高边坡预应力锚索施工技术和质量控制(共7页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上高边坡预应力锚索施工技术和质量控制【摘 要】预应力锚索加固边坡是一种土体加固新技术，该技术施工简便, 随边坡开挖逐次分段实施作业,自上而下分层施工, 不占或少占单独作业时间, 施工效率高。尤其是施工场地狭小、放坡困难或大型施工机械不能进场时, 该技术更能显示其优越性。预应力锚索自80年代末在我国铁路和公路工程中应用以来，以其稳定性好、安全、可靠、基本不需养护等良好的技术及经济效果, 得到越来越广泛的应用，目前已成为边坡防护的主要工程措施之一。预应力锚索结合框架梁加固边坡，在框架梁的框格中还可以进行植被护坡，保持水土，提高工程的绿化率，恢复原来的生态环境。本文结合厦蓉高

2、速公路贵州境水口（桂黔界）至榕江格龙段AT12合同段K55+800K56+130右侧特殊路堑高边坡支挡防护工程实例对高边坡预应力锚索施工技术以及质量控制做简要介绍，并提出一些说明和建议。【关键词】预应力锚索 高边坡 施工技术 质量控制1 工程概况 1.1地形、地貌场区处于贵州高原东南缘，地势西高东低，属构造侵蚀剥蚀型中低山斜坡沟谷地貌。该路段较长，由山腰、冲沟、稻田通过，沟内常年有少量流水分别向北东、南西方向径流。路基段植被零星发育，地表覆盖严重,沿施工便道基岩零星出露。线路轴线通过段海拔高程介于376413米，相对高差37米。1.2水文、气候场区路基通过段地势相对较高，线路K55+900附近

3、为分水岭，以该位置山脊为界，北侧地表水向北东沿沟谷汇入四寨河，南侧地表水汇集于沟内向流架方向径流。两侧沿沟内分别有一小溪，为常年流水。主要补给源为大气降水及地下水、断层裂隙水。场区地处亚热带湿热气候区，冬无严寒，夏无炎热，雨量充沛。据从江县气象站19611990年气象资料，年平均气温18.3，极端最高气温38.5（1988年8月），最低气温2.9（1984年2月）；年平均降雨量1156.6mm，多集中在每年的48月间，最大日降水量131.3mm；年平均相对湿度81%；平均风速1.3m/s，多为NW向。1.3 地质构造与地震据地质调绘结果及区域地质资料，沿线路发育一区域断层Fx（邦土流架断层），

4、该断层走向北北东向，沿断层形成一长数公里的流水冲沟，冲沟内零星见泉点出露。据区域资料及地表调查，该断层倾向北西，为逆断层，断层破碎带宽从几米至数十米、甚至上百米不等。受区域构造影响，表多见小柔皱发育，局部产状变化大，节理裂隙、片理发育，岩体破碎，岩层呈薄层薄片状。岩体节理发育，节理面多呈开口型，泥化严重，结合差。该区域断层Fx在本路基勘察段表现为含水断层，冲沟内流水即为断层裂隙水上涌所致常年地表径流。1.4 具体设计KXX+XXXKXX+XXX段右侧边坡处于邦土-流架区域断层带内，岩体松散破碎，坡体极不稳定，下伏基岩为薄岩状板岩，受构造影响，岩体节理裂隙、隐节理、片理发育，局部岩体多见小柔皱现

5、象。受断层影响，断层带内全、强风化岩体稳定性差，极易发生局部坍塌，设计为特殊路堑高边坡，原设计共七级边坡，该段边坡第一级为预应力锚索抗滑桩；第二级、四级、六级和七级为框架锚杆植草防护，锚杆长度9米；第三级、第五级为框架预应力锚索防护，其中第三级锚索为8束，第五级锚索为6束，本文以8束锚索施工为例进行介绍，6束锚索施工工艺同8束。框架锚索构造设计图如图1：2 施工准备 2.1施工技术及原材料准备编写好施工组织设计，明确写明施工方法、施工工艺、工艺流程、劳动力组织和施工设备、材料试验、监测安排及安全、质量管理。并根据设计图要求，对现场所进无粘结钢绞线、锚具垫板、承载体及挤压整个原材料进行试验以保证

6、合格。浆体试配后经28天强度后方能使用，各施工机械设备应能满足施工工艺要求。2.2锚索抗拔力基本试验按设计要求对每施工地段进行锚索基本试验，即抗拔力破坏性试验：每施工地质段任取三处钻孔制作试验孔，并在基本试验孔施工完成后紧接做试验墩，在锚固浆体达到28天龄期且锚墩混凝土强度达到80%后进行基本试验工作；及时向业主、监理和设计部门提交基本试验报告，经检验合格能满足设计要求后报监理、业主及设计，再进行锚索施工。基本试验孔的目的在于验证设计采用的工作锚索的性质和性能、施工工艺、设计质量，设计合理性，并研究锚索的抗拉拔承载能力、荷载一变形、松驰和蠕变等问题，同时考虑搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破

