预应力锚索施工技术
1.锚索
锚索是通过外端固定于坡面,另一端锚固在滑动面 以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线, 直接在滑面上产生抗滑阻力,增大抗滑摩擦阻力, 使结构面处于压紧状态,以提高边坡岩体的整体性, 从而从根本上改善岩体的力学性能,有效地控制岩 体的位移,促使其稳定,达到整治顺层、滑坡及危 岩、危石的目的。
2、锚杆验收试验是在锚固工程完工后为了检验所 施工的锚杆是否达到设计的要求而进行的检验性抗 拔试验,该试验起到鉴别工程是否符合要求的目的。 通常验收试验检验的锚杆的数量应不少于锚杆总数 的5%,且一个边坡不得少于3根。 3、在软粘土中设置的锚杆,在较大荷载作用下会 产生很大的蠕变变形,为了掌握软粘土中的锚杆的 工作特性,国内外的有关标准都对锚杆的蠕变试验 作了相应的规定。我国有关锚杆标准规定,凡塑性 指数大于20的土层中的锚杆,均应进行蠕变试验, 且试验的根数不应少于3根。
6、张拉时检查油泵及油管是否漏油,及时紧固 夹片。 7、夜间张拉时必须有充足的照明。 8、锚索张拉过程中如遇到预应力钢绞线断丝、 架片出现可视裂纹,千斤顶严重漏油、油泵压力 表反应异常等情况之一,应立即停机检查处理。 9、预应力工程施工自始至终都存在一定的不安 全因素。为确保施工安全工作处于有效管理状态, 必须定期对所制定的各项安全生产制度和岗位责 任制的贯彻情况进行检查。
3)在边坡锚固的钻孔过程中应注意岩芯的拾取,并 尽量提高岩芯采取率,以求不断地准确地划分地层、 确定不稳定岩土体厚度,判断断裂破碎带、滑移面、 软弱结构面的位置和厚度,从而验证设计所依据的 地勘资料,必要时修改设计。 锚孔的钻凿是锚固工程质量控制的关键工序,应根 据地层类型和钻孔直径、长度以及锚杆的类型来选 择合适的钻机和钻孔方法。
注浆作业应连续紧凑,中途不得中断,使注浆工作在
初始注入的浆液仍具塑性的时间内完成;在注浆过程 中,边灌边提注浆管,保证注浆管管头插入浆液液面 下50~80cm,严禁将导管拔出浆液面,以免出现断 杆事故。实际注浆量不得少于设计锚索的理论计算量, 即注浆充盈系数不得小于l.0。 二次高压注浆形成连续球型锚杆的注浆还应注意:一 次常压注浆作业应从孔底开始,直至孔口溢出浆液; 对锚固体的二次高压注浆应在一次注浆形成的水泥结 石体强度达到5.0MPa时进行,注浆压力和注浆时间 可根据锚固体的体积确定,并分段依次由下至上进行。
1、锚杆的性能试验(又称为破坏性试验或基本试验)是 在锚固工程开工前为了检验设计锚杆性能所进行的锚 杆破坏性抗拔试验,其目的是为了确定锚杆的极限承 载力,检验锚杆在超过设计拉力并接近极限拉力条件 下的工作性能和安全程度,及时发现锚索设计施工中 的缺陷,以便在正式使用锚杆前调整锚杆结构参数或 改进锚杆制作工艺。性能试验的锚杆数量一般为三根, 用作性能试验的锚杆参数、材料和施工工艺必须与工 程锚杆相同,并且必须在与安设工程锚杆相同的地层 中进行。
