1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上框架梁預(yù)應(yīng)力錨索體系在加固路塹高邊坡的施工技術(shù)與質(zhì)量控制鄭信榮摘要：通過介紹框架梁預(yù)應(yīng)力錨索受力特點及類型，提出了錨索施工工藝，闡述了具體的施工過程，強調(diào)了錨索施工質(zhì)量控制點，得出了本人的體會和心得。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索、加固、施工、質(zhì)量控制一、前言在公路、鐵路線切坡開挖路塹后，破壞了原有山體應(yīng)力平衡，巖土結(jié)構(gòu)強度銳減，住住形成大型潛在松弛面（潛在滑體），對于這些不利的結(jié)構(gòu)面（高度較大、穩(wěn)定性差）均應(yīng)采取加固措施，防止邊坡變形失穩(wěn)。框架梁預(yù)應(yīng)力錨索體系作為一種新型的邊坡加固結(jié)構(gòu)，與圬工類結(jié)構(gòu)相比具有一定的柔性、深層加固、主動加固、隨機補強、施工快捷靈活、經(jīng)濟性好等特點,

2、近年來被廣泛地應(yīng)用于破碎巖質(zhì)邊坡甚至土質(zhì)邊坡的加固工程中。作為一種主動式的加固方法，框架梁預(yù)應(yīng)力錨索體系是通過鉆孔及注漿體將鋼絞線固定在深部穩(wěn)定地層中，在被加固體表面對鋼絞線張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力將滑動體的坡體與穩(wěn)定的地層連為一體，同時通過坡面上的框格梁將各個錨索有效地連成一個整體，形成一個由表及里的被覆式加固體系，從而達到被加固體整體穩(wěn)定和限制其變形的目的。二、預(yù)應(yīng)力錨索的選型巖土工程中使用的錨索類型較多，按固定施工方法分為注漿型錨固、脹殼式錨固、擴孔型錨固及綜合型錨固等，按錨固段結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)分為拉力型、壓力型及荷載分散型（拉力分散型、壓力分散型、拉壓力分散型、剪力型）錨索。目前廣泛采用的錨索類型為

3、注漿拉力型及注漿壓力分散型兩種錨索。注漿型錨索是采用水泥漿或水泥砂漿將錨索錨固段 固結(jié)在巖土穩(wěn)定部分，而脹殼式錨索固利用脹殼式機械錨頭與堅硬巖體擠壓，形成錨固力。拉力型錨索主要依靠錨固段提供足夠抗拔力。該類型錨索結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、造價低，但錨固段受力機制不合理。在錨索張拉時，臨近張拉段處的錨固段的界面呈最大的粘結(jié)摩阻力，在錨固段底部巖體產(chǎn)生拉應(yīng)力，且應(yīng)力集中，使錨固段產(chǎn)生較大的拉力，漿體容易拉裂，影響抗拔力。如圖1： 壓力分散型錨索是采用無粘結(jié)鋼絞線，借助按一定間距分布的承載體（無粘結(jié)鋼絞線末端套以承壓板和擠壓套）使較大的總拉力值化為幾個作用于承載體上的較小的壓縮力，避免了嚴重的粘結(jié)摩阻力集

4、中現(xiàn)象，在整個錨固體長度上粘結(jié)摩阻力分布均勻。如圖2： 為了改變普通注漿拉力型錨索受拉時水泥漿體受拉開裂及受剪崩裂這種純拉變形性狀，向莆鐵路路基工程設(shè)計圖集采用改進的拉力型錨索，即在錨索制作時，一般將錨索錨固段制作成棗核（糖葫蘆狀）（如圖3：），使鋼絞線受拉時對錨固體形成既受拉又部分受壓的受力狀態(tài)，有效增加鋼絞線在錨固體中的粘結(jié)力及摩阻力，從而避免水泥漿體純受拉開裂形成貫通裂縫。本文主要結(jié)合介紹改進的拉力型錨索施工技術(shù)與質(zhì)量控制。三、施工工藝（1）預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝流程圖。 施工準備邊坡土石方開挖腳手架搭設(shè)與放樣造孔錨索進孔材料準備錨孔注漿、養(yǎng)護框架梁結(jié)構(gòu)施工張 拉鎖定封錨原材料試驗機具準備

