岩石锚杆基础施工方法

2015-09-08 2573 0

  摘要:通过简要介绍基础,阐述了施工需做好的准备工作,进而介绍了具体操作:先在岩石的原状结构上用专用机械打孔,打好孔后清渣、洗孔,然后在安放好锚孔用的钢筋、地脚螺栓后进行混凝土浇制。
 
  岩石锚杆基础是将地脚螺栓直接固定于灌浆混凝土的岩石孔洞内,借助岩石本体、岩石与砼浆、砼浆与地脚螺栓间的黏结力来抵抗上部杆塔结构传来的外力,以保证对杆塔结构的锚固稳定。为保证施工质量,选用一种好的施工方法尤为重要,因此,详细介绍了岩石锚杆基础施工方法,用于指导施工。

  1基础特点
 
  1.1开挖及钻孔要求
 
  岩石锚杆基础的开挖及钻孔需满足以下3点要求:①应保证岩石构造的整体性不被破坏;②孔洞中的石粉、浮土及孔壁松散的活石应清除干净;③岩石成孔后应立即安装地脚螺栓,并浇筑混凝土,以防孔壁风化。
 
  1.2地脚螺栓安装及混凝土浇筑要求
 
  地脚螺栓的安装及混凝土的浇筑有以下几点要求:①地脚螺栓的埋入深度不得小于设计值,安装后应采取临时固定措施;②浇筑混凝土时,应分层浇捣密实,并按现场浇筑基础混凝土的规定养护;③孔洞中浇筑混凝土的量不得低于施工设计的规定值;④对浇筑的混凝土的强度检验应以同条件养护的试块为依据,试块的制作应每基取一组;⑤浇筑钻孔式岩石基础时,应采取相应的措施减少混凝土的收缩量(比如添加减水剂、膨胀剂等)。
 
  1.3施工允许偏差要求
 
  岩石锚杆基础施工允许偏差需满足以下2点要求:①成孔深度不应低于设计值;②钻孔式的孔径允许偏差为±20mm,0.
 
  2基础施工说明
 
  岩石基础的混凝土标号为C30,其中,碎石为细石,单粒级为10~20mm。混凝土标号C30要求掺减水剂、膨胀剂,其中,减水剂的掺量与水泥的比例为1∶50,膨胀剂的掺量与水泥的比例为1∶10(替代水泥用量)。地脚螺栓保护帽的混凝土标号为C10。基础钢材为I、II级钢材,地脚螺栓(螺杆、螺帽)为35号优质碳素钢,锚固钢筋及垫板采用Q235钢。
 
  3基础施工方案
 
  直锚式(锚杆)岩石基础施工必须遵守《输电线路施工及验收规范》的各项规定,并按设计院提供的图纸与和设计文件施工。如果在施工中发现与原设计地质条件不符,应立即会同设计单位研究处理方法。
 
  3.1施工准备
 
  3.1.1技术准备
 
  技术准备工作包括以下3方面的内容:①施工技术负责人应熟悉并掌握设计图纸与说明,了解设计意图和主要设计原则;②根据设计要求进行细石混凝土配合比设计;③施工技术负责人应向岩石基础施工的全体工作人员进行全面、细致的技术交底,使他们弄懂弄通相关内容。
 
  3.1.2现场准备
 
  现场准备工作主要包括以下几项内容:①施工前,施工单位应组织相关专业人员会同设计人员,复查实际采用岩石基础的桩号和型式,尽量避免失误。②经复查无误后,按设计要求清理施工基面,铲除覆盖土层,使基面岩石全都暴露出来。清理范围应从孔径边沿各放宽0.5m,并在孔径附近留有放置钻孔设备的位置。③按设计要求开挖出坑口,接近上部方形坑底后,将定做的固定钢板锚固。④施工基面标高的要求。对于直锚式岩石基础,各腿之间的地面高差不应超过10mm。如果岩石不易铲平,可在浇筑地脚螺栓后用水泥砂浆抹面找平。需要注意的是,应保证地脚螺栓露出基面。⑤用经纬仪准确确定各塔腿中心和各地脚螺栓钻孔的位置,并作出明显的标记,再用地脚螺栓样板校核,保证塔基整体和孔间距离无误。
 
