本發(fā)明涉及基坑、深基坑及其他地下工程領(lǐng)域，尤其涉及一種在基坑、深基坑及其他地下工程中的錨桿錨索施工方法，更具體地涉及一種地下水位線以下的錨桿錨索施工方法。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模的擴大，高層建筑、大型建筑和各類地下設(shè)施日益增多，基坑和其他地下工程的規(guī)模也越來越大，在地下工程施工過程中，常采用“圍護結(jié)構(gòu)+錨桿(錨索)”的支護形式。

2、在以往的支護工作中，由于地下設(shè)施所需的深度較淺，可能僅需10米左右，而地下水的水位深度為30米左右，因此利用傳統(tǒng)的圍護結(jié)構(gòu)結(jié)合錨桿或錨索的支護形式，可以非常容易地實現(xiàn)支護作用?？墒?，目前隨著人們的環(huán)保意識增強，對于地下水的防護措施日漸成熟，地下水的水位線的高度也在逐年升高，以北京為例，在實現(xiàn)南水北調(diào)工程后，其地下水位由原來的-30米提高到了-10米。

3、但是，隨著地下水位線的升高，地下工程施工的深度卻要求越來越深，有時甚至會達到地下20米至地下30米的深度，從而與地下水位線產(chǎn)生了交錯，此時，再采用傳統(tǒng)的“圍護結(jié)構(gòu)+錨桿(錨索)”的支護形式時，錨桿或錨索施工時如遇地下水位較高，鉆孔過程中會出現(xiàn)地下水大量涌出的現(xiàn)象，其伴隨著地層中介質(zhì)大量流失，造成圍護結(jié)構(gòu)沉降及變形較大，從而影響周邊構(gòu)筑物安全，存在嚴重的安全隱患。

4、此外，對于富水砂層的施工過程，在采用套管跟進施工進行鉆孔時，由于砂層粘聚力差，在水壓作用下，鉆孔至設(shè)計深度后，套管端頭會出現(xiàn)涌水涌砂，造成套管被砂堵塞，錨桿或錨索無法順利安裝。

5、專利申請202311013585.6公開了一種水下錨索施工方法，涉及錨索施工技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：鉆孔放樣；安裝首節(jié)套管和多節(jié)套管，鉆孔；鉆進至超過設(shè)定孔深首節(jié)套管深度；拔出錨索鉆桿，后退注射化學漿液，孔底、首節(jié)套管和多節(jié)套管內(nèi)逐步形成封堵體；使用錨索鉆機鉆孔，清理多節(jié)套管內(nèi)的封堵體，鉆至設(shè)計孔深時停止；下放錨索、自由段錨索防護套、隔離對中支架、一次注漿管及二次注漿管；一次注漿，形成錨索注漿體；逐節(jié)拔出多節(jié)套管，期間每拔出一節(jié)套管，進行二次注漿一次；將遇水膨脹木塞塞入地連墻的孔口下端處，對其進行封堵；對孔口進行封堵，形成墻后空腔注漿體；終孔。但是該專利申請公開的水下錨索施工方法有如下缺陷：(1)、孔底、首節(jié)套管內(nèi)注漿時孔口不能實現(xiàn)保壓，漿液會將套管內(nèi)充填滿，后續(xù)步驟較難正常實施；(2)、孔口封堵采用遇水膨脹木塞，施工難度較大；(3)、拆除外套管時，沒有合適的措施控制涌砂，會造成錨桿錨索隨外套管一起向外拔出。

6、因此，提供一種適用于地下水位線以下并可以順利完成錨桿錨索安裝的施工方法成為業(yè)內(nèi)急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明的目的之一是提供一種靴套式地下水位線以下錨桿錨索施工方法，其通過控制孔口涌砂、限制鉆孔排砂量、孔底注漿加固地層并安裝靴套、保壓注漿拔外套管以及保壓注快凝漿液封孔等措施，實現(xiàn)了地下水位線以下錨桿錨索的順利施工，為業(yè)內(nèi)水位線以下錨桿錨索施工提供了新的選擇。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種靴套式地下水位線以下錨桿錨索施工方法，其包括如下步驟：