5、鋼絞線檢驗下料編索水泥漿試驗錨具檢驗發(fā)現(xiàn)有明顯應(yīng)力松馳時，進行補償張拉長期監(jiān)測裝置安裝鉆孔高壓清孔基本試驗工藝試驗驗收試驗（2） 施工準備。預(yù)應(yīng)力錨索施工前應(yīng)做好施工組織設(shè)計，明確施工方法、施工工藝、工序流程、人員組織和施工設(shè)備、材料、試驗、監(jiān)測安排及安全、質(zhì)量管理。開工條件包括開工報告、錨筋材料試驗、漿體材料試驗、配合比試驗、相關(guān)機械設(shè)備等，并應(yīng)注意張拉設(shè)備及有關(guān)機具是否經(jīng)過標定。為了驗證設(shè)計采用的工作錨索的性質(zhì)和性能、施工工藝、設(shè)計質(zhì)量、設(shè)計合理性以及所提供的安全儲備，同時考慮有關(guān)搬運、儲存、安裝和施工過程中抗物理破壞的能力，施工前應(yīng)進行拉拔試驗，取得錨固段地層與砂漿錨固體間的極限抗剪強度

6、，以確定設(shè)計參數(shù)是否滿足錨固工程穩(wěn)定、安全需求，進而確定是否需進行錨固段長度修正，拉拔試驗孔數(shù)按錨索設(shè)計總孔數(shù)的3%計，每3孔一組，錨固長度根據(jù)設(shè)計噸位、地層性質(zhì)確定。試驗孔試驗：具體位置應(yīng)由監(jiān)理和設(shè)計代表現(xiàn)場確定，試驗孔位置的選擇應(yīng)體現(xiàn)工程孔錨固地層實際情況。錨固段與自由段之間設(shè)置止?jié){袋，錨固段外側(cè)應(yīng)設(shè)引排氣管，排氣管伸入錨固段內(nèi)510cm，其注漿方法、充滿標準與工程孔相同。試驗時應(yīng)記錄各級荷載及錨頭位移等詳細數(shù)據(jù)，并在工程錨索施工前及時向設(shè)計單位提交試驗報告，以驗證和調(diào)整設(shè)計。（3）邊坡土石方開挖1)按線開挖原則：嚴格按設(shè)計坡率、坡高測量放線，按放坡度架，按線開挖，不得超、欠挖；2)分級開

7、挖、分級支護原則：尤其在高邊坡及地質(zhì)條件差的情況下，要先施工上一級邊坡錨索框架梁，并進行張拉，在達到有效防護的條件下，才能開挖施工下一級邊坡；3)分層、分段開挖原則：當邊坡地質(zhì)條件差或上一級邊坡的防護還沒有達到要求而下一級邊坡需要開挖時，為了減少對邊坡擾動應(yīng)采取減小邊坡開挖高度的辦法，將設(shè)計的每級邊坡分層開挖，或?qū)⑼患夁吰路殖蓭锥?，間隔開挖，分段防護；4)盡量減少人為擾動的原則：當坡體已處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，要采用靜態(tài)爆破、控制爆破及液壓沖擊破碎機相結(jié)合的施工方案。（4）腳手架搭設(shè)與放樣路塹邊坡開挖完成后,清除表面松散體。用測量儀器按設(shè)計圖紙放出孔位，然后根據(jù)孔位搭設(shè)腳手架。為了施工的安全和連續(xù)

8、性，腳手架必須滿鋪坡面，并且扣在坡面上，連接扣件牢固，而且有專人定期檢查，不允許有晃動的現(xiàn)象，施工時鉆機要求上下錯開，每臺鉆機還需搭設(shè)穩(wěn)固的操作平臺，以保證鉆孔質(zhì)量。在曲線段邊坡放線時，由于坡面一般呈扇形發(fā)散或收斂，為了保持豎肋上下對齊，豎肋間距往往上下不等，這時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況對豎肋上下對齊進行調(diào)整，保證框架梁的受力合理才是第一位的。（5）造孔根據(jù)設(shè)計要求的里程、標高定出孔位，鉆機就位后重新復(fù)核孔位，向莆線工程要求孔位誤差不得超過±0.2m，同時，用羅盤定出鉆孔傾斜角度，傾角a=200，錨孔的孔斜度誤差不超過±20,實際鉆孔深度應(yīng)比設(shè)計孔深大0.2m，超深后超長值也不宜大于

