預應力錨索加固施工控制工藝解析

　　關鍵詞:預應力錨索；加固；控制；工藝；注意事項

　　1前言

　　預應力錨索加固技術源于國外，它是錨桿技術發(fā)展的產(chǎn)物。1933年，阿爾及利亞A.Coyne工程師首次將錨索加固技術用于水電工程的壩體加固并獲成功。從40年代末至70年代初，錨索加固技術得到了迅速的發(fā)展，加固理論、設計方法和有關規(guī)范也逐步出現(xiàn)和完善。我國的錨索加固技術始于60年代，1964年梅山水庫在右岸壩基的加固中首次成功地使用了錨索加固技術。國內(nèi)鐵路系統(tǒng)自80年代開始應用預應力錨索結(jié)構(gòu)于路基邊坡加固防護工程中，1987年鐵一院在寶成線首次采用預應力錨索加固危巖邊坡，獲得成功。

　　預應力錨索加固效果的好壞，在很大程度上取決于施工工藝是否合乎要求。

　　2預應力錨索加固施工控制工藝

　　預應力錨索加固施工主要控制工藝有成孔、制索、注漿、張拉鎖定、試驗驗收。

　　（1）成孔

　　成孔是預應力錨索加固施工的第一步，錨索孔是錨索的工作空間。鉆孔在錨索施工中占據(jù)較大比重的工作量，是影響工程費用和工期的關鍵性因素。在鉆孔施工前，應根據(jù)設計要求的鉆孔參數(shù)和地類型，確定適用的鉆孔設備和工藝，力求達到提高工作效率和降低工程費用的目的。

　�、馘^索鉆孔要求干鉆，禁止開水鉆，以確保錨索施工巖體的工程地質(zhì)條件和保證孔壁的粘結(jié)性能。錨索孔徑的大小應根據(jù)需要確定：預應力錨索的保護層厚度不應小于20mm，臨時性預應力錨索的保護層厚度不應小于10mm。即

　　(1)

　　式中—錨索鉆孔直徑；

　　—錨索直徑；

　　—保護層厚度，永久性錨索取20mm，臨時性錨索取10mm。

　�、阱^索孔下傾與水平面夾角為宜在之間，允許誤差±1°，為確保錨孔深度，實際鉆孔深度要求大于設計深度0.3m。

　　錨索傾角的確定，應依據(jù)錨索的經(jīng)濟性與錨索提供的抗滑力共同確定。

　　③鉆進過程中應對每個孔的地層變化，鉆進狀態(tài)（鉆壓、鉆速），地下水及一些特殊情況作現(xiàn)場記錄，如地層松散、破碎時，應采用跟管鉆進技術，使鉆孔完整。若遇塌孔，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理（灌漿壓力0.1～0.2MPa），待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進。

　�、茔@孔完成后必須使用高壓空氣（風壓0.2～0.4MPa）將孔中巖粉及水全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖體的粘結(jié)強度。

　　⑤錨孔造好后，需經(jīng)有關質(zhì)檢部門檢查后，方可進行下一步工序。

　　⑥錨孔鉆進時，應做好記錄，若地形條件與設計不符，應及時通報設計單位，以便及時變更設計。

　　錨索鉆孔直徑一般大于80mm，長度一般大于10m，在巖石中，應優(yōu)先選用潛孔沖擊類鉆機。潛孔沖擊類鉆機所鉆鑿鉆孔的孔壁粗糙而對錨索的錨固十分有利。在松軟破碎的巖體中一般使用旋轉(zhuǎn)鉆和帶套管的鉆機，在這類巖體中的鉆孔有時需要多次鉆孔注漿循環(huán)才能成孔。

　　（2）錨索制作

　�、馘^索材料應選用高強度、低松弛預應力鋼絞線，錨具可采用OVM型（包括配套的錨墊板、夾片和螺旋筋）。

　�、阱^索編束前，要確保每根鋼絞線順直，不扭不叉，排列均勻，除銹，除油污，對有死彎，機械損傷及銹坑處應剔除。自由段鋼絞線涂抹黃油作防腐處理后再套具有一定強度的PVC軟管，PVC軟管不得有破損。

　�、坼^固段架線環(huán)與緊箍環(huán)每隔1m間隔設置。緊箍環(huán)系8號鉛絲繞制，不少于兩圈，自由段每隔2～3m設置一道架線環(huán)，以保證鋼絞線順直。架線環(huán)可自制，也有塑料成品。