(5)锚索张拉锁定前,施工单位应会同有关单位对锚索进行质量 验收,通过验收后方可进行锚索整体张拉锁定; (6)锚索可在锚固体强度大于15Mpa并达到设计强度等级的 75%后方可进行张拉; (7)预应力锚索设计张拉及锁定荷载详各剖面图,锚索施工前在 现场进行锚索基本试验,并根据基坑试验情况调整设计参数; (8)锚索成孔前,须详细了解周边管线、基础桩及承台的位置和 埋深,逐根施工,避开管线、桩及承台。锚索位置可根据现场情 况适当调整; (9)锚索成孔深度比理论值长1.0m作沉淀段。钻孔须保持孔内 清洁,孔壁无污染物,确保水泥浆体与岩土体之间的粘结强度。 (10)锚索正式施工前须进行张拉试验,并将试验结果及时通知 设计人员,以确认或调整锚索设计长度; (11)使用的锚索必须是正规厂家生产,且有出厂检验合格证书, 在运输及装 卸过程中没有损伤。锚索施工前应除油污除锈,自由 端皮管前后各抹黄油约1m,外套塑料管形成双层防腐。张拉锁定 后,锚头外锚索留80~120mm防拽滑。
2.锚索组成
3.本工程锚索技术参数 (1)锚索采用高强度低松弛钢绞线,锚具采用 QMV型锚具; (2)钻孔直径200mm,采用套管跟进钻孔工艺 成孔; (3)锚索注浆为P.042.5纯水泥浆,水灰比为0.5, 水泥浆根据现场情况加适当的早强剂; (4)锚索采用二次高压注浆工艺施工,第一次为 灌浆,到浆液从孔口返出为止,第二次为压力注浆, 中途不得停止注浆。第一次注浆采用水灰比 0.45~0.5左右水泥浆(水泥使用P.042.5),浆压 力为0.3 MPa ~0.5MPa;第二次高压注浆采用水灰 比0.45~0.55左右水泥浆,注浆压力为2.毕后,为了了解锚索预应力损失情况和锚索的 位移变化规律,以便确认锚索的工作能力,需要对其进行 长期观测,一般连续观测时间超过24小时就可看作是长期 观测。在观测结果过程,如果发现锚索的工作性能较差或 不能完全承担锚固力,可以根据观测结果,采用二次张拉 锚杆或增设锚杆数量等措施,以保证边坡锚固工程的可靠 性。 锚杆张拉锁定后第一个月内每日观测1次;2~3个月内每 周观测1次;4~6个月内每月观测3次;7个月~1年内每 月观测2次;1年以后每月观测1次。在观测过程中,如出 现异常,应立即进行检查,处理完毕后,方能继续观测。 观测成果及时整理,第一年内的观测成果将作为工程验收 的资料。
2、锚索制作与安装
1)严格按照设计进行钢绞线选材。对进场的钢绞线必须验明其 产地、生产日期、出厂日期、型号,并核实生产厂家的资质证书 及其各项力学性能指标。同时须进行抽样检验,以确保其各项参 数达到锚固施工要求。 2)每根钢铰线的下料长度=锚索设计长度+腰梁的宽度+锚索张 拉时端部最小长度(与选用的千斤顶有关)。 3)钢铰线自由段部分应满涂黄油,并套入塑料管,两端绑牢,以 保证自由段的钢铰线能伸缩自由。 4)捆扎钢铰线隔离架沿锚杆长度方向每隔1.5m设置一个。 5)锚索的安插 锚索加工完成,经检查合格后,安装前小心运至孔口。入孔 前将注浆管平行并入一起,然后将锚索与注浆管同步送入孔内。 安放锚束时,应防止锚束扭压、弯曲,注浆管宜随锚体一同放入 钻孔,注浆管端部距管底宜为50~100mm。锚束插入孔内深度 不应小于锚束长度的95%。如发现锚索安插人管内困难,说明钻 管内有粘土堵管,不要再继续用力插入,使钢铰线与隔离架松散, 而应把钻管拔出,清除出钻孔内的粘土,重新钻孔到位。
3、注浆
锚固的注浆是锚杆施工过程中的一个重要环节,注 浆质量的好坏将直接影响锚杆的承载能力。 本工程锚索注浆为P.042.5纯水泥浆,水灰比为0.5, 水泥浆根据现场情况加适当的早强剂。锚索采用二 次高压注浆工艺施工,第一次为灌浆,到浆液从孔 口返出为止,第二次为压力注浆,中途不得停止注 浆。第一次注浆采用水灰比0.45~0.5左右水泥浆 (水泥使用P.042.5),浆压力为0.3 MPa ~0.5MPa; 第二次高压注浆采用水灰比0.45~0.55左右水泥浆, 注浆压力为2.5~5.0Mpa。