  3.2劳动组织和岗位责任
 
  直锚式岩石基础施工,其规模较小,工作精细。直锚式岩石基础施工劳动组织和岗位责任。
 
  3.3施工工艺流程
 
  为确保直锚式岩石基础的施工质量,应按施工工艺流程图施工。
 
  3.4施工工艺要点
 
  3.4.1机械钻孔
 
  机械钻孔的施工要点:①施工现场准备好后即可将钻机运到塔位钻孔处,按钻机说明书组装钻机,将钻机钻头中心对准孔中心的标记,并用经纬仪或垂球控制、调整钻机,使钻机的钻杆垂直于地面,然后固定钻机。②由专职机手检查设备各部位的安装是否稳妥,并根据岩石硬度选择并安装钻头,一切妥当后便可开机。钻孔时需注意,钻机的钻杆应始终保持垂直,保证岩石孔洞正常,并随时观察、检查钻孔进尺情况。如果钻进速度较慢或出现岩芯,可加金钢砂配合钻孔;如果出现土层、地下水、暗沟、溶洞、地下管道、文物、墓穴等情况,应停止钻进,并通知设计单位和有关部门处理。钻进过程中,技术人员应随时观察并记录岩层的变化情况。如果发现与原设计资料不符,则应通知原设计单位处理。③在倒换钻具时,应使用专用卡具卡牢钻头后方可拆卸,同时,用铁板和木塞将岩孔封堵,防止钻头掉入坑内。④钻机和空压机操作人员应与作业负责人保持清晰、畅通的通信联络。⑤钻孔前应对设备进行全面检查;进出风管不得有扭劲,连接必须良好;注油器及各部螺栓均应紧固牢靠。⑥钻孔过程中如果发出冲击声或机械运转异常,操作人员必须立即停机检查。⑦装拆钻杆时,操作人员站立的位置应避开风电动回转机和滑轮箱。⑧风管控制阀操作架应加装挡风护板,并将其设置在上风向。⑨吹气清洗风管时,风管端口不得对着操作人员。⑩风管不得弯成锐角,风管遭受挤压或损坏时,应立即停止使用。一个塔腿的全部锚孔钻好之后,即可将钻机移至另一塔腿处,并按以上要求继续钻进,直至全部完成。
 
  3.4.2清渣、洗孔
 
  清渣、洗孔要点:①在打凿钻孔完成之后,应彻底清除孔内的石渣和孔洞周围的泥水、石屑等;②采用压力气冲击方法将孔内的石屑、石粉冲清干净;③孔洞内不得有贯通的裂缝,并应及时清除活动的碎石。3.4.3锚筋(地脚螺栓)安装
 
  锚筋的安装要点:①安装前,应检查底筋(地脚螺栓)的材质、型号、规格及弯钩情况是否与设计图纸一致,保证底筋表面洁净,不得有锈浊污物。②安装时,应将锚筋逐根放入孔内,并放置于岩孔定位中心。如果地脚锚钩受到阻碍,应先提出锚筋,修整锚钩或孔底周围,保证安装后的地脚螺栓位于图纸规定的位置。③将塔腿的地脚螺栓(一般为4个)安装好后,应再用样板校正固定,并核对整基地脚螺栓的根开、对角线和方位,确保在允许偏差之内。
 
  3.4.4细石混凝土的制作
 
  细石混凝土的制作要点:①细石混凝土的配合比必须是由技术部门经过设计及实验的数据。②基础浇制严格按混凝土配合比和水灰比设计。坍落度每班日或每个腿应检查2次以上,并做好记录,其数值不得大于配合比设计的规定值,严格控制水灰比。配比用量每班日或每基基础应至少检查2次,并做好记录。混凝土原材料偏差不得超过规定值(水±2%,水泥±2%,石子±3%,砂子±3%)。浇制混凝土时,混凝土原材料均采用台秤计量。③细石混凝土的搅拌。一个塔基的细石混凝土用量较小,一般可人工搅拌,仍按“三、三制”方法进行,即先将砂子、石子、水泥倒在铁板上,干拌和3遍,然后加定量用水的80%稠拌和,再将剩余用水(20%)倒入,湿拌和3遍,达到均匀一致、无分离状态。如果用机械搅拌,宜选小型搅拌机,每次搅拌时间不得少于1.5min。
 
  3.4.5浇筑和捣固
 
  细石混凝土可人工浇筑,具体浇筑和捣固要点为:①浇筑前,应再次检查孔内有无残渣或杂物等。孔洞内周壁应保持湿润(必要时应洒水湿润)。②浇筑时,应分层进行,每层浇筑厚度小于200mm,并沿孔壁周围均匀倒入,边灌边捣固。捣固钎要插入到下一层的1/2以下,且保证浇筑均匀、彻底。砼浆应先计算定量好,浇筑量应与孔洞实际体积相同,否则应查明原因。③浇筑和捣固时不得碰撞锚杆(地脚螺栓),并应始终保持正确位置。④每个地脚螺栓孔都需浇筑沙浆或细石混凝土,从搅拌机卸出到浇筑完毕(包括抹面)的延续时间不宜超过表2中的规定。⑤每个塔腿地脚螺栓浇筑细石混凝土和抹面工作必须一次完成,严禁二次抹面。
 
