滨海潮间带土层抗拔锚杆施工工艺实践.pdf

普资汛lup:
2008年第5期
探矿工程(岩土针掘工程)
滨海潮间带土层抗拔锚杄施工工艺实践
金成文
(青岛地质工程勘察院,山东青岛26001)
摘要:在详细地分析了石老人海水浴场工程地质、环境条件和前期试验成果后,对该工程的抗拔锚杆施工方案进
行了大胆的设计,并在施工过程中进行了合理的优化和改进,取得了良好的施工效果,达到了预期的目的。
关键词:滨海潮带土层;抗拔铺杆;跟管钻进;注浆
中图分类号:rU473.2文献标识码:B文章编号:1672-7428(2008)05-0049-03
在滨海沙滩区,地下水与海水水力联系密切,水
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位变化与潮汐活动相关,地层多为松散~稍密的砂
层,在这种环境中进行土层锚杄施工有3大难点
拟建地下车库
是成孔难,孔壁坍塌严重,有时似在钴进成孔,而实
际上只是钴具往地层里挤,提钻后又恢复原样,难以
形成钻孔;二是地下水水位变化与潮汐活动相关,地
下迳流紊乱,浆液不易在锚杄体处凝固,造成铺杆体
さア--“坑边界线g
完整性差、抗拔力低;三是孔口溢浆严重,浆液易随
地下水从孔口溢出,造成桩体根基差、抗拔力低。
2005年6月,我公司完成的石老人海水浴场地
图1石老人海水浴场地下车库位置示意图
下车库抗拔锚杄工程,其地层即为滨海潮间带砂层,
抗拔锚杄工程的施工场地位于基坑中,基坑深
在垂直锚杆、尤其是垂直士层锚杆的施工理论尚不5.0~6.0m,坑底低于海平面约4.10m,坑底已浇注
完善与成熟(锚杆理论多为斜锚杆)的条件下,根据混凝土垫层(厚100mm),场地平整。
该工程具体情况,经反复试验、研究、讨论,最终采用
坑中水须连续降水。
泥浆护壁、压力注浆(浆液中掺入添加剂)、大范围2.2工程地质条件
快速施工工艺施工,取得了较为理想的效果。
坑底以下地层共有4层,简述如下
①细砂,黄褐色,饱和,松散,厚4.0~5.0m;
1工程概况
②含淤泥细砂,灰黑色,饱和,松散,厚3.5
拟建地下车库位于青岛市石老人海水浴场的南4.5m,含泥量20%~30%;
侧海滩上,该场地原为海底,后经人工填海形成沙
③粗砾砂,黄褐色,饱和,稍密~中密,厚4.0~
滩,根据工程设计,将原回填沙土挖除修建地下车5.0m,成分以长石英和长石为主,夹有粉质粘土薄
库,拟建车库1层,平面形态呈直角梯形,东西长层或透镜体:
133.20m,南北宽24.90~43.75m,见图1。
④强风化花岗岩,黄褐色肉红色,粗粒结构,
拟建车库底板低于海平面约4.00m,因此为防块状构造,裂隙发育,结构构造已破坏,部分矿物粘
止车库被地下水浮起,须对地下车库施工抗拔锚杄
土化,手搓呈砂砾状。
共设计抗拔杆100根,错杆设计直径130mm,单2.3水文条件
根锚杄设计抗拔力110kN。
拟建场地原为海底,后经人工回填形成沙滩,高
潮时海水距基坑边缘20~30m,低潮时海水距基坑
2施工条件
边缘40~50m,因此地下水与海水有密切水力联
2.1场地条件
系,水位变化与潮汐活动密切相关,涨潮时基坑内涌
收稿日期:2007-07-12
作者简介:金成文(1974-),男(汉族),山东青岛人,青岛地质工程勘察院工程师,水文地质与工程地质专业,从事岩土工程、生态地质工程
勘察、设计与施工管理工作,山东省青岛市徐州路79号,jew_qd@163.co0m
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探矿工程(岩土钻掘工稈)
