小于0.5m，终孔后清孔要彻底，并立即
插入注浆管距孔底100-200mm开始灌浆。

锚索采用7束Φ5钢绞线制作，先用切割机将钢绞线原材切割成等长度(长
度为设计长度加1.5m)，每根钢铰线误差小于50mm，在平坦无泥的加工场地加工。

锚固段沿钢绞线长度方向每隔2.0m设置安装—个五角星塑料定位架线环，用火
烧丝绑扎牢固。

每束钢绞线自由段用PVC管套住，PVC管接头和两端用透明胶布
缠紧裹严密，从而保证自由段不沾接水泥浆液和充分自由要求。

二次注浆管从定
位器中间穿入并沿钢绞线通常布置固定。

锚索加工检验合格完后，方可下放。

杆
体放人孔内后，外露张拉长度不小于1.0m(以桩外边为准)以便千斤顶的安装和试
验张拉。

为了提高锚索受力，一次注浆与二次注浆都使用纯水泥浆，水灰比为0.5(一
次注浆水灰比宜为0.45-0. 50的水泥砂浆，二次注浆水灰比宜为0.45-0.55的
水泥砂浆，)，搅浆用水为自来水，水泥为425#普通硅酸盐水泥。

一次注浆分为—次常压注浆和一次高压注浆两次进行。

一次常压注浆：每个孔成孔施工结束后拔出内钻杆，用高压水冲洗钻孔，即
可进行锚索一次注浆。

将Ø25的塑料注浆管插入距孔底100-200mm进行第一次注浆。

由于注人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2
分钟即可。

一次高压注浆：第一次常压注浆结束后，按设计要求沿套管把钢绞线放入孔内，然后拨出一节套管，在管内注满水泥浆，并在管口加盖高压注浆帽，继续注浆。

管内水泥浆在高压作用下，向锚固段土壤扩散，渗透压缩周边土体，稳定2
分钟后卸管，再拨出一节套管，并继续上述过程，直至拨管至自由段时停止注浆，继续拔管至完成。

拔管后应注意检查锚索杆体是否正确。

二次注浆为劈裂注浆，注浆压力宜控制在2.5～5.0MPa，注浆时间根据注浆
工艺试验确定，当一次注浆锚固体强度达到5Mpa后进行。

其目的是再次向锚固
区段注浆，使第一次注浆体被劈裂，浆液在高压下被压人孔内壁的土体中，使锚
索能牢固地锚在岩土中。

压浆管为胶管，在制作钢绞线就绑扎在钢绞线中的定位
架线环中。

施工中为了使二次注浆达到设计的效果，在—次注浆中必须将锚固段
完全注满浆。

锚索固体的强度大于20Mpa，达到设计强度80％时，可进行锚索张拉锁定。

注浆体强度检验用试块的数量每30根锚索不应少于一组，每组试块不少于6个，一般锚索张拉的时间定为二次注浆后7天进行张拉。

锚索张拉顺序应避免相近锚
索相互影响，采用往返循环张拉的方式，每隔3根锚索张拉一根。

张拉时的荷载
应根据不同的千斤顶进行计算，张拉分预张拉和锁定张拉两种，预张拉力应分级
施加。

张拉采用油压式张拉机和千斤顶进行整体张拉；张拉前先将10mm厚钢垫
板放好并与腰梁槽钢简单焊接保证张拉过程中钢垫板不移位。

锚索宜张拉至设计
荷载的1.05-1.1倍后，待额定压力稳定后按设计要求锁定。

对锚索支撑进行基本试验和抗拔力试验，以确定锚索的极限承载力，掌握锚
索体在不同凝固期(3天、7天、14天)抵抗破坏的安全程度，揭示锚索注浆完成后，锚索抗拔力达到满足设计要求的时限。

制作好用于基本试验(3条)和抗拨力
试验的锚索，并满足试验的现场要求；注浆满3天、 7天、和14天时，分别进
行一根锚索的基本试验；锚索基本试验采用循环加荷，记录各级荷载下的锚索位
移等情况。

锚索抗拔力试验加到最大试验荷载，观测15min测读3次锚索位移，然后卸荷至锚索设计荷载进行锁定。

结语
齐河县第一小学片区棚户区改造项目总承包(EPC)基坑支护设计施工前，根
据对基坑的工程地质和水文地质以及基坑开挖深度进行分析，并结合基坑周围建
筑物的重要性情况考虑，基坑支护设计采用桩锚支护形式。

由于基坑的地下水位
相当高，地质是冲积粉土，属于地质情况相对较差、易流沙和易坍塌的地层地质
条件。

在此种地层地质条件下进行预应力锚索施工若采用普通钻机螺旋钻进直接
成孔，很容易造成塌孔，锚索施工质量得不到保证，且会因塌孔引起地面沉降，
造成基坑周围建筑物的不安全。

鉴于锚索施工质量对于基坑安全的重要性，经过
对锚索施工方法进行比较分析，决定采用套管跟进成孔施工方法进行锚索施工。

此方法操作简便、成孔速度快、施工质量能得到保证、造价合理。

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