9、L值的1%，所鉆錨孔保持孔內(nèi)清潔，孔壁無污物，以確保水泥漿體與巖體的粘結(jié)強度,設(shè)計鉆孔深度為：L= Ls Lz+ Ld式中：Ls為錨索設(shè)計長度；Lz為預(yù)留張拉段長度，一般取為1.5m；Ld 為導(dǎo)向錐及預(yù)留沉渣段長度，一般取為1.0m。鉆孔應(yīng)采用風動施工法，有效高速地鉆鑿滿足要求的錨孔是預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的關(guān)鍵之一，也是錨索施工中控制工期的關(guān)鍵工序。首先，選擇機具是關(guān)鍵。根據(jù)地層的類型、鉆孔(直孔)、施工方案(干作業(yè))，選擇沖擊鉆機或潛孔鉆機。其次，錨孔鉆孔必須采用風動鉆進、嚴禁水沖鉆進，以確保錨索施工不惡化邊坡巖體的工程地質(zhì)條件，并保證孔壁的粘結(jié)性能。第三，鉆進過程應(yīng)對每個孔的地層變化、鉆進狀態(tài)(

10、鉆壓、鉆速)、地層、地下水及一些特殊情況作現(xiàn)場記錄，鉆進達到設(shè)計深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆35min，防止孔底尖滅，同時，及時進行錨孔清理。對以下一些特殊問題要做特殊處理。 滲水處理。在鉆孔過程中或鉆孔結(jié)束后吹孔時，從孔中吹出來的都是一些小石?；螯S色粒而無粉塵，說明孔內(nèi)有滲水，巖粉多粘于孔壁。這時若孔深已夠，則注入清水，以高壓風吹凈，直至吹出來清水；若孔深尚淺，雖沖擊器工作仍有進尺，也必須停鉆，拔出鉆具，清孔后再繼續(xù)鉆進，如此循環(huán)，直至結(jié)束，否則易產(chǎn)生卡鉆。塌孔與卡鉆處理。鉆進過程中若遇到塌孔，應(yīng)立即停鉆，并報告監(jiān)理工程師后采用注漿固壁處理（灌注壓力0.1-0.2MPa），初凝后重新掃孔鉆

11、進。若遇地層松散破碎易坍孔時，采用跟管鉆進工藝，由于雙管同步推進，鉆具外有保護管，可以有效地防止因孔壁坍塌而造成的卡鉆事故；同時，由于雙管鉆進，高壓風以正循環(huán)的方式從內(nèi)管進入，由內(nèi)管外管之間的環(huán)行空間排出，大大減少了沿地層裂隙“跑風”的現(xiàn)象，加上反向排風清孔器，可完全清除孔內(nèi)滯留的巖渣，確保錨固段孔壁干凈清潔，孔內(nèi)不滯留巖渣。 鉆孔完成后，必須使用高壓風（0.2-0.4MPa）將孔中巖粉及水全部清除出孔外，以免降低水泥漿與孔壁巖體的粘結(jié)強度。（6） 錨索的制安預(yù)應(yīng)力錨索由錨頭、錨索體(自由段)和內(nèi)錨固段組成,見錨索構(gòu)造圖（圖4）。 制作安裝要求：1)建立錨索加工場：硬化地面，長度不小于設(shè)計錨索

12、長度，寬度為5 m18 m；2)下料：按設(shè)計要求長度(包括張拉長度)下料，下料時只能用砂輪機切割，不得使用電焊或氧焊，鋼絞線長度一般要保證在錨墩外預(yù)留1.5m的張拉段，鋼絞線切割后，鋪展在制作平臺上清除油污、銹漬；錨索下料應(yīng)整齊準確，誤差不大于±50 mm，3)綁扎編束：按設(shè)計錨索規(guī)定的鋼絞線束數(shù)進行錨索綁扎加工、編束時確保每根鋼絞線始終均勻排列、平直、不扭不叉。錨固段沿軸線方向每隔1.0 m綁扎一個擴張環(huán)(用厚度為20mm聚氯乙烯塑料板加工成型)，兩擴張環(huán)之問設(shè)置一個箍環(huán)，錨固段外層纏繞2層3層鐵絲網(wǎng)以增強水泥漿自身的強度和與巖土體之間的粘結(jié)力；4)安裝注漿管：注漿管分一次注漿管和

13、二次注漿管。一次注漿管一般采用直徑22 mm的PVC管，綁扎在錨索外側(cè)；二次劈裂注漿管一般采用耐高壓的塑料管，根據(jù)地質(zhì)條件當需要較大劈裂注漿壓力時則用鍍鋅管，安在擴張環(huán)中間；5)錨索自由段的錨索束每隔1.0m用細鐵絲綁扎，涂刷防銹油等強力防腐涂料，套上波紋管，管內(nèi)注滿黃油，兩端外繞而成，每米綁扎一個圓環(huán)對中支架固定6)導(dǎo)向頭焊接：為便于錨索順利入孔，錨索前端的鋼絞線上焊接錐形導(dǎo)向頭，導(dǎo)向頭用鋼管或鋼板制作，將鋼絞線一并塞入鋼管內(nèi),鋼絞線與鋼管間焊牢；7)存放：加工好的錨索要統(tǒng)一編號，掛上標識牌，放置在硬化地面上，防止泥水污漬、生銹，并加蓋保護，防止塑料管破損。錨索安裝前,要核對錨索編號是否與孔

