(中国建筑第四工程局有限公司 广东 东莞 523000)
[摘要]本文结合桑园社区银贵路回迁房项目基坑支护,简单介绍了预应力锚索施工时遇到地下硬岩,如何成孔的施工工艺。通过项目实践证明,遇到毛石等硬岩层时,常规钨金钻头无法钻透,需要使用金刚石合金钻头穿透硬岩层,并通过风炮头+空压机将管中岩石震碎冲排出管后成孔,确保锚索施工。
[关键词]锚索,硬岩,金刚石合金钻头,风炮头,空压机
1、工程概况
1.1工程整体概况
桑园社区银贵路回迁房项目位于东莞市东城街道桑园社区,项目西侧临近已建办公楼和厂房,东临居民区,南临市政路,北临桑园广场,占地面积约为1.2万㎡,总建筑面积约为6.7万㎡,拟建3栋住宅楼,最大建筑高度为99.95m。
1.2基坑支护设计概况
本项目基坑深度为8.2~12.4m,支护总周长为447.5m,支护面积约为12184㎡,采用灌注桩+预应力锚索+支撑梁的支护形式。本基坑分为7个剖面,其中AB、BC、DE、EF段剖面分别设有4排预应力锚索,CD、FG段剖面分别设有3排预应力锚索,GA段剖面设有2排预应力锚索。
本工程场地原为池塘,由大量的土回填而成,回填已有10余年之久。
图1基坑支护平面图
2、存在问题
锚索机在施工EF段(位于场地南侧)首排锚索至水平距离约20m时,出现钻头难以钻入,钻头磨损严重且无法成孔的情况。通过现场多次调整锚索入孔角度,仍无法成孔。
3、分析原因
(1)该处位于用地红线以外,无勘察报告资料,暂无法确定地下障碍物。
(2)常规锚索机钻头为钨金钻头,可穿透强风化岩层,难以进入中风化、微风化、和未风化等硬岩层。
(3)据了解,场地南侧以外20m左右为原池塘堤坝,堤坝由毛石堆砌而成,厚度约4~5m。
4、处理方案
根据现有了解信息,基本确定该地下障碍物为堤坝。毛石属于未风化岩,强度高,钨金钻头无法穿透该岩层,因此在堤坝处无法继续成孔。为保证锚索施工能顺利穿透堤坝并成孔,现需要将常规钨金钻头更换成金刚石合金钻头钻穿堤坝层,再通过风炮头+空压机将管内石块冲碎并全部排出管外。
5、施工工艺
锚索孔位测量、放线定位→锚索机钻杆就位→锚索机在外套管上安装金刚石合金钻头,钻透堤坝层→在外套管内安装风炮头和对应转杆,端部连接至大功率空压机→风炮头钻至岩面,利用炮头锤击和高气压将石块冲碎成石渣,并通过气压将石渣排出套管→取出风炮头和内部转杆,继续利用套管和金刚石合金钻头转至设计深度。
(1)锚索机外部套管为高压防爆空心管,在钻进土层过程中需一直注水,泥水通过套管不停转动从管内排出。钻至堤坝处后,钻杆前进的速度明显减慢。
(2)当外部套管穿透堤坝后,在动力头处断开外部套管并在内部接入风炮头和对应的转杆,安装足够数量转杆后,将风炮头钻至套管内岩石处,转杆尾部接入空压机。风炮头处设有两个出气孔和高强度钨钢珠,通过转杆转动,在高压冲击和风炮头锤击双作用下,将套管内的岩石冲碎成石渣,并通过高压将石渣冲排出套管外,直至将管内石渣全部排出。
(3)当套管内的石渣全部排出后,取出风炮头和内部转杆,动力头重新接上外部套管,利用金刚石合金钻头继续钻进成孔,直至到达设计要求。
图2钨金钻头 图3锚索机动力头
图4金刚石合金钻头 图5风炮头
图6风炮头进气口 图7空压机
图8套管内接入风炮头 图9高压冲排套管内石渣
6、注意事项
(1)锚索机钻孔前,必须检查钻机定位情况,保证钻机的定位精度。
(2)锚索机外部套管钻至硬岩层时,要低速低压推进,钻进过程中一定要控制转速,以免速度过快导致钻头过度磨损不利于钻进。
(3)当使用风炮头和空压机冲排套管内石渣时,施工人员严禁正对套管,需远离喷射范围,保证安全距离。
(4)使用风炮头破除套管内石块时,尽量控制推进速度,不宜过快,防止碎石卡住钻头处。
7、结语
以上硬岩层中锚索成孔工艺,在桑园社区银贵路回迁房项目基坑支护锚索施工过程中,取得了较好效果,有效保证了工期和施工质量,同时也取得了良好的社会经济效益。
参考文献
[1]《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086-2015),住房和城乡建设部.
[2]《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22-2005),中国工程建设标准化协会.
[3]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012),住房和城乡建设部.