4、(1)、按照預(yù)定長度制作錨桿體或錨索體；

5、(2)、在圍護結(jié)構(gòu)上設(shè)定孔位，在所述孔位的孔口處安裝孔口防突裝置；

6、(3)、將保壓限排與注漿裝置的兩端分別與外套管及鉆機的動力頭連接，將內(nèi)鉆桿穿過所述保壓限排與注漿裝置的內(nèi)腔并與所述鉆機動力頭相連接，在所述孔位處穿過所述孔口防突裝置進行鉆孔，在鉆孔過程中，通過調(diào)整所述保壓限排與注漿裝置的排渣孔處的閥門的開合狀態(tài)，控制鉆孔過程中的出沙量，直至鉆孔至設(shè)計深度，形成錨孔；

7、(4)、拆除所述保壓限排與注漿裝置，通過所述內(nèi)鉆桿向所述外套管內(nèi)注入膨潤土漿液，使所述外套管內(nèi)充填滿所述膨潤土漿液后，將保壓注漿裝置的一端與所述外套管連接，將所述內(nèi)鉆桿的一端與所述動力頭連接，將所述內(nèi)鉆桿的另一端穿過所述保壓注漿裝置，并伸入所述錨孔中，通過所述內(nèi)鉆桿向位于所述錨孔中的所述外套管的底部區(qū)域進行第一次注漿，以加固底部區(qū)域，形成底部加固區(qū)；

8、(5)、拆除所述保壓注漿裝置，將一根鋼管伸入所述錨孔內(nèi)直至所述外套管的底端，向所述鋼管內(nèi)灌注膨潤土漿液進行洗孔，洗孔后將靴套安裝至所述錨孔的孔底并進入所述底部加固區(qū)；

9、(6)、將錨桿體或錨索體自所述外套管伸入所述錨孔直至安裝于所述靴套處，通過所述錨桿體或所述錨索體的一次注漿管向所述外套管內(nèi)進行第二次注漿，直至將膨潤土漿液完全置換；

10、(7)、安裝所述保壓限排與注漿裝置，將所述保壓限排與注漿裝置的兩端分別與外套管及鉆機的動力頭連接，自所述動力頭的風套處進行第三次注漿，對所述外套管的內(nèi)部進行保壓注漿，在所述保壓注漿過程中，完全關(guān)閉所述保壓限排與注漿裝置的排渣孔處的閥門，啟動所述動力頭，在所述動力頭的旋轉(zhuǎn)下，帶動所述外套管旋轉(zhuǎn)，將所述外套管拔出所述錨孔；

11、(8)、當將所述外套管拔至所述圍護結(jié)構(gòu)的外側(cè)時，在保壓條件下通過所述外套管進行第四次注漿，并繼續(xù)將所述外套管拔至所述孔口，對所述孔位的孔口進行封閉，之后拆除所述外套管；

12、(9)、在完成所述孔口封閉20～24小時之后，通過所述錨桿體或錨索體的二次注漿管，對所述錨桿體或錨索體的錨固段進行二次補充注漿；以及

13、(10)、在所述二次補充注漿結(jié)束7～10天，對所述錨桿體或錨索體進行張拉及鎖定，并對所述孔口進行二次封閉注漿。

14、在一些實施方案中，在步驟(1)中，所述錨桿體或錨索體包括：一根一次注漿鋼花管、2～4根二次注漿鋼花管、支架及鋼絞線，其中，所述支架的中心設(shè)有中心通孔，圍繞所述中心通孔設(shè)有2～4個分孔，所述支架的外緣處設(shè)有若干個朝向中心的半圓形凹槽，所述一次注漿鋼花管穿設(shè)于所述中心通孔，每個所述分孔中穿設(shè)有一根二次注漿鋼花管，每個凹槽中容置有一根鋼絞線，所述2～4根二次注漿鋼花管的長度不同。

