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预应力锚索施工技术细则

 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:

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10~12㎝,直径比岩孔小4~5㎝;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50~100㎝,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。

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Φ22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、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。

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5×5㎜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。

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。

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ZB4—500型超高压电动油泵。张拉设备系统事先要进行标定,绘出KN—MPa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

1╱4,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%)。

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8~10㎝,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。

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