预应力锚索施工技术

1、2006年9月第7卷第3期长沙铁道学院学报(社会科学版Sep. 20063预应力锚索施工技术徐云(中铁十七局集团第六工程有限公司, 福建福州350000摘要:近年来, 预应力锚索广泛应用于边坡、地下工程、坝体、深基坑等土木工程的各个领域, 结合京福高速公路高边坡防护工程的现场施工情况, 介绍了预应力锚索的一整套施工工艺, 并对施工中如何最大限度地发挥岩土能量, 确保施工安全和边坡稳定, 提出了可行的方案措施。关键词:高边坡; 预应力锚索; 施工技术, 提高边坡稳定性的技术。, , 节约工程材料, , 广泛应用于边坡、地下工程、坝体、码头等土木建筑的各个领域, 具有明显的经济效益和社会效益。一、

2、工程概况京福高速公路某边坡位于福建省邵武市和平镇桂林村镜内, 属闽西北低山丘陵地形区, 建设区总体地势西北高东南低, 沿线的河谷, 大部份为“V ”型谷, 切割强烈, 谷底狭窄, 山坡陡峭, 坡体地质复杂, 上部为残坡积粘性土层, 厚度约1014m , 下为砂土状强风化混合变岩, 厚度26m , 其下为破碎块状强风化片岩、变粒岩, 下伏弱微风化片岩、变粒岩, 边坡稳定性差, 全标段共七处长1494m 路基边坡需进行加固处理。二、加固方案典型断面(K5+393k5+756 的设计边坡加固共六级, 第一、二级为护面墙, 第四、六级为三维网植草, 第三级和第五级段交错设置预应力锚索框架加固, 框架宽

3、8m , 交错间距8m , 设4孔锚索, 其中第三阶框架上排锚索长28m , 下排锚索长24m , 锚固长度8m , 设计拉力为700KN , 第五阶框架上排锚索长34m , 下排锚索长30m , 锚固长度10m , 设计拉力为700KN 。本工程设计为压力分散型锚索, 锚索孔径150mm , 每孔采用六束直径15124mm 、强度1860MPa 的高强度低松驰无粘预应力钢绞线, 锚索分三单元, 每单元由两根等长度无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成。三、预应力锚索的试验在预应力锚索正式施工前, 应进行锚索的抗拔拉破坏试验, 以验证设计采用的锚索的设计参数和施工工艺的合理性以及锚索的安全系数, 并

4、在锚索施工前及时向设计单位提交试验报告, 以验证和调整设计。锚索试验采取先加初始荷载, 然后循环加卸载至破坏。通过拉拔试验记录, 绘制锚索荷载-位移(Q -S 曲线、荷载-弹性位移(Q -Se 曲线、荷载-塑性位移(Q -Sp 曲线, 曲线图平顺圆滑, 无突变现象, 弹性、塑性良好。计算得锚索安全系数2. 2, 符合锚索喷射砼支护技术规范安全系数2. 0的要求。四、预应力锚索施工11施工工艺流程:边坡开挖、修整钻孔与清孔锚索制造与安装压浆框架梁制作锚索张拉与锁定封锚。21预应力锚索主要工序的施工方法1, 严格做到开挖、支护一级, 上一级未支护完, 不得开挖下一级, 避免边坡暴露时间过长, 造成

5、新的危害。对具有特殊变形迹象的边坡开挖, 可采用分段跳挖或两侧向中间推进开挖的方式并同步进行支挡。遇石质边坡, 严禁采用大爆破, 在接近设计坡面时, 应采用光面控制爆破。遇地下水出露, 应将地下水排水并引入排水系统, 不可堵死。2 钻孔与清孔按照设计桩号采用拉线尺量, 结合水准测量进行放线, 并用铁仟和油漆标记准确定位锚孔位置。钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位, 采用测量角具控制角度, 钻机导轨倾角误差不超过±1°, 方位误差不超过±2°, 根据地层选用相应的钻机, 土层一般采用冲击式回旋钻成孔, 岩石一般采用气动冲击钻机成孔, 且钻进过程严禁开

6、水冲钻及冲洗孔壁, 同时应严格控制钻进速度, 防止钻孔偏斜、扭曲或变径, 在钻进过程中要认真做好施工记录, 同时应将取出的土体与设计时所认定的加以对比, 有偏差时应及时修改其设计参数。钻孔孔径、孔深不得小于设计值, 并超钻50cm , 钻孔达到设计深度后, 必须使用高压空气(风压为012014MPa 将孔中岩粉及水全部清除孔外, 以免降低水泥浆与孔壁岩体的粘结强度, 若遇钻孔中有承压水流出, 待水压、水量变小后方可下锚索。钻进过程若遇塌孔, 应立即停钻, 并进行注浆固壁浆处理(灌浆压力为01100120MPa , 待水泥浆凝固后, 重新钻进, 或采用跟管钻进工艺。3 锚索的制作与安装钢绞线采用

