预应力锚索施工技术论文.doc

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1、 高边坡预应力锚索施工技术 摘 要：本文就结合沈海复线高速公路XXX高边坡防护工程的施工阐述了高边坡预应力锚索施工的施工工艺。关键词： 预应力锚索 施工工艺 差异荷载一工程概况本项目A5合同段起点（桩号K30+000）位于平和县文峰村附近，终点（桩号K41+900）位于平和县小溪镇附近，路线总长11.900公里。K35+470K35+810段左侧边坡设计为压力分散型预应力锚索框架防护。该边坡最高约39.0米，为类土质边坡：上部为坡积粉质粘土，厚度约2.23.3米；其下为全风化花岗岩，厚度约5.410.3米；其下为砂土状强风化花岗岩，厚度约04.9米；其下为碎块状强风化花岗岩，厚度约02.1米；

2、其下为中风化花岗岩，厚度约02.7米；下伏微风化花岗岩。该边坡坡体地质条件比较差，坡顶局部高陡，植被茂密。因边坡风化层较厚，坡体风化较剧烈，坡体稳定性较差，因而对该边坡进行加固处理。该边坡设计为压力分散型预应力锚索框架防护，通过施加预应力，使锚固范围内的软弱岩体挤压紧密，阻止开裂松散岩体位移，并通过锚索孔的高压注浆，浆液能充填坡体内裂隙和空隙，增强了坡体的整体稳定性。从而达到加固边坡的目的。如图1所示。图1 K35+470K35+4810段左坡边坡断面设计图二预应力锚索施工工艺流程1.加固方案在第三级采用预应力锚索框架防护，锚索长为18m及22m，锚固段长均为8m，锚索张拉力均采用700KN，

3、框架中间采用客土喷播植草防护。2.预应力锚索具体设计图2 压力分散型预应力锚索结构图3.施工工艺压力分散型预应力锚索施工工艺流程图 锚索框架砼浇注锚索张拉锁定封锚养护、喷涂锚索编号报验清理坡面钻机就位钻孔清孔锚索入孔一次注浆锚索制作、拉拔试验测定锚孔位置报验报验二次注浆 （1）钻孔按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用铁钎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，采用测角量具控制角度，钻机导轨倾角误差不超过1，方位误差不超过2。锚索（杆）成孔应根据地层选用相应的锚杆钻机，且钻进过程中严禁开水冲钻及冲洗孔壁，同时应严格控制钻进速度，防止钻孔偏斜、扭曲或变

4、径。在钻进过程中要认真作好施工记录，如钻压、钻速、地层和地下水情况等。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，并超钻50cm，钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻35分钟，防止孔底尖灭，同时，及时进行锚孔清理。钻进过程中若遇到塌孔，应立即停钻，并采用注浆固壁处理，24小时后重新钻进。本项目高边坡锚索钻孔采用YB-100型钻机，150钻具成孔，岩层段采用150金刚石钻头钻机成孔。锚孔钻造结束后，使用高压空气将孔中岩（土）粉及水全部清除出孔外，经检验合格后，方可进行锚筋体安装。图3 钻孔施工图（2）锚索制作与安装.锚索制作本项目锚筋的制作搭建一个高60公分的制作平台及简易防晒防雨棚。锚筋下料应整齐

5、准确，误差不大于50mm，预留张拉段钢绞线长度1.5m，钢筋锚杆0.5m。设计预应力锚索为压力分散型锚索，其锚筋材料采用无粘结高强度低松弛钢绞线，对钢绞线不同单元和钢筋锚接头进行醒目可靠的标记。下料应注意各单元锚索长度是不同的，钢绞线一律采用机械切割下料。挤压头的组装，挤压套、挤压簧安装准确，挤压顶推进应均匀充分，施工中应严格控制钢绞线挤压套挤压工艺，并抽样3%进行检测，确保单根挤压强度不低于200kN。组装承载体时应定位准确，挤压套通过螺栓在承载体和限位片之间栓接牢固。架线环间距为1.01.5m，应准确定位、绑接牢固，锚孔孔口位置必须设置一个架线环。注浆管穿索安装准确定位，绑扎结实牢固，应深

6、入导向帽510cm。导向帽可点焊固定于最前端承载板上，并应留有溢浆孔，保证孔底返浆。所有的钢质部分均应均匀涂刷防腐油漆。对于高强精轧螺纹锚杆，锚固段对中支架若点焊不当，将损伤杆体强度，故应与自由段一样，用套筒触角支架绑接定位。并对其自由段按设计要求进行防腐和隔离措施处理。锚筋体摆放顺直，不扭不叉，排列均匀。锚筋体经检验合格后，方可运输至相应孔位进行安装。水平运输时，各支点间距不小于2m，且转弯半径不宜太小；垂直运输时，除主吊点外，其它吊点应使锚筋体快速安全脱钩。锚筋体安装时应按设计倾角和方位平顺推进，严禁抖动、扭转和串动，防止中途散束和卡阻。安装完成后，不得随意敲击锚筋或悬挂重物。.锚索安装在