14、號一致,確認無誤后, 才能組織人員抬至孔口。避免錯運，造成費工費時，甚至釀成質(zhì)量事故。搬運時，不得損壞各部位，凡有損傷的必須修復(fù)?？柑Ц髦c間距不得大于2 m，其彎轉(zhuǎn)半徑不宜太小。當離工地較遠或組成錨索的鋼鉸線數(shù)量較多時，可以盤成直徑15m20 m的圓盤，以便于吊裝和運輸。在成孔高壓清孔后，立即將錨索進孔。入孔安放時，應(yīng)防止錨索擠壓，彎曲或扭轉(zhuǎn)。錨索入孔的傾角和方位應(yīng)與錨孔的傾角和方位一致，要求平順推送，在錨索安裝承載體的一端先入孔。先慢慢入孔，擺正方向，然后加快速度推送，依靠錨索重力及慣性下滑。盡量不要停頓，嚴禁抖動、扭轉(zhuǎn)和串動，防止中途散索和卡阻。如中間卡住，可稍撥出一點再下推，直至下到設(shè)

15、計深度。若遇錨索進孔困難，先用高壓風吹洗孔一次，若還不行，再用鉆進沖孔、扣孔，直到錨索入孔安裝就位為止。安裝要求盡量保證錨索在軸線位置。（7）注漿注漿管應(yīng)滿足設(shè)計要求，具有足夠強度，保證注漿施工過程中注漿順利，不堵塞、爆管或破損拉斷。注漿管捆扎在錨筋體中軸部位，管的頭部距錨筋體末端50 mm100mm。錨索安裝時先將注漿管出口用膠布封住，以免阻塞，捆扎時避免采用鍍鋅材料。水泥砂漿的水灰比應(yīng)通過試驗確定，漿液要攪拌均勻隨攪隨用。注漿分一次注漿與二次注漿，一次注漿通常采用孔底返漿法。壓漿前應(yīng)檢查壓漿設(shè)備壓漿管、注漿管等是否完好、暢通待管路連接后，可用清水壓注檢查，確保設(shè)備和管路運轉(zhuǎn)正常，無漏漿、爆

16、管等問題發(fā)生。注漿結(jié)束前穩(wěn)定5-10分鐘，當孔口出現(xiàn)溢漿且持續(xù)時間不低于2 min后，方可停止注漿。注漿作業(yè)過程按規(guī)定的“錨孔注漿施工記錄表”做好注漿記錄，并進行整理。每批次注漿都要進行漿體強度試驗，且不得小于兩組，保證滿足設(shè)計強度要求。漿液應(yīng)在初凝前用完，并嚴防石塊，雜物混入漿液。注漿結(jié)束后，應(yīng)將設(shè)備注漿管、槍和注漿套管等清洗干凈，以便重復(fù)使用。一旦錨索入孔安裝后，應(yīng)及時壓漿。8)框架梁、錨墩、緊固頭施工?？蚣芰菏┕づc一般鋼筋混凝土施工工序大致相同?？蚣芰菏┕で皯?yīng)整平坡面，使之平整、順適，以保證框架梁充分發(fā)揮作用。施工時應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整平臺附近框架梁長度，使錨索、錨桿框架梁單元處于每級邊坡

17、中央。框架梁應(yīng)做得順直、美觀，按規(guī)定設(shè)好沉降縫、伸縮縫、急流槽(檢查梯步)?？蚣芰菏┕ね戤呉皶r澆注錨墩。錨頭頂面與鉆孔軸線必須垂直，確保埋設(shè)張拉時千斤頂?shù)膹埨εc錨索在同一軸線上。9）張拉錨孔內(nèi)的錨固段漿體和結(jié)構(gòu)框架達到設(shè)計強度的70%時才能進行張拉，張拉前應(yīng)對張拉設(shè)備進行標定，要對孔口的鋼墊板，鋼鉸線清理好，承壓面應(yīng)平整，依次套入錨墊塊、工作錨夾片、限位板，確認編號的鋼鉸線，而后吊裝張拉機具就位，等待張拉。 錨索張拉分五級進行，各級張拉拉力分別為設(shè)計張力的25%、50%、75%、100%及110%，每級間隔2-5分鐘，最后一級間隔30分鐘，并分別記錄每級張拉時鋼絞線的伸長量，為克服地層徐變