2008年第5期
水量明显增加,落潮时基坑内涌水量减少。
东大范围、快速施工;
影响场区的潮流为往复流,属正规半日潮,张潮
(2)水泥浆浆液中须添加减水早强剂(2%)、膨
时流向左旋,落潮时流向紊乱。
胀剂(≥10%)
2.4止水帷幕施工情况
(3)锚杆底部进入强风化花岗岩不少于2.0m
拟建工程在前期施工过程中仅进行了半帷幕止
(4)施工过程中视孔口溢浆情况进行二次注浆
水,止水帷幕底端仅低于基坑底部5.0~6.0m,末4.2工艺优点
切断帷幕内外水力联系,且受地下迳流影响,帷幕体
(1)采用泥浆护壁可以连续、快速施工;
连续性和整体性差,止水效果差,地下水从基坑内降
(2)由南向北、自东向西、自西向东大范围施
水井中自动涌出。
工,可使已成形锚杆及锚杄周围浆液起减羯地下迳
流作用、减少地下迳流对新灌水泥浆的潜蚀
试验情况
(3)添加减水早强剂可以缩短浆液初凝时间
因该场地工程地质条件复杂,影响抗拔铺杄抗减少地下迳流对水泥浆的潜蚀
拔力的因素较多,因此,为保证工程质量,抗拔施工
(4)添加膨胀剂可使浆液在凝固时产生膨胀,
前进行了一系列试验,试验结果见图2
使桩体与周围上体紧密结合,减少泥浆护壁形成的
100
粒长9.5n,添加
泥皮对土体摩阻力的影响。
膨胀
柱长9.Dn,添加
2%诚水早强剂
长:9.5m
施工情况
柱长7.m
施工方案确定以后,我单位组织人员、设备按确
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定的施工方案进行大面积施工,施工期间共调用
XY-1、GXY-150型工程钴机30台,历时10天,完
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成抗拔锚杄1100根,17050.0延米,钢筋拉杆制作
地下水情况
18150m,质量114.67t,共计灌注水泥850t、各种添
图2桩长、添加剂及地下水对锚杆极限抗拔力的影响图
加剂近70t
地下水情况说明:为便于比较,试验过程中将平潮期间、帷
幕体连续性好的试验段的地下水情况定为100,反之定为0
6施工中遇到问题及对策
试验表明:
6.1地下迳流强地段难成孔、成桩
(1)在施工工艺不变的情况下,锚杆的抗拔力
受地下迳流的影响,基坑南侧止水帷幕连续性
与地下水活动强度成反比,尤其在涨落潮期间,抗拔和整体性较差,局部地段存在缝隙,地下迳流非常
锚杄的抗拔力明显低于平潮期间;
强,采用泥浆抑壁也难以成孔,山此分析,在如此强
2)在其它施工工艺不变的情况下,抗拔锚杆的地下迳流条件下,即使采用跟管钻进成孔,注浆后
的抗拔力与膨胀剂、减水早强剂的添入量成正比,但水泥浆也难免被地下迳流潜蚀殆尽,工程质量难以
减水早强剂掺入到一定程度后灌浆难度增大乃至不保证,因此,为能连续、快速施工、保证锚杆施工质
能灌注;
量,采用下列对策
3)在其它施工工艺不変的情况下,采用套管
(1)采用跟管钴进工艺成孔;
护壁较泥浆护壁的锚杆的抗拔力高,但注浆后套管
(2)为保证水泥浆不被潜蚀,注浆后套管不再
难以顺利拔出,施工速度太慢,经济效益低。
拔出;
(3)为保证工程质量,在套管上钻密度适中的
4施工方案
小孔作为水泥浆流出套管的通道
根据拟建场地的工程地质条件、水文条件、试验
(4)将注浆管插至孔底自下而上灌注水泥浆,
情况及抗拔锚杆的设计抗拔力,综合考虑地层、棊坑且待孔口有纯水泥浆溢出后将孔口封住,采用高压
开挖、潮汐活动等各类影响因素,最终采用泥浆护壁注浆以增加单孔