　�。�3）注漿

　　注漿是用注漿泵把液體的水泥質(zhì)注漿體以一定的壓力注入孔中的施工過程，錨索注漿是為了形成錨固段和為錨索提供防腐蝕保護層。另外，一定壓力的注漿可以使注漿體滲入地層的裂隙和縫隙中，從而起到固結(jié)地層、提高地層承載力的作用。固結(jié)地層的范圍和效果取決于注漿的壓力和地層的裂隙大小。注漿是錨索施工中最為關鍵的工序之一，其效果的好壞直接影響到錨索的錨固性能和永久性。

　　在灌注向下傾斜的錨索時，注漿管應隨錨索體一同送入孔底，注漿起到注滿為止。當孔有積水時，最可靠的方法是注入的漿液將積水全部排出，待溢出的稠度與注入漿液的稠度一樣后再停止注漿。

　　在含有大量裂隙或破碎的巖體中，預注漿是錨索注漿前經(jīng)常的一道工序。用于局部改善地層的預注漿可作為錨索施工的一部分。

　　水灰比對水泥漿的質(zhì)量起著特別重要的作用，過量的水會使拌和材料泌水過大并降低其強度，同時也會產(chǎn)生較大的收縮。

　　經(jīng)驗表明，錨索用水泥漿最適宜的水灰比為0.4～0.45，灰砂比為1：1，漿體強度≥35MPa。但在吸水性很強的地層中或要求充填地層裂隙的注漿體有時使用的水灰比可以較大。

　　（4）張拉、鎖定

　　當注漿體達到預計強度即可進行張拉，張拉錨索主要為達到以下目的：1.通過對錨索加載，進一步證實錨固段的承載力和錨索的各種力學性能；2.給錨索施加預應力，達到設計加固效果。

　　○1必須待錨孔內(nèi)的砂漿及框架混凝土的強度達到設計強度后，方可進行錨索預張拉。

　　○2張拉作業(yè)前必須對張拉機具設備進行標定。

　　○3錨索超張拉力為錨索設計拉力值的1.1倍，錨索張拉分兩次進行，按從中間到兩邊次序?qū)ΨQ進行第一次張拉，張拉力為預張拉值的一半，必須待每根錨索完成第一次張拉后，再按從中間到兩邊次序?qū)ΨQ進行第二次張拉，直到設計張拉噸位。每次張拉應分級進行，除第一級需要穩(wěn)定20～30分鐘外，其余每一級需要穩(wěn)定2～5分鐘，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量。鋼絞線張拉時受力要均勻，宜采用小千斤頂。

　　○4張拉達到預張拉值后，即鎖定，機械切除多余的鋼絞線，嚴禁采用電割法，并應留長5～10cm的鋼絞線以防滑脫，最后用混凝土封閉。

　　（5）試驗與驗收

　　為了確定錨索的極限錨固力，驗證錨索的各種安全系數(shù)、錨固性能、設計參數(shù)以及施工工藝的合理性，要對錨索進行各種試驗，主要包括驗證試驗、適應性試驗、驗收試驗。

　　不論是臨時還是永久性錨索，在使用前均應進行驗證試驗。驗證試驗用于研究和證實擬采用的工作錨索的性質(zhì)和性能、設計質(zhì)量、設計合理性以及所提供的安全度。驗證實驗時，至少試驗三根錨索，最好在與工作錨索相同的地層中進行。

　　通過驗證試驗后的錨索在使用前應進行現(xiàn)場適應性試驗，以檢查錨索在特定現(xiàn)場條件下的適應性。試驗錨索一般不少于三根。

　　現(xiàn)場驗收試驗也稱質(zhì)量控制試驗，它是針對所有工作錨索進行的，其目的是獲知錨索受力大于設計荷載時的短期錨固性能，以及滿足設計條件時錨索的安全系數(shù)。檢查數(shù)量一般為錨索總數(shù)的5%～10%。

　　3結(jié)語

　　鎮(zhèn)勝公路各邊坡錨索加固的實踐證明，按生產(chǎn)性試驗的施工工藝進行施工的錨索合格率達100%，說明生產(chǎn)性試驗對施工的質(zhì)量控制有決定性作用。

　　參考文獻

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