7、向钻孔中安放锚索之前，要认真核对锚索的编号是否与钻孔编号一致，确认无误后，再以高压风清孔一次，即可着手安放锚索。对于下倾锚索安装较易，由人工缓缓地将锚索插至孔底即可，送索入孔时，要注意使锚索顺直，用力均匀，不要左右摆动。注浆管与锚索同时安放，从架线环的中心钢管内穿过，管口距离孔底3050cm。（3）注浆锚索（杆）注浆采用水灰比0.40.5的纯水泥浆，其中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。注浆材料要求严格按照经试验合格的配比备料，注浆浆液应严格按照配合比搅拌均匀，随拌随用，浆体强度不低于40Mpa。锚孔注浆必须采用孔底返浆方法（注浆压力一般为2.0M

8、pa左右），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。在注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时，应用水或水泥稀浆润滑注浆泵及注浆管路。注浆过程应认真做好现场施工注浆记录，每批次注浆都应进行浆体强度试验，试件不得小于两组。浆体未达到设计强度的70时，不得在锚筋体端头悬挂重物和拉绑碰撞。图4 注浆施工图（4）锚索框架施工.框架梁基础开挖框架梁应先放线开挖沟槽，位置、间距、尺寸应严格按设计要求测量、放线，施工时根据锚杆纵、横边坡率选用的不同的结构尺寸。框架梁：框架梁采用全断面嵌入式，顶面与边坡坡面齐平；梁背面与槽底面密

9、贴，凹凸不平处用水泥砂浆或混凝土填背，确保梁均匀受力。.钢筋骨架绑扎框架梁：框架梁的截面形式为：0.4m宽0.3m高的矩形。钢筋骨架主筋N1为22螺纹钢，箍筋N2为10圆钢。梁背面与槽底面密贴，凹凸不平处用水泥砂浆或混凝土填背，确保梁均匀受力。.框架梁及锚头施工锚注浆完成后待水泥砂浆强度达到设计强度的70%立即进行框架梁和锚头的施工，锚头与框架梁同时浇筑。.立模及浇筑砼采用组合钢模作为混凝土浇筑模板，螺栓连接，用钢管及圆木加固。采用C30砼，由拌和站集中生产，搅拌运输车运输，人工倒运入模，插入式振捣器振捣密实。图5锚索框架现场施工图（5 ）锚筋张拉锁定在注浆浆体与台座混凝土强度达到设计强度80

10、以上时，方可进行张拉锁定作业。如为选定进行验收试验的锚孔，应在达到设计强度的条件下，待验收试验结束并经检验合格后再进行。验收试验的锚孔应由监理工程师、设计代表现场确定。锚斜托台座的承压面应平整，并与锚筋的轴线方向垂直。锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚筋体同轴一线，确保承载均匀。锚筋的张拉必须采用专用设备，设备在张拉作业前应进行标定，锚具、夹片等检验合格后方可使用。锚索正式张拉前，应取1020的设计张拉荷载，对其预张拉12次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。对于压力分散型锚索，因各单元锚索长度不同，张拉应注意严格按设计次序分单元采用差异分步张拉，根据设计荷载和锚筋长度

11、计算确定差异荷载，并根据计算的差异荷载进行分单元张拉。压力分散型锚索各单元差异伸长量和差异荷载增量计算公式（以三单元共六束压力分散型锚索为例）如下。差异伸长量:，差异荷载增量：其中：-分别为第一、二、三单元锚索的长度,且；-各单元锚索在给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下的伸长量；-各单元锚索在给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下的差异伸长量；-给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下钢绞线束应力；-给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下单根钢绞线束荷载；-单根钢绞线束的截面面积；-钢绞线的弹性模量；-分步差异张拉之第一、二步级张拉荷载增量。锚索的预应力在补足差异荷载后分5级按有关规范或规定施加，即设计荷载

12、的25，50，75，100和110。在张拉最后一级荷载时，应持荷稳定1015min后卸荷锁定。锚索锁定后48小时内，若发现明显的预应力损失现象，则应及时进行补偿张拉。图6 锚索张拉施工图（6）封口注浆张拉结束后，立即注入不小于M40级的水泥净浆封口，注浆管从预留孔插入直至管口达到锚固段顶面约50cm。注浆至孔满溢出，拉出注浆管，边拉边注浆，以防形成空隙，孔中的空气经外锚墩预留气孔中排出。（7）外部保护注浆封口后，从锚具量起，留30mm钢铰线，其余部分截去，在其外部覆盖厚度不小于50mm的与锚梁同标号的砼封头，以防锈蚀破坏。为保证框架的整体美观性，封头应采用相同的模具进行封头。三结束语本标段高边

13、坡通过预应力锚索框架梁的施工，坡体未发现开裂、蠕动变形等斜坡滑移迹象，稳定性有了明显的提高。表明采用预应力锚索框架梁加固技术，达到了预期的设计效果。预应力锚索框架梁适用于岩质路堑边坡结构面发育、岩体破碎，不良地质体如浅层顺层地段等路堑高边坡的坡面防护工程。是一种经济，快速，高效的防护方式。参考文献1中华人民共和国国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范中国计划出版社2001年2中国工程建设标准化协会土层锚杆设计与施工规范(CECS22：90)中国计划出版社1991年3杨尚柏，高路堑边坡预应力锚索施工技术A，科技情报开发与经济，2006，16卷（8期）：287-289。4廖振明，高边坡预应力锚索（杆）试验孔基本试验，公路交通技术，2006（2）：1115。9