预应力锚索施工专业技术细则.doc

预应力锚索施工技术细则作者：admin文章来源：本站原创点击数： 1065更新时间：2009-3-6预应力锚索施工技术细则预应力锚索自1975年在我国问世以来，发展很快，应用较广，已从最初的洞室加固逐渐用在水电站的不良大坝加固、边坡抗滑支护、高压输电塔基锚固、悬索桥钢索基根锚固等领域，其社会效益和经济效益都比较显著，倍受人们的青睐。预应力锚索已从胀壳式、二次注浆式全长粘结型发展到自由型拉伸型、压缩型、拉压分散型、可回收型等。自由锚索用在永久性工程中，要特别注意防腐问题。目前，我国生产的钢绞线防腐有三种形式PE塑料加防腐油、塑料管、镀锌钢绞线，前两种一般用在岩土中，后一种多用在桥梁上。预应力锚索的施工质量直接关系到加固工程的效果，在施工时确保了锚索的质量就能达到预期的目的，否则就会给工程带来极大的隐患，甚至造成事故，后果不堪设想。因此要特别注意预应力锚索的施工质量和锚索防腐问题。本文仅就普遍采用的拉伸型预应力锚索的构造、施工程序和施工工艺谈点个人意见，可能有不妥之处，仅供参考。1 预应力锚索的构造预应力锚索由三部分组成：内锚固段、自由段、外锚固段，内锚固段的钢绞线为裸线，并由导向帽、对中架线器和注浆管护套经铁丝绑扎而成；自由段钢绞线是防腐型的；通长在每根钢绞线外套22的塑料管或厂家生产的PE钢绞线，在钢绞线中每延米设注浆管护套，并用铁丝绑扎牢固；外锚固段由钢垫板和工作锚具构成。锚索中各部件的作用如下：导向帽在锚索的前端，它可防止推送锚索时顶卡孔壁；对中架线器将钢绞线均匀分布在孔中，并使钢绞线居于孔中间，保证每根钢绞线被砂浆均匀握裹，提供锚固力，使钢绞线外侧留出一定的砂浆保护层，防止锚固段钢绞线锈蚀；注浆管护套可防止绑扎时压瘪注浆管，并在注浆过程中可自由抽出注浆管；自由段钢绞线外面的塑料管可与砂浆隔离，张拉锚索预应力时钢绞线可自由伸长，在工作时可在自由段内调解应力，避免产生应力集中现象，塑料套管又具有永久防腐功能；外锚固段的钢垫板在张拉和工作时可向混凝土锚垫板传递应力；工作锚具由锚环和卡片构成，共同起夹紧钢绞线的作用，保证张拉后的钢绞线预应力不损失，使锚索处于正常工作状态。锚索孔内注入的砂浆，在锚固段与孔壁和钢绞线粘结在一起，共同提供锚固力，同时对钢绞线全长进行防腐。2 预应力锚索的施工程序在加固工程中预应力锚索是主要受力杆件，对其施工工艺要求比较严格，必须按程序施工，否则难以保证预应力锚索的质量。一般来讲，预应力锚索有七道施工程序：造孔、锚索组装、锚索推送、注浆、浇注混凝土锚垫板、张拉预应力、外锚保护。造孔必须按设计的锚索长度、孔径和倾角进行，锚孔要确实打在设计的点位上；锚索组装要根据设计的锚索长度和吨位在现场组装，要求各组装部件位置准确，绑扎牢固，整体性好；注浆一般是由孔底向外反向无压注浆，要求砂浆的强度符合设计要求，注浆饱满；锚垫板通常为钢筋混凝土构件，其强度一般为C20,混凝土的密实度要好，无蜂窝麻面，锚垫墩的表面要与锚索钢绞线相垂直；张拉预应力时，混凝土的强度要达到设计强度的70%以上，首先要单根调直张拉，张拉力一般为设计值的14，然后再整组张拉，锁定后的张力要满足设计要求；锚头保护一般用C20细石混凝土，保护层厚度4，混凝土要密实。3 预应力锚索的施工工艺预应力锚索构造的复杂性和被加固地层的地质特性确定了预应力锚索的施工工艺，所以在预应力锚索的施工过程中，既要考虑锚索的特点，又要考虑被加固地层的地质条件，锚索的构造是固定的，而地质条件是千变万化的，往往给施工造成困难，在施工中要因地制宜，随机应变，不能千篇一律。