15、在一些實施方案中，在步驟(1)中，所述支架采用鋼質(zhì)或塑料制成。

16、在一些實施方案中，在步驟(2)中，所述圍護結(jié)構(gòu)為地連墻或其他結(jié)構(gòu)。

17、在一些實施方案中，在步驟(2)中，在安裝所述孔口防突裝置前，對所述孔位的孔口的周邊進行鑿毛找平。

18、在一些實施方案中，在步驟(3)中，鉆孔方式為風鉆、水鉆或泥漿護壁成孔，外套管跟進工藝。

19、在一些實施方案中，在步驟(3)中，所述外套管的外徑設(shè)定為60毫米～200毫米，所述內(nèi)鉆桿的外徑設(shè)定為50毫米～114毫米。

20、其中，在步驟(4)中，注入膨潤土漿液(即第一注入膨潤土漿液，在封底注漿之前)是為了置換外套管中的泥砂，由于膨潤土漿液具有一定的粘度和比重，其可以包裹中外套管中存有的泥砂，并帶出孔口，然后再安裝保壓注漿裝置，使外套管內(nèi)部大部分處于膨潤土漿液充填的狀態(tài)，防止后續(xù)注漿時漿液串入其中，防止?jié){液凝固，便于內(nèi)鉆桿的拔除。

21、在一些實施方案中，在步驟(4)中，所述底部加固區(qū)設(shè)定為距離所述外套管底部的1～5米的地層。

22、在一些實施方案中，在步驟(4)中使用的注漿材料具有抗分散、快凝、高滲透性的特點。

23、在一些實施方案中，所述第一次注漿的注漿壓力為0.5～1mpa，所述第一次注漿的漿液由如下重量份的原料組成：水80～100份、水泥100份以及水玻璃180～200份。

24、在一些實施方案中，在步驟(5)中使用的所述鋼管的長度大于所述錨孔的深度。

25、在一些實施方案中，在步驟(5)中，所述鋼管的外徑設(shè)定為15毫米～50毫米。

26、在一些實施方案中，在步驟(5)中，將注漿管與所述鋼管連接，通過注漿機注入膨潤土漿液進行洗孔。

27、其中，在步驟(5)中，注入膨潤土漿液(即第二注入膨潤土漿液，在封底注漿之后)，由于第一次注入膨潤土漿液后，外套管中依然存在砂子之類的雜質(zhì)，沒有完全充填滿膨潤土漿液，第二次注入膨潤土漿液是在封底注漿完成之后，此時外套管的底部已經(jīng)完成注漿加固，底部加固區(qū)已經(jīng)形成，外套管的底部已經(jīng)不會再發(fā)生涌砂現(xiàn)象，相當于外套管的底部已經(jīng)處于一種封閉狀態(tài)，此時再注入膨潤土漿液，就可以將外套管中的砂子全部置換出來，使外套管中為充滿膨潤土漿液的狀態(tài)，從而便于后續(xù)的錨桿/錨索的安裝。

28、在一些實施方案中，在步驟(4)和步驟(5)中注入的膨潤土漿液的組分相同，均為包括如下重量份的組分：水100份及膨潤土50份，并且均為常壓注漿。

29、在一些實施方案中，在步驟(5)中，所述靴套包括靴套柱狀本體及連接于所述靴套柱狀本體底部的錐體，所述靴套的外徑設(shè)定為60毫米～200毫米，長度設(shè)定為50厘米～200厘米。

30、在一些實施方案中，在步驟(5)中，所述靴套采用比外套管內(nèi)徑小5～10毫米的鋼管制成。

31、在一些實施方案中，在步驟(6)中，所述第二次注漿為常壓注漿，所述第二次注漿的漿液為水泥漿，所述水泥漿由如下重量份的原料組成：水45份、水泥100份、以及減水劑1份，其中，所述減水劑為木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、萘系減水劑、三聚氰胺系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、脂肪酸系減水劑或聚羧酸鹽系減水劑中的一種。

32、在一些實施方案中，在步驟(6)中，在常壓狀態(tài)下注入所述水泥漿，所述水泥漿的水灰比為0.4～0.55:1。

33、在一些實施方案中，在步驟(7)中，所述第三次注漿的注漿壓力為0.2～0.5mpa，所述第三次注漿的漿液為水泥漿，所述水泥漿由如下重量份的原料組成：水45份、水泥100份以及減水劑1份，其中，所述減水劑為木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、萘系減水劑、三聚氰胺系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、脂肪酸系減水劑或聚羧酸鹽系減水劑中的一種。

