锚索桩板墙预应力锚索施工及破坏类型施工技术总结

锚索桩板墙施工中锚索施工工艺及常见破坏类型施工技术总结引言在山岭陡峭，地形复杂，山高谷深的地区，高等级公路通过的地段造成了大量的高填深挖，高桥及隧道处处可见。在山谷深，地面陡峭的地段路基难于填筑，旱桥跨越在经济和技术上造成了巨大的浪费，同时也给桥梁墩柱的稳定带来隐患，而采用锚索桩板墙这种新型的高挡墙跨越，不仅开挖面小，也可消耗废方，起到了安全，经济和环保的作用。锚索桩板墙的施工中锚索的施工是核心，也是较新的一种施工方法，在此对于锚索的施工方法和破坏类型做如下的阐述和分析。1锚索的材料和受力特点1.1锚索的材料桩板墙锚索一般采用直径15.20mm，强度1860MPa的钢绞线制成，钢绞线的各项指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》的规定。1.2锚索的构成桩板墙锚索是拉力型锚索，由外锚头，自由段和内锚固段组成。自由段与孔壁不接触，可自由伸长，锚固段与孔壁接触形成锚固作用，外锚头提供固定锚索所需的反力。1.3锚固段的受力特点①拉力型锚索的锚固力主要形成在锚固段的前端，因此只要前部产生了足够的锚固力就可以达到足够的拉应力，所以锚索的长度不宜过长，一般将锚固段的长度确定为8~12米，岩层取小值，土层取大值。②经试验证明，锚索与浆体的粘结强度要大于浆体与孔壁之间的粘结强度，所以锚索抗拔力的控制指标是浆体与孔壁的粘结强度。③孔口处的地层锚固力较小，因此锚固段应该从孔口或稳定岩层以内1.5~2米开始算起。2锚索施工的工艺流程钻孔-锚索制作-穿锚索-注浆-桩身穿锚索-回填-张拉-外锚头封锚3各施工步骤的施工方法浅析3.1钻孔钻孔要根据孔深和地层特性选择合适的，方便施工的设备。钻孔前要先测量确定开孔的准确位置和偏角，保证锚索轴线与桩身锚孔轴线在同一轴线上。当钻孔出现裂隙，难以成孔时，可向孔内注水泥砂浆或纯水泥浆，若存在较大的空洞时可直接注混凝土，待砂浆或混凝土凝固后再进行二次成孔；在软弱，破碎地层中可以采用跟套管法钻孔；钻孔中若遇到严重的地下水，应请设计单位确认处理方案，增加仰斜疏干孔或注浆固结。3.2.1锚索钻孔钻孔的质量控制要点：钻孔时的设计深度是指钻入稳定岩层的深度，是否钻入稳定岩层可以根据出渣的情况判断；钻孔深度要大于设计0.5m，孔径要满足设计要求；孔内的渣子要清除干净，以防影响注浆的质量；钻孔完成后要及时进行穿锚索和注浆，以防坍孔和径缩。3.2锚索的制作和锚索穿孔锚索制作应该在工棚内或专门的硬化场地进行，防止雨淋和泥水锈蚀。成孔后用米尺测量孔口到对应桩身锚孔的长度，加上孔深和桩外侧需预留的张拉长度就是锚索的制作长度。锚索的切割只能用切割机，严禁用电焊等损害锚索强度的方法。自由段锚索在高应力状态下，还受地下水、气的影响，如果防腐不做好，很容易发生锈蚀。因此切割完成的锚索需做防腐处理，处理方法如下：①准备穿孔的钢绞线必须清理干净表面的污渍和锈迹。②在钢绞线自由段均匀的涂刷油漆，直至看不见钢绞线的本色，然后再均匀的涂抹一层防腐油脂。③用聚乙烯或聚丙烯塑料管套住钢绞线的自由段，并且自由段端部需密封防止水泥浆倒灌进入套管内，密封可采用胶带缠3~5层。3.2.1在架子上制作锚索做好防腐的钢绞线按图纸安装锚固段箍环和扩张环，自由段安装对中架，防止钢绞线交叉，锚固段端头安装直径合适的钢管作为导向头。注浆管安装在扩张环中间预留孔内，管底伸入导向头内，在管底约50cm的范围内割开3~5个出浆孔。