预应力锚索的施工工艺如下：3.1造锚索孔通常采用100B型、30型和50型潜孔钻机打孔，动力为压缩空气和电。钻孔机具的选择必须针对地质条件，使其与地质条件相适应。一般情况下，岩体结构比较完整，造孔过程中基本无塌孔现象，可采用100B型钻机，该机动力单一，移位方便，效率高，适合于30m以内的岩孔。岩体稍破碎，但不塌孔时，可用麻花钻杆，以便排出碎块石，麻花钻杆叶片的螺距1012，直径比岩孔小45；岩体比较破碎，100B型钻机打孔比较困难时，可用30型和50型钻机打孔，使用麻花钻杆。无论用那种钻机打孔，其钻机的推力和扭矩都要适当，并留有余地，以便在出现卡钻时能够有足够的力量进行处理，否则开足马力全速钻进，发现卡钻时就难于处理，有可能断钻杆，丢冲击器，甚至会使全部钻杆丢在孔中。在正常钻进中出现卡钻现象，经过处理仍然卡钻，此时应退卸钻杆，钻机保持在原位，采用止浆袋向孔中定位注浆，把岩孔周围的破碎岩块胶结起来，待砂浆有一定强度时再重新打孔，以便顺利穿过破碎带。不管在那种岩石中钻孔，都要及时排渣，在钻进过程中要随时观察进尺情况，发现不正常情况时要作出正确判断，采取相应措施予以解决。在极其破碎岩层中打孔，采用上述钻进办法不能成孔时，应采用跟管钻进办法，当克服塌孔段后，再用正常钻进办法打孔。钻孔要按设计的方位（倾角）、孔径进行，同时要根据锚垫的厚度和入土深度准确开孔，以便保证锚索的正确位置，孔深一般比设计长度多50100，深孔（40m以上）要在钻杆上加扶正器，用以保证岩孔的直度。在钻孔过程中要严格按各种钻机的操作规程执行，退卸钻杆后要用压缩空气或高压水洗孔，确保孔内无岩粉和泥土。3.2锚索组装按锚索的设计长度40下料（YDC1500N型千斤顶），用切割机锯断钢绞线，每束钢绞线的长度误差不得超过5。锚索组装要在作业台上进行，禁止在地面上组装。把已切好的钢绞线放在作业台上。如果采用PE钢绞线，要把锚固段钢绞线外层的PE塑料管剥除，用棉纱擦掉防腐油，再用汽油清洗余下的防腐油，最后用洗衣粉擦洗，并用清水冲洗干净；裸线要套上22的塑料管，留出锚固段的长度，并在锚固段与自由段交界处的塑料管端部缠上胶布或不干胶带，然后把钢绞线顺直摆好，钢绞线之间无交扭现象，张拉端钢绞线端头要平齐。将注浆管切好，其长度与钢绞线长度相同，并在锚固端每延米套上一个对中加线器和注浆管护套，对中加线器与注浆管护套间隔布放，注浆管的前端距锚索端头50，然后用10#铁丝绑扎钢绞线，先绑第一个对中架线器，再绑第一个注浆管护套，依次绑扎到整个锚固段。在绑扎过程中钢绞线都要顺直，不要歪扭，更不要有交扭现象。自由段的注浆管每延米套上注浆管护套，并用铁丝绑扎牢固，最后在锚索的前端戴上导向帽，并用电焊将导向帽点焊在钢绞线上。要求组装后的锚索整体性好，每根钢绞线上无伤痕，搬运过程中不走形错位，注浆管通畅，锚固段钢绞线无油污。最后在锚索上拴上孔号，以便对号入孔。3.3推送锚索推送锚索之前，要事先搭好作业台，使其便于作业，作好准备工作之后，数人抬着锚索运到孔位。为了安全起见，宜用绳子拴在锚索的适当位置，然后将锚索插入孔中，前面的人站在作业台上，统一口令，同时用力向孔中推送锚索，因锚索较长，后面的人要协同前面的人共同推送锚索，直至把锚索送到位。值得注意的问题是，锚索外露端要满足张拉工作长度，要精确计算，不能凭眼睛估计，防止出现锚索张拉工作长度不够或外留端过长的现象，前者锚索无法张拉，后者保证不了锚索的设计长度。如果在移动的边坡上施工，要根据边坡的移动速率事先留出滑动量。3.4注浆锚索孔注浆一般采用挤压式或活塞式注浆机，砂浆搅拌机用二次搅拌式。注浆材料：425#水泥，以硅酸盐水泥为佳；砂用中细砂；水用饮用水既可。