张拉顺序须考虑对邻近锚索的影响,采用隔位张拉。 锚索张拉控制应力不得超过钢绞线强度标准值的 75%。 锚索应采取除张拉,使各部位接触紧密,钢绞线完 全平直。正式张拉时,张拉到设计荷载105%110%,稳压持荷,待锚索没有明显衰减时,再进 行锁定。锚索稳定后48h内,若发现明显应力松弛, 应进行补偿张拉。 锚索锁定后,从锚具量起留10cm,切除多余部分 后,涂防腐油脂保护。
确定孔位→钻孔就位→调整角度→钻孔→清孔→安 装锚索→一次注浆→二次补浆→施工锚索腰梁→张 拉→锚头锁定→割除锚头多余钢铰线,对锚头进行 保护
1、钻孔 锚杆(索)施工的第一步就是按照施工图的要求钻孔,钻孔是锚固工程 费用最高、控制工期的作业,因而是影响锚固工程经济效益的主要因 数。锚杆钻孔应满足设计要求的孔径、长度和倾角,采用适宜的钻孔 方法确保精度,要使后续的杆体插入和注浆作业能顺利地进行。一般 要求如下: 1)在钻机安放前,按照施工设计图采用经纬仪进行测量放线确定 孔位以及锚孔方位角,并作出标记。一般要求锚孔入口点水平方向误 差不应大于50mm,垂直方向误差不应大于100mm。 2)确定孔位后根据实际地层及钻孔方向选取适当的钻孔机具并确 定机座水平定位和立轴倾角(即锚孔倾角),钻机立轴的倾角与钻孔的 倾角应尽量相吻合,其允许的误差只能是岩心管倾角略大于立轴倾角, 不允许有反向的偏差出现。开孔后,尽量保持良好的钻进导向。在钻 进过程中根据实际地层变化情况,随时调整钻进参数,以防止造成孔 斜偏差。
4、锚索的张拉与锁定
锚索张拉锁定前,施工单位应会同有关单位对锚索 进行质量验收,通过验收后方可进行锚索整体张拉 锁定; 锚索可在锚固体强度大于15Mpa并达到设计强度等 级的75%后方可进行张拉 张拉设备要根据锚杆体的材料和锁定力的大小进行 选择,张拉过程中,按照设计要求张拉荷载分级及 观测时间进行,每级加荷等级观测时间内,测读锚 头位移不应少于3次。当张拉等级达到设计拉力时, 保持10分钟(砂土)至15分钟(粘性土,在观测 时间内测读锚头位移)3次,每次测读位移值不大 于1mm才算变位趋于稳定,否则继续观察其变位 趋于稳定方可。
(1)锚头:锚索外端用于锚固或锁定锚索拉力的部件, 由垫墩、垫板、锚具、保护帽和外端锚筋组成。 (2)锚固段:锚索远端将拉力传递给稳定地层的部分 锚固深度和长度应按照实际情况计算获取,要求能够 承受最大设计拉力。 (3)自由段:将锚头拉力传至锚固段的中间区段,由 锚拉筋、防腐构造和注浆体组成。 (4)锚杆配件:为了保证锚索受力合理、施工方便而 设置的部件,如定位支架、导向帽、架线环、束线环、 注浆塞等。
施工前的准备工作包括施工前的调查和施工组织设计两部分。 施工前的调查是为施工组织设计提供必要资料,其内容有: 1)锚固工程计划、设计图、边坡岩土性状等资料是否齐全; 2)施工场地调查,施工对交通的影响情况,对于本工程需详 细了解周边管线的位置及埋深; 3)施工用水、用电条件调查; 4)边坡工程周边可能对施工造成影响的各种状态调查; 5)对于城区,考虑施工噪音、排污的影响; 6)掌握作业限制、环保法规或地方法令对施工造成的影响; 7)其他条件的调查,如施工用便道、气象、安全等条件; 8)对所有锚索进行编号,编制工程进度管理及质量控制计划; 9)应交付工程验收的各种技术资料。