18、等因素造成的預(yù)應(yīng)力損失，第一次張拉鎖定后30天，進行一次補償張拉，然后鎖定。張拉作業(yè)宜先左右后中間，先上下后中間，先對角線，后中間，分別對單元錨索進行張拉，初始張拉使其各部位接觸緊密、鋼鉸線完全平直，而后進行整體張拉，必要時應(yīng)考單元錨索在同等荷載條件下因自由段長度不等而引起的彈性伸長差，要給予補償，待補償后，才可同時張拉各單元鋼鉸線。預(yù)應(yīng)力張拉采用“雙控法”控制，張拉過程中，對油泵操作要嚴格把關(guān)，加壓速率不能過快，一般取0.1MPa/s，注意觀察千斤頂活塞的運行狀態(tài)，確保張拉安全進行。同時將實際伸長值與理論計算值進行比較，實際伸長值與理論伸長值相差在范圍規(guī)定。10）鎖定與封錨張拉結(jié)束后，立即注

19、入不小于M35級的水泥凈漿封口，注漿管從預(yù)留孔插入直至管口達到錨固段頂面約50cm,注漿至孔滿溢出，拉出注漿管，邊拉邊注漿，以防形成孔隙，孔中的空氣經(jīng)外錨墩預(yù)留氣孔中排出。注漿結(jié)束后的次日,要逐孔檢查各錨索孔注漿是否灌滿,否側(cè)要進行復(fù)灌,確保每個錨索孔灌漿飽滿密實。張拉到設(shè)計值并按規(guī)定時間持荷后，立即鎖定錨固，再用機械切除多余的鋼絞線（ 嚴禁用風、電焊機切割），并保留不小于5cm的防滑段，最后用C30 砼密封閉。為保證框架的整體美觀性，封頭應(yīng)采用相同的模具進行封頭。四、主要質(zhì)量控制點(1)錨位點放線，孔位允許誤差均為±0.2m。(2)腳手架的搭設(shè)必須穩(wěn)定，對緊固件的緊固必須有人復(fù)核。

20、(3)按設(shè)計孔口坐標在腳手架上安裝鉆機專用鋼管，將鉆機放在專用鋼管上，用經(jīng)緯儀按邊坡方向放出基線，然后用方向架放出錨索方位角，測角儀調(diào)整傾角，到滿足設(shè)計要求時為止。將緊固件緊牢后，再核查一遍鉆機孔位坐標、方位及傾角，確認無誤后，將所有緊固件再緊一遍使其誤差不超過：傾角為±20。(4)錨索孔徑應(yīng)大于設(shè)計孔徑。若遇坍孔，應(yīng)立即停鉆，進行固壁注漿處理后，重新掃孔鉆進。洗孔要干凈徹底，孔中不得留有巖粉和水。(5)錨索的編制要確保每一根鋼絞線始終均勻排列，平直、不扭不叉，銹、油污要除凈，有死彎、機械損傷及銹坑者應(yīng)剔出。錨索的長度要根據(jù)鉆孔的實際深度確定，允許誤差為±2cm，并對錨索按

21、孔號相應(yīng)編號。(6)錨固段的定位導(dǎo)向花架、船形托架(兩者統(tǒng)一)，應(yīng)嚴格按設(shè)計要求安裝在錨索上，綁扎后既要能承受一定的拉力，又要保證錨索的自由拉伸。(7)安放錨索要保證錨索孔壁有不少于1cm 的注漿厚度，錨索安放要平直，張拉段要放在錨孔中央。(8)錨固段注漿漿，攪拌水泥砂漿應(yīng)均勻，使用時不得有沉淀。為保證漿液性能，可加入不同用途的外加劑。注漿充盈系數(shù)為1113。(9) 錨墩制作允許偏差各方向均為±3 cm。安裝時應(yīng)先安放好孔口定位鋼管，以保證錨墩與錨孔垂直。(10)錨索的張拉要在錨固段砂漿及錨墩混凝土達到設(shè)計強度70%后，方可進行。(11)張拉前張拉設(shè)備要標定，重復(fù)3次取平均值。各根鋼絞線拉力不均勻系數(shù)在095105之間，各根鋼絞線的拉力差為±5%.(12) 錨索張拉分級進行，每級間隔2-5分鐘，