配合比：水泥：砂：水=1：1：0.45，砂浆标号M25M30，砂要通过55的筛网，防止注浆时堵管。锚索注浆要及时，特别在移动的边坡上施工锚索注浆更要及时，防止因边坡滑动压瘪注浆管。在有条件时，注浆机与孔的距离越近越好，注浆时要边注边向外拔注浆管，拔管时要有一定阻力，使注浆管的前端始终埋在砂浆里，直至全孔注满，并在孔口部稳压，保证全孔注浆饱满。3.5浇注混凝土锚垫板锚垫板一般为钢筋混凝土构件，要先挖基槽，如几根锚索共用一块锚垫板，其基槽底部要平顺，坡度一致，并用低标号砂浆找平。然后按设计的钢筋图编筋，编筋时底部要垫起来，留出钢筋保护层。在钢筋中的锚索要顺直，无交扭现象。编完钢筋经检查合格后即支模板，在模板的内侧要垫上砂浆垫块，留出钢筋保护层。最后把钢锚垫板套在钢绞线上，并使其与锚索相垂直，调好后将钢垫板焊在钢筋上，浇注混凝土之前把钢绞线定位器套在钢绞线上（钢绞线定位器的孔位与锚环的孔位相同），以便保证钢绞线的正确位置，给张拉锚索预应力创造条件。一切就绪后即可浇注混凝土，在浇注混凝土时要保证混凝土的配合比与设计的标号相同。浇注混凝土时要把住混凝土振捣关，既不能漏振，也不能过振，漏振会造成混凝土不密实，甚至会出现蜂窝麻面和空洞，过振会造成混凝土离析，产生分层现象，致使混凝土不均匀，影响强度。在浇注混凝土的同时做出锚墩，其侧面与钢垫板表面成45角，以便将压应力均匀传给锚垫板。混凝土锚垫板上表面要求抹平，混凝土终凝后要养护七天以上，防止混凝土开裂。3.6张拉预应力张拉设备一般采用YDC2400Q型和YDC1500N或YDC2500N型千斤顶，配ZB4500型超高压电动油泵。张拉设备系统事先要进行标定，绘出KNMPa曲线。张拉时加荷卸荷要平稳，使油压徐徐上升或下降，张拉过程中千斤顶后面禁止站人，防止发生意外。大吨位千斤顶要用绳子拴住，防止千斤顶滑落。当锚垫板混凝土的强度达到设计强度的70%时即可对钢绞线施加预应力。为了使张力均匀，通常要对钢绞线进行调直张拉单根对称张拉，其张拉力一般为设计值的14，然后再整组张拉，根据设计张力的大小，一般分三级进行张拉，并在每一级荷载下稳压5min以上，尽量消除锚垫板混凝土和钢绞线的徐变影响。最后一级荷载要大于锁定张力值，确保锁定张力值满足设计要求（通常情况下预应力锚索的设计值为钢绞线允许强度的65%）。3.7外锚头保护预应力锚索为永久受力构件，外锚头一旦失效就会前功尽弃，故对外锚头要加以保护，防止产生锈蚀。一般情况下采用C20细石混凝土将外锚头（含钢垫板）保护起来。其作法如下：用手提式切割机把外露钢绞线切掉，留长为810，然后支模，保护层厚度4，最后浇注混凝土。经过上述七道工序，预应力锚索施工全部完成，这是正常情况下的做法。在施工中可能会出现这样或那样的问题，必须有一定的防范措施。4 锚索施工时应注意的问题4.1由于地质原因，有时预定的设计孔位不能一次造孔成功，需要调整孔位。出现这种情况时，要把废孔用砂浆注满，再另行开孔，调整的角度要在2以内。4.2自由段塑料防腐层破损的要用不干胶带缠第一道，再用电工胶布缠第二道，其长度要超过损坏段两端各5。4.3钢绞线在组装前和组装后都不要有伤痕，特别要防止电焊烧伤和硬物击打。4.4注浆管送入后，前端被泥土或岩粉堵塞，可用压缩空气或高压水冲管，直到畅通为止。经过处理仍然不通，可拔出注浆管在原位另送注浆管，如果送不进去，只有拔出锚索，重新用钻机洗孔，再送入锚索。4.5在注浆过程中如果注浆管堵死，可拔出注浆管在原位另送注浆管，如果送不进去，只有采用第4条办法解决。4.6在滑动边坡上施工锚索，先施工的锚索将首先承受因边坡滑动产生的张力，当张