7、坏的能力，发现问题能及时采取变更和完善等应对措施。图1.框架锚索构造设计图3框架锚索施工3.1锚索孔钻凿及质量控制3.1.1锚孔钻凿（1）根据设计图进行测量放样，定出设计桩号并用皮尺或卷尺放出设计锚索孔位置，并在孔位中心钉一钢钉或钢筋头，周围用红油漆标示。（2）搭设钻机机架平台，安装钻机。钻机安装严格按设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角工具控制钻杆倾角，本工程设计锚索入射角=20，钻机导轨的倾角误差不得超过1，方位误差不超过2。（3）锚孔钻进。锚孔钻进均采用无水干钻，禁止开水钻进，以确保锚固过程施工不恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能，控制好钻进速度，防止钻孔偏斜、扭曲或变径。如

8、遇有变径或塌孔宜采用注浆固壁或者套管跟进，以防卡钻。（4）钻孔深度。钻孔深度可根据下式确定: 式中: 为锚索设计长度（锚固段长度+自由段长度+工作长度），为预留张拉段长度，根据设计为1.5m；为导向帽及预留沉碴段长度, 根据设计取为1.11.15m。钻孔深度不得小于L 值, 超深后超长值也不宜大于L 值的1%。（5）锚孔清理：钻机钻进孔深达到设计深度之后，使用高压空气（风压0.20.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。钻孔完成后经监理工程师检验其角度，孔深、孔径及孔内清孔情况合格后，方可进行锚索安装。3.1.2锚孔钻进质量控制要点（1）在钻孔过程中

9、认真做好施工记录。如钻压、钻速、地层岩性及地下水情况及岩石硬度等,以便及时处理。（2）钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。（3）钻机钻进孔深达到设计深度之后，不能立即停钻，要求稳钻1min2min，防止孔底尖灭，达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，原则要求使用高压空气（风压0.20.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，保持孔内清洁, 孔壁无污物，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不宜采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可安装锚索与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果锚孔内部积聚水体需要

10、处理，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。（4）钻孔应采用风动施工法, 有效高速地钻凿满足要求的锚孔是预应力锚索技术的关键之一, 也是锚索施工中控制工期的关键工序。首先, 选择机具是关键。根据地层的类型、钻孔、施工方案, 选择冲击钻机或潜孔钻机。其次, 锚孔钻进宜采用无水干钻, 以确保锚索施工不至于恶化边坡岩体的工程地质条件, 并保证孔壁的粘结性能。第三, 钻进过程应对每个孔的地层变化、钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作现场记录。3.2锚索制作、安装与注浆3.2.1锚索制作、安装预应力锚索采用无粘结预应力钢绞线应符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线（GB5224）的规定，由7s15

11、.2mm，, ，每束锚索由8束无粘结钢绞线组成。锚固段拆除封皮后，将黄油清理干净后摆放在预设好的架子上，不能直接放于地面，并用篷遮盖，以防锈蚀。注浆管穿索安装应从架线环中间穿过，位置架设应准确，与架线环绑扎牢固。加工好的锚索体摆放顺直，不得扭曲变形，统一编号按顺序摆放经检验合格后，运至相应孔位进行安装。水平运输时，支点间距不小于2 m，转弯半径不宜过小，垂直运输时，隙主吊点处，其他吊点应使用锚索快速安全脱钩。锚索体安装时按设计倾角和方位平顺推进，严禁抖动、扭转和串动，以防止中途散束和卡阻。锚索安装完后，不得随意敲击或悬挂重物。 3.2.2锚孔注浆根据设计要求，本段边坡锚索孔注浆采用孔底返浆法，

12、即自孔底一次性压满水泥浆，浆体强度35MPa，注浆压力0.6MPa，浆体灌注必须饱满密实，第一次注浆完毕后，水泥浆凝固收缩后，孔口应进行补浆，具体施工步骤如下：（1）按设计要求选定M35水泥浆配合比。配合比可自己选定后上报中心试验室审批后使用，本标段根据实际情况选定的配合比为水泥：水：外加剂=1:0.38:0.015，水泥浆稠度14S18S。配合比的选定应该在进场后由试验室立即进行。（2）启动电机使搅拌机运转，然后加水，再缓慢均匀地加入注浆剂。拌合时间不少于2min，然后将调好的注浆剂放入下层压浆罐，下层压浆罐注浆剂进口处应设过滤网，滤去杂物以防止堵塞孔道，过滤网孔格不大于3mm3mm。（3）