制作完成的锚索需标记对应的孔位编号，以防穿错孔造成锚索长度不够。锚索的长度和质量较大，采用人工穿锚索时要注意安全。控制要点：①锚索是永久工程，要有足够的耐久性，一旦出现破坏很难修复，因此一定要重视锚索的防腐，严格按照要求进行处理。②锚索的锚固段长度要够，不能偷工减料。③为了加强锚固段的锚力，也可在锚固段包裹钢丝网。3.3注浆注浆的作用：①锚索依靠注浆产生锚固力工作，注浆不好锚索就会部分或全部失效。②注浆可以作为锚索的一层保护措施，特别是在自由段与锚固段分界处，如注浆不饱满，锚固段裸露，极易产生钢绞线腐蚀。浆液要采用拌合机，严格按照设计的配合比拌合。用注浆机通过注浆管注浆时浆液由孔底向孔口反向压浆，当孔口出现正常的水泥浆时暂停注浆，因孔口注浆常常不饱满，应及时进行补浆，补浆应在原浆液初凝前进行。如出现浆液超常量大，应采用间歇式注浆。注浆的注意事项：①注浆压力要满足要求，以保证注浆的密实度。②孔口处如注浆不饱满，必须进行补浆。补浆前要把孔口的渣子清理干净，补浆后防腐塑料套管应有一段埋入浆体中，见图3.3.1。③注浆是隐蔽工程，必须有监理旁站，对注浆过程中出现的问题做详细的记录。3.3.1补浆饱满且套管有一段伸入浆体3.4桩身穿锚索、回填、张拉锚索桩板墙施工的一种显著特点是锚索与填方在空间上存在矛盾，因为锚索是斜的，而填方采用大型机械水平进行，而且要求填方不能破坏锚索，锚索在填方中要进行有效的防腐处理，因此需采取有效的措施保证锚索不被破坏，而填方又能够正常进行。填方与锚索交叉施工有三种方法：①先锚后填法：第三步：填方，最高至第二排锚索位置。这种方法施工较安全，尤其在山区修建公路时，地质条件差，桩身露土高度大，抗滑桩本身的稳定性就令人担忧，直接进行回填可能会导致桩位偏移甚至倾倒。因此采用先锚后填可以先对抗滑桩进行预加固，这样回填时就可以保证安全。缺点是由于还未回填至上排锚孔就进行上排锚索的张拉，会对回填造成困难，大型机械无法正常施工，而导致施工进度较慢。此种情况可用大型机械配合小型实机械，对于锚索干扰不能充分碾压的部位用小型机具仔细夯实。3.4.3锚索的张拉②先填后锚法第三步：对挖斜槽段锚索进行防腐保护。第四步：填方至第二排锚索孔处，并对第一排锚索分级增荷张拉至设计拉力，并依次循环至最后排锚索为止。图3.4.4图3.4.5这种方法锚索施工与回填可以有序的进行，互不干扰，因而施工进度较快。适用于地质条件好，桩身露土高度不大的情况下，对于地质条件差或桩身露土较高时需谨慎使用，以防发生桩的偏移甚至倾倒。③半填半锚法第一步：填方至第一排锚索山坡锚孔以上，桩身张拉孔以下位置。第三步：对锚索进行初张拉并做防腐保护。第四步：填方至第二排锚索山坡锚孔以上，桩身张拉孔以下，并对第一排锚索分级增荷张拉至设计拉力，并依次循环至最后排锚索为止。图3.4.6图3.4.7这种方法兼具上面两种方法的优缺点，是一种择中的方法，可视情况选用。回填时锚索的防腐处理采用PVC管穿在自由段锚索上，锚索和PVC之间用浆液填满，见图4.3.8和图4.3.9。注浆液的方式有两种：图3.4.8图3.4.9①在回填至锚索位置时进行注浆。这种注浆方式施工起来比较方便，但是注浆很难包裹整个自由段，并且在上层土回填碾压时会对浆体造成破坏，因此效果较差，适用于水量较少，填土腐蚀性较小的情况。②在回填到锚索位置以上一定高度后进行注浆，这种方法需要在PVC管内预留注浆管，注浆管随锚索一起伸出锚固端，待回填后从注浆管向PVC管内进行注浆。