  3.4.6养护
 
  养护要点:①锚孔内的细石混凝土宜采用自然养护方法。②在30d内,以基础为中心,半径为5m的范围内不允许出现对基础造成影响的作业,半径为30m的范围内不允许有爆破作业。③基面细石混凝土要在浇筑抹面完成后的12h内浇水养护。当天气炎热、干燥有风时,应在混凝土表面加覆盖物浇水养护,浇水次数应以能保持基面湿润为宜。
 
  3.4.7质量检验和处理
 
  质量检验和处理要点为:①对于整基基础结构尺寸检查,其允许偏差值要满足验收评级要求。②基础混凝土强度应以同条件养护的试块极限抗压强度的平均值为依据,混凝土强度应大于或等于设计强度。③直锚式岩石基础施工应自始至终严格实行质量控制。因此,相关人员需随时检查施工情况,并及时填写施工记录。④基础施工开挖后,如果发现岩石性质和风化程度与原设计不符,应会同设计单位及时采取措施处理,因地制宜,制订好修改方案。⑤钻孔时,如果出现漏水现象,必须停止施工,立即会同设计单位查明岩石钻孔漏水的原因。如果溶洞或裂隙不大,且不影响岩石的整体性和稳定性,可采取浇筑砂浆或混凝土堵塞,待砂浆或混凝土凝固后进行注水试验,确认无泄漏后方可继续施工,否则应将基础型式改为承台式或嵌固式岩石基础。
 
  4机械操作规程规范
 
  4.1大型空气压缩机操作规程
 
  作业前应重点检查大型空气压缩机是否满足以下6点要求:①发动机油面在标尺规定的范围内;②冷却系统水量充足,清洁、无渗漏,风扇皮带松紧合适;③燃油箱油量充足,各油管及接头处均无漏油现象;④各连接安装部件牢固,附件完整无缺;⑤空气压缩机油面在规定的位置;⑥内燃机在启动前,其离合器处于分离位置。
 
  启动发动机时每次不得超过10s;如果连续3次仍未能启动,应及时查明原因,排除故障后再启动。
 
  启动发动机后,应低速运转3~5min,待机油压力排气正常、各系统管路无泄漏现象、温度和机油压均正常后,将发动机和空气压缩机之间的离器合上,空气压缩机运转正常、气压在规定的规范内、安全阀正常排气时方可开始作业。
 
  当运行中出现异常,比如出现异味、水温急剧上升和机油压力急剧下降等情况,应立即停机检查并排除故障。
 
  停机前应卸去荷载并进行中速运转,待温度降低后,怠速运转5~10min,方可停机。
 
  发现下列情况之一应立即停机检查,找出原因并将故障排除后方可继续作业:①漏水、漏气、漏电或冷却水突然中断;②压力表、温度表、电流表指示值超过规定值(充电指示亮);③排气压力突然升高,排气阀、安全阀失效。
 
  连续工作2d后,应将液气分离器、中间冷却器、后冷却器内的油水排放掉,贮气罐内的油水每班次应排放一两次。
 
  4.2岩石钻机操作规程
 
  岩石钻机操作需满足以下要求:①检查各路油管,以保证各油管接对、接好,油管对接时应将接头上的杂物清洗干净,以免将杂物带进液压系统内;检查空压机气管与岩石钻机操作台的接头,以保证连接牢靠、无漏气现象;检查液压系统的油面,以保证油面高度在规定的范围内;内燃机、机油尺规定标尺内的冷却水需充满。②启动岩石钻机的液压系统发动机,怠速运转3~5min,检查各部油管,以保证无渗漏现象;调整压力,带动转杆查看运转状况,确保各仪表均正常。③运转正常后,逐步进入载荷运转。④输气管、液压管保持畅通,不得扭轴,并在通知现场有关人员后方可送气;在出气口前方不得有人工作或站立。⑤在运转正常后,将岩石钻机操作台上的操作手柄放到正确的位置(一个是推进,一个是正转),并将气压手柄开到2/3的位置。⑥更换转杆时,应将固定扳手卡好,防止扳手脱落,掉进转孔内。⑦在拆除钻杆时,应将钻杆卡牢,防止下一段钻杆掉入孔内;钻孔打好后要盖好,防止杂物掉入孔内。⑧在支钻孔架时,应将支架支平锚固牢靠,拉线应打成45°角,在没有合理地形的情况下,可以将角度适当放大。⑨拆除岩石钻机时,先将操作手柄放到中间位置,然后将送气开关关闭,通知空压机操作人员关闭总送气开关,将油管和送气管逐步拆除后再拆除支架配重块、拉线等,接着准备下一个基础腿的工作。
 
  5结论
 
  岩石锚杆型基础不仅可以提高施工水平,减轻劳动强度,降低工程造价,还可以充分发挥原状岩体的力学性能,具有较好的抗拔功能。与其他类型基础相比,岩石锚杆型基础减轻了结构自重,降低了基础材料的消耗,在交通不便的高山大岭地区,其经济效益极为明显,是一种值得推广的先进的施工方法。
 
 

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