囊式扩大头抗浮锚杆施工要考虑到综合要素,并选择适合的施工方式,施工过程中应该注意的关键控制点有4个,接下来我们依次讲解一下的技术及应该注意的事项。
1、旋喷扩孔
(1)扩径采用素水泥浆,水泥强度不低于42.5的普通硅酸盐水泥;水泥用量按照设计图纸执行;扩大头囊体内水灰比为0.45,囊外水灰比为1.0,扩孔喷射压力不小于25MPa,喷射时喷管匀速旋转,匀速扩孔2遍。
(2)当钻孔深度达到设计要求后,增大喷射压力至25~30MPa,以15cm/min的提升速度及15r/min的转速进行高压喷射扩孔。
(3)采用测量孔外钻杆长度来推算扩孔长度,当扩孔长度达到设计要求后,为了确保扩体段直径满足设计要求,对扩孔段进行复喷,且喷射泥浆采用水泥浆。
(4)旋喷扩孔完毕后将钻杆提出孔外,立即用大量清水清洗钻机及高压泥浆泵及管路。
(5)注意事项。
喷射扩孔时,实时监测浆液状态、喷射流量、压力、钻杆转速及提升速度等施工参数,确保其符合设计要求。
在高压喷射扩孔过程中,不得中断喷射;一旦出现喷射中断,再次喷射时,搭接长度不小于100mm,且间隔时间不大于30min。在高喷段进入较硬土层后降低钻进速度。提升喷射压力。
高压喷射用水泥浆应经滤网过滤,泥浆及水泥浆应采用二次搅拌,并在泥浆转移过程中进行过滤,以防发生堵管事故,影响正常施工进度。
高压喷射用水泥浆,水灰比1.0。
标高控制,若在自然地面施工,施工现场开挖后用水准仪测量各做作业面的标高,计算出每个锚杆孔位的空孔长度,在送锚器上做标记。
2、机械扩孔
(1)打开机械扩孔器的扩孔臂,将钻头插入锚孔并至底,向前用力顶进钻杆使钻头抵住孔底,使扩孔器的扩孔臂的完全打开,然后正转钻杆将扩孔臂锁定在完全打开状态。
(2)前进扩孔(正转),首先用高压泥浆软管将高压泥浆泵与中空钻杆连接,由高压泥浆泵加压后的大量清水经连接管路从机械扩孔器的喷嘴喷出(约100L/min);然后缓慢转动钻(约5r/min)杆使扩孔臂开始切削锚孔周围的土体,切削下的土体与钻头喷出的大量清水混合成泥浆并被携带出锚孔外,从而在扩孔器周围形成较大的孔径(设计尺寸);随后增大钻杆转速(约15r/min)并推进钻杆向前钻进(20cm/min),向前钻进的同时由旋转的扩孔臂不断切削前进方向的土体,切削下的土体由钻头喷出的大量清水带出水孔外;当扩孔长度达到设计长度时,进一步增大钻杆转速(大于20r/min),钻机带动钻杆作往复运动,对扩孔段进行复扩,同时不停地注入大量清水进行清孔;z终形成一个直径大于设计尺寸约50mm的圆柱形锚孔。
(3)闭合扩臂(扩孔完毕),当机械扩孔完毕后,钻杆停止转动,再次用力向前推进钻杆使钻头抵住孔底,然后快速反转钻杆约1/8圈,将机械扩孔器的自锁装置打开,随后后退钻杆,使机械扩孔器的扩孔臂在内置弹簧的作用下自动闭合,z后将钻杆及扩孔器一并退出锚孔外。
(4)注意事项。
反转钻杆打开扩孔器自锁装置时,反转行程不得超过1/2圈,以防分段式钻杆脱扣而掉落在孔内。
在进行机械扩孔时,可以通过钻机的摆动情况,判断扩孔器扩臂是否正常工作。
扩孔时必须注入大量清水进行清孔,以便排清机械扩孔作业时产生的大量渣土。
3、囊内压力注浆
(1)采用二级搅拌制配无泌水水泥浆,水灰比0.45;并在水泥浆转移过程中采用过滤网对其进行过滤,以防发生管路堵塞。
(2)待扩体锚杆下放到锚孔的设计深度后,由泥浆泵将制配好的水泥浆压灌入挤扩体囊内,在孔底旋喷扩体段形成一形状规则的水泥结石体,强度高且性能稳定。
(3)水泥浆灌注完毕后,及时拆除注浆管并回收锚孔内注浆管,随后对注浆系统进行清洗;可将剩余部分水泥浆灌入锚孔内。
(4)囊内:P.O.42.5普通硅酸盐水泥,水灰比W/C=0.45,求单方1m3水泥浆水泥和水的用量。
解法:水灰比为0.45水泥浆密度为
3.1×(1+0.45)(/1+3.1×0.45)=1.877t/m3。
据水灰比W/C=0.45,单方水泥浆解得:C=1294kg/m3,W=583kg/m3。
囊内水泥浆体积:
1.65×3.14×(0.45×0.45-0.040×0.040)/4=0.26m3。
囊内水泥用量C1=1294kg/m3×0.26m3=336.44kg。
(5)注意事项。
注浆距离(注浆管的出浆口至孔底的距离)不宜大于300m。
无泌水水泥浆的搅拌量根据囊体扩张后的体积计算。
向挤扩囊体内灌注无泌水水泥浆时,采用双指标控制其灌注总量。通常注浆压力控制在0.5~1.5MPa,灌注量由搅拌桶内泥浆剩余量来推算。
在对锚孔内注浆管回收操作中,一定要注意用扳手转动注浆管的方向(顺时针);一旦注浆管转动方向相反,通常会引起注浆管中间接口处脱节,无法全部回收注浆管(钢管),造成不必要的浪费。
4、锚孔注浆
(1)采用二级搅拌制配水泥浆(可回收利用灌注囊袋剩余部分水泥浆),水灰比1.0;并在水泥浆转移过程中采用过滤网对其进行过滤,以防发生管路堵塞。
(2)完成囊袋内无泌水水泥浆灌注后,将锚孔内除注浆管与囊体脱离。然后通过脱离后的锚孔内注浆管进行锚孔补浆。
(3)锚孔内补浆完毕后立即拔出注浆管,进行下一锚孔注浆或用大量清水对管路进行清洗。
(4)注意事项。
注浆管出浆口应在已灌注好的囊袋上部约30cm;注浆过程中应适当晃动锚孔注浆管,以便注浆管能顺利拔出。