这种方法施工起来较麻烦，但效果较好，适用于填土腐蚀性高，水量大对防腐要求较高的情况。预应力锚索张拉的方法：由于桩板墙锚索施工中锚索张拉与回填是交叉进行的，回填时采用大型压实机械碾压势必使锚索的预应力发生松弛和损失，因此锚索的张拉采用多次张拉的方法。初次张拉对桩进行一定的预加固，回填一定深度后再对下排的锚索分级增荷张拉至设计要求，这样可以大大的减少回填对锚索预应力的不利影响。锚索张拉的注意事项：①预应力锚索所用锚具应符合国家现行《预应力筋用夹具和连接器应用技术规程》(JGJ85)的规定，进场前必须有相关检测单位出具的合格证明。②张拉千斤顶和油表使用前要到有资质的单位进行校准，保证其准确性。③张拉用千斤顶要根据钢绞线根数选择，一次性张拉到位，严禁采用单孔千斤顶分开张拉。④张拉千斤顶油表对应的读数并不是锚索设计张拉值，两者之间存在对应的换算关系，施工前应做好换算，并对现场施工人员交底。张拉时要超张拉设计值的10%，对于出现问题不能张拉到位的要做好记录，找出解决方法。⑤张拉的顺序要严格按照设计的要求进行，不能随意无序的张拉。桩板墙的回填的注意事项：回填要按照路基回填的要求，分层填筑，分层碾压。当碾压抗滑桩附近位置时需特别注意，以防碾压产生的侧压力对桩造成不利影响。4.3.10桩板墙的回填3.5外锚头封锚锚索张拉完成后，为了保护锚固端不被腐蚀和破坏，要进行锚固端的封锚。封锚前要先检查锚具是否出现破坏，夹具是否牢固，钢绞线是否出现松弛或回缩。对于检查没问题的锚索用切割设备切除过长的钢绞线，在用混凝土包裹住整个锚固端。封锚的注意事项：①封锚一定要在张拉合格后进行，检查中有问题或未张拉到位的钢绞线严禁封锚。②封锚混凝土质量要保证，封锚后要对混凝土进行必要的养护，以防混凝土开裂而渗水，造成外锚头的腐蚀。4预应力锚索的常见破坏类型4.1个体破坏是指锚锚索的某个个部位单独独破坏，包包括杆体、锚锚头、锚具具、预应力损损失等。①锚索索杆体破坏坏：锚索数数量不足，锚锚索材料不不合格，锚锚索锈蚀严严重或多次次张拉锚索索产生磨损损都会产生生锚索的断断裂。44.1.11锚索断开开4.11.2锚索索拔出和缩缩入孔内②锚索索拔出：锚索松弛弛或失去作作用，发生生的原因有有地层锚固固力不足或或注浆不密密实。③锚头头出水：锚锚头出水会会对封锚端端产生锈蚀蚀，主要是是由于锚索索自由段防防护不合格格，水从套套管冒出。④封锚端破坏：封封锚端提供供产生锚索索预应力的的反力，一一旦破坏锚锚索就会松松弛失去作作用，产生生这种情况况的主要原原因有锚具具的质量不不合格，无无法提供足足够的锚固固力；钢绞绞线锚固端端预留长度度不够，钢钢绞线产生生少量回缩缩使夹具失失效；锚垫垫板变形或或封锚混凝凝土裂缝。⑤预应力破坏：钢钢绞线的预预应力会随随使用时间间增大而损损失，但如如果出现过过大，过快快的损失可可能是由于于钢绞线的的质量不合合格或锚固固段地层发发生蠕变。4.1..3封锚混凝凝土破坏4..1.4夹夹片锈蚀严严重失去作作用4.2整整体破坏是指锚锚索及其结结构全部同同时产生失失效破坏，如如群锚效应应，桩板墙墙整体破坏坏。①滑坡坡破坏：锚锚索随滑坡坡体整体滑滑出，主要要原因是锚锚索的总锚锚固力不足足或锚固的的深度不够够。②群锚锚效应：由由于锚索设设计过密或或设计预应应力过大，所所有锚索整整体拔出的的现象。③锚索索桩整体破破坏：锚索索拔出或断断裂，桩偏偏移或断裂裂，破坏的的主要原因因有锚索张张拉不及时时，设计预预拉应力过过小；锚固固深度不足足，锚索拔拔出；锚