7、机械切割下料, 预留张拉段钢绞线长度115m , 锚索每隔11. 5m 设置架线环, 锚头设导向帽, 点焊固定于最前端承载板上, 并留有溢浆孔。钢质承载体采用45号钢材加工制作, 其厚度不小于2cm 。注浆管绑在锚索中间, 深入导向帽510cm , 在锚固段与自由段交界处设止浆袋, 止浆袋前端设排气管。锚索安放时, 应防止锚索扭曲, 弯曲, 并使锚索放入角度与钻孔角度一致。锚索安放好后用嘴吸排气管, 检查是否排气, 如不排气则抽出重新处理。锚索放好后, 在空口设置无纺布制成的注浆塞。锚索就位后, 不得随意敲击和悬挂重物。4 压浆由于在锚索体制作中已将锚索自由段的各根钢绞线用PVC 管封闭和在锚

8、固段和自由段交接处设止浆环的工艺, 本工程锚索采用一次灌浆工艺, 灌浆设备为2UB415灰浆泵, 浆3收稿日期:2006-03-20作者简介:徐云(1973- , 女, 江苏江都人, 工程师 。212液采用1:1水泥砂浆, 水灰比为0145, 浆体强度不得低于40MPa , 注浆压力保持在2MPa 左右, 采取孔底返浆方法, 即注浆从孔底开始, 连续进行, 直至孔口溢出新鲜浆液, 严禁抽拔注浆管或孔口注浆, 如发现孔口浆面回落, 应在30分钟内进行孔底压注补浆23次, 确保孔口浆体充满。若锚固段遇土质或砂土状强风化岩层且富水时应采用二次高压劈裂注浆法来提高地层锚固力。5 框架梁及锚斜托制作在一

9、个框架单元锚索注浆完成后, 即可绑扎钢筋、立模, 浇注框架梁和锚斜托, 模板采用钢模, 钢管支撑, 内设拉杆加固, 钢筋安装时, 必须将锚索穿入波纹管内, 并将波纹管准确地固定于框架梁钢筋网上。锚斜梁承压面应平整, 并与锚索的轴线垂直, 锚垫的铁件采用与锚具相配套产品。6 锚索张拉与锁定当框架梁和锚垫混凝土强度达到设计值的80%以上时即可进行预应力张拉, 张拉设备采用YCD1500和2Y BZ2-49型高压电动油泵, 行检查, , 一线, 确保承载均匀。锚索正式张拉前, 应按设计值的1020%对锚索体进行预张拉, 以使其各部接触紧密和索体完全平直, 正式张拉方式如下:00125P 015P 0

10、175P 110P 111P 锁定P , 除最大一级张拉要稳定10-15min 外, 其余各级持荷稳定时间为5min 。张拉时采用“双控法”即采用张拉系统出力与锚索伸长值综合控制锚索应力, 以控制油表读数为准, 用伸长量校核, 当实际伸长值与理论值差别较大时(±6% , 应暂停张拉, 待查明原因并采取措施后再进行张拉。当张拉至预张拉值后, 实际伸长值与理论值相符合时(6% , 稳定后, 即可按设计荷载进行锁定。锚索锁定后48小时内, 若发现明显的预应力损失现象, 应及时进行补偿张拉, 一般做法补张拉至1. 1P 再锁定, 进行7天观测期, 若无异常情况, 即可封锚。7 封锚锚索张拉完

11、成后应及时对锚头进行封锚, 外锚头应用与框架梁同标号的砼封头, 以防锈蚀破坏。五、结束语本工程锚索在封锚前取不少于锚索总数的5%进行验收试验, 115倍, 锚索在各级荷载的, 验收试验结果表, 锚索的施, 实现经济合理且安全可。参考文献:1张勇. 预应力自由锚索对深埋地下洞室的加固效果J.岩土工程学报,1992(增刊 . 2封金财. 预应力锚索在整治滑坡中的应用J.石家庄铁道学院学报,2000(2 . 3蒋忠信. 加固深厚、富水的八渡站巨型滑坡的预应力锚索的施工技术R .八渡施工技术总结报告,1998.(上接第211页砌背后的水压力是有作用的, 在高水位富水区修建隧道不进行注浆堵水, 隧道内的排水量会很大, 地下水的流失严重, 不仅在施工期有风险, 而且在运营期对环保和安全也不利;(5 仅在衬砌底部设置排水孔, 会导致衬砌背后水压力分布不均匀, 对衬砌结构受力是不利的; 结构设计上就应考虑在衬砌背后设置盲管, 使衬砌上水压力的分布尽量均匀。参考文献:1高新强1高水压山岭隧道衬砌水压力分布规律研究D 1西南交23456通大学,20051仇文革, 高新强. 高水位富水区地下水水压围岩注浆加固圈与衬砌共同作用机理研究报告R 1西南交通大学,20041高