34、在一些實施方案中，在步驟(7)中，通過所述保壓限排與注漿裝置對外套管內(nèi)進行保壓注漿，一邊注漿一邊拔出外套管。

35、其中，在步驟(7)的向外拔出外套管過程中，水下錨桿體/錨索體施工時由于有一定的水頭壓力，外套管在向外拔出時，地層中的介質(zhì)(比如沙)會受到水壓力的作用，涌入外套管內(nèi)部，包裹住錨桿體/錨索體，導(dǎo)致向外拔出外套管時錨桿體/錨索體一起向外拔出，此處的保壓注漿就是為了在外套管內(nèi)部保持一定的壓力，使地層中的介質(zhì)不能進入套管內(nèi)部。

36、其中，步驟(8)中的保壓條件，指的就是在步驟(7)中的剛保壓注漿拔外套管時，外套管拔至圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)時，停止注入水泥漿，此時，外套管內(nèi)部全部被水泥漿漿液充填滿，地層中的介質(zhì)不能涌入套管內(nèi)，此時的保壓限排與注漿裝置上面的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，外套管內(nèi)部保持著一定的壓力。

37、在一些實施方案中，在步驟(8)中，所述第四次注漿的注漿壓力為0.3～1.5mpa，所述第四次注漿的漿液由如下重量份的原料組成：水45份、水泥100份、減水劑1份以及水玻璃40～80份，其中，所述減水劑為木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、萘系減水劑、三聚氰胺系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、脂肪酸系減水劑或聚羧酸鹽系減水劑中的一種。

38、在一些實施方案中，在步驟(9)中，所述二次補充注漿的注漿壓力為0.5～1mpa，所述二次補充注漿的漿液為水灰比為0.4～0.55:1的水泥漿。

39、在一些實施方案中，在步驟(10)中，所述封閉注漿的注漿壓力為0.3～0.5mpa，所述封閉注漿的漿液為由如下重量份的原料組成：水45份、水泥100份、減水劑1份以及水玻璃40～80份，或采用聚氨酯化學漿，其中，所述減水劑為木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、萘系減水劑、三聚氰胺系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、脂肪酸系減水劑或聚羧酸鹽系減水劑中的一種，所述聚氨酯化學漿為油性聚氨酯。

40、在一些實施方案中，在步驟(2)中，所述孔口防突裝置包括：固定板組、密封板及定位板組，其中，所述固定板組包括固定于所述圍護結(jié)構(gòu)上的第一端板、連接于所述第一端板的頂端并向外延伸的第一連接板、連接于所述第一端板的底端并向外延伸的第二連接板以及連接于所述第一連接板及所述第二連接板之間的第二端板，所述第一連接板的長度小于所述第二連接板的長度，所述密封板設(shè)置于所述第二端板的外表面，所述定位板組壓設(shè)于所述密封板的外緣處并固定于所述第二端板上，所述第一端板的中心開設(shè)有第一通孔，所述第二端板的中心開設(shè)有第二通孔，所述密封板的中心開設(shè)有中心通孔，以使得外套管依次穿過所述中心通孔、所述第二通孔以及所述第一通孔進入地下，所述第一端板與所述第二端板之間的夾角度設(shè)定為15～25度。

41、在一些實施方案中，所述孔口防突裝置的所述第一端板與所述圍護結(jié)構(gòu)之間夾設(shè)有密封墊板。

42、在一些實施方案中，所述孔口防突裝置的所述定位板組包括若干個壓板片，每個壓板片環(huán)繞設(shè)置于所述密封板的外緣處。

43、在一些實施方案中，所述孔口防突裝置的所述第一端板通過膨脹螺栓連接于所述圍護結(jié)構(gòu)上。

44、在一些實施方案中，所述孔口防突裝置的所述中心通孔的直徑小于所述外套管的直徑，所述第一通孔及所述第二通孔的直徑大于所述外套管的直徑。

45、在一些實施方案中，所述孔口防突裝置的所述第一端板與所述第二端板均為鋼板。

46、在一些實施方式中，所述孔口防突裝置的所述第一端板與所述第二端板上帶有螺栓孔。

47、在一些實施方案中，所述孔口防突裝置的所述密封板為橡膠板。

48、在一些實施方案中，所述孔口防突裝置的所述密封墊板為橡膠板或聚氨酯板。

49、在一些實施方案中，在步驟(3)中，所述保壓限排與注漿裝置包括：中空套體、設(shè)于所述中空套體一端的第一接口、設(shè)于所述中空套體另一端的第二接口、以及環(huán)設(shè)于所述中空套體的外壁并與所述中空套體的內(nèi)腔相連通的2～3個排渣孔，其中，所述第一接口的孔徑與所述外套管的孔徑相匹配，所述第二接口的孔徑與所述動力頭相匹配，所述中空套體的內(nèi)腔孔徑大于所述內(nèi)鉆桿的孔徑，所述排渣孔的孔口處設(shè)有閥門以控制對應(yīng)的排渣孔的開合狀態(tài)。

50、在一些實施方案中，所述保壓限排與注漿裝置的所述第一接口的內(nèi)壁設(shè)有第一內(nèi)螺紋，以與所述外套管螺紋連接。

51、在一些實施方案中，所述保壓限排與注漿裝置的所述第二接口的內(nèi)壁設(shè)有第二內(nèi)螺紋，以與所述動力頭螺紋連接。

52、在一些實施方案中，所述保壓限排與注漿裝置的每個所述排渣孔的孔口外壁設(shè)有外螺紋以與所述閥門螺紋連接。

53、在一些實施方案中，所述保壓限排與注漿裝置的每個所述排渣孔的孔口處設(shè)有球閥或蝶閥。

54、在一些實施方案中，所述保壓限排與注漿裝置的所述第一接口與所述第二接口的直徑相同。

55、在一些實施方案中，所述第一接口與所述第二接口的直徑不同。

56、在一些實施方案中，所述第一接口與所述第二接口的直徑尺寸根據(jù)外套管及鉆機動力頭的尺寸進行調(diào)整。

57、在一些實施方案中，在步驟(4)中，所述保壓注漿裝置包括：中空腔體、設(shè)于所述中空腔體一端的套管端口、設(shè)于所述中空腔體另一端的第一注漿端板、與所述第一注漿端板螺栓連接的第二注漿端板、夾設(shè)于所述第一注漿端板與所述第二注漿端板之間的密封倉體，其中，所述套管端口的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，以與所述外套管螺紋連接，所述第一注漿端板、所述第二注漿端板以及所述密封倉體設(shè)有同軸心的通孔，所述密封倉體內(nèi)設(shè)有密封件，所述密封件的內(nèi)徑與所述內(nèi)鉆桿的外徑相匹配。

58、在一些實施方案中，所述內(nèi)鉆桿的外徑小于所述密封倉體的通孔的直徑1～2cm。

59、在一些實施方案中，所述第一注漿端板的通孔的直徑大于所述內(nèi)鉆桿的外徑1～2cm。

60、在一些實施方案中，所述密封件為v型組合密封件。

61、在一些實施方案中，所述中空腔體與所述第一端板為一體連接。

62、本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其至少獲得了例如以下技術(shù)效果：(1)、在鉆孔時，通過孔口防突裝置限制套管外涌水涌砂；(2)、在鉆孔時，調(diào)整保壓限排與注漿裝置的排渣孔處的閥門的開合狀態(tài)，控制鉆孔過程中的出沙量情況，從而實現(xiàn)控制外套管內(nèi)涌砂的操作；(3)、注漿加固孔底區(qū)域地層后，通過靴套限制涌砂，從而防止發(fā)生錨桿錨索安裝不到位的情況；(4)、通過安裝保壓限排與注漿裝置，從而可以一邊注漿一邊拔出外套管，進而能夠防止套管內(nèi)涌砂，防止發(fā)生錨桿體(錨索體)隨外套管一起向外拔出的情況；(5)、孔口在保壓條件下通過快凝漿液封閉，防止外套管完全拔出后孔口涌砂。