13、启动注浆泵，开始注浆，注浆采用孔底返浆法，注浆压力控制不小于0.6MPa。注浆浆体28d强度不低于35MPa，并随机按批次取试件，有条件可以多制作几组试件，待以后锚索张拉之前试压试件强度，以确定是否可以进行锚索张拉。（4）第一次注浆完毕，水泥浆凝固收缩后，孔口应进行补浆，根据现场实际情况，每个孔约补浆23次，直到锚索孔浆体饱满。3.2.3锚孔注浆注意事项及质量控制（1）锚索安装完毕后，原则上应尽快进行锚索孔注浆，以防锚孔发生坍塌而注浆效果不理想。（2）注浆用水泥浆要严格按照经试验合格的配合比配料。水泥选用普通硅酸盐水泥，采用低碱水泥，因为本标段边坡坡体绝大部分为浅变质岩。拌合用水不应含有影响水

14、泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用污水，不得使用PH值小于4.0的酸性水，水泥浆中氯化物的总含量不得超过水泥重量的1%。（3）注浆浆液应严格按照配合比搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液；注浆作业开始和中途停止时间较长，在作业时，宜用水或稀水泥浆润注浆泵及注浆管路。（4）水泥浆水灰比宜控制在0.350.45之间，水泥浆稠度宜控制在14S18S之间，既要保证能顺利注入锚索孔，又要保证浆体强度能达到设计要求。（5）夏季施工时浆体温度不应高于35，夏季施工应采取降温措施（降水温及掺减水剂等）,同时尽量安排在早晚压浆。（6）冬季压浆时应掺加防冻剂，掺量由试验室确定。采取加

15、热措施并使浆体温度保持在1030之间，确保孔道压浆质量。（7）注浆应做好注浆记录，发现问题及时处理。3.3钢筋混凝土框架梁施工3.3.1框架梁钢筋加工和安装（1）钢筋加工 所有进场钢筋钢号和规格必须符合设计要求，力学性能符合GB1499.1-2008和GB1499.2-2007的规定，并具有出厂质量证明书。钢筋进场应按批进行检查和验收。 钢筋进场后由工地试验室进行机械性能试验和冷弯试验。经过试验室检测合格后方可投入使用。（2）钢筋安装 框架梁钢筋按图加工各项指标应符合规范要求，钢筋连接均采用双面焊焊接接头，焊接长度符合规范要求，钢筋接头需要错开，同一截面钢筋接头数不大于50% ，焊接接头的截面

16、之间的距离不小于1 m。 在钢筋安装时，受力钢筋其品种、规格、数量要符合设计要求，位置要准确稳固，模板安装好厚，钢筋保护层厚度需满足相关的技术规范要求。混凝土灌注前，必须将锚具中的螺旋钢筋、波纹管和锚垫板按设计要求绑扎固定在地梁或立肋钢筋上，方向要与锚孔一致，摆放平整稳固。3.3.2框架梁混凝土浇筑水泥进场时对其品种、包装、出厂日期进行检查，并对其强度、安定性等性能指标进行复检，经检验合格方可使用，拌制混凝土的粗、细骨料、规格、级配和拌和用水要进行现场抽检，合格后方可施工。施工中所采用的配合比应为试验室所选用的配合比，试验强度应满足设计强度。混凝土提升运输应设有完善的保护措施，以确保施工安全，

17、尤其是高边坡施工中浇注框架时，施工平台应予以加大并设安全网及围栏。混凝土施工过程还要保证混凝土振捣密实，尤其是锚孔周围，钢筋较密，振捣应采用适用的振固设备，仔细振捣，防止模板漏浆跑模，以保证混凝土质量。锚孔斜托浇注应与框架主肋同时施工，并加工模板使其与锚垫板平齐，确保结构强度和工程效果，整个梁体浇注完毕后应注意表面外观，加强养护工作。3.4锚索预应力施工3.4.1锚索张拉施工待孔内浆体强度和框架梁混凝土强度达到设计强度80%以上时，进行张拉锁定作业，锚筋张拉必须采用专用设备，在使用前对张拉机具进行标定，施工中所用锚具、夹片等均应等检验合格后方可使用。锚索斜托台座的承压面应平整，与锚索的轴线方向

18、垂直，锚具安装与锚垫板和千斤顶均要密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚索轴线为同一轴线，这样才能保证承载体均匀受力。锚索正式张拉前，应取10%、 20%的设计张拉荷载张拉12次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直受力，然后再进行整索张拉，其具体张拉作业顺序如下：锚索张拉均采用超张拉，根据设计要求8束锚索设计张拉力为1000KN，超张拉值为设计拉力值的110%，锚索张拉分五级张拉：第一级拉力为250KN，持荷时间为5分钟；第二级拉力为500KN，持荷时间为5分钟；第三级拉力为750KN，持荷时间为5分钟；第四级拉力为1000KN，持荷时间为5分钟；第五级张拉锁定，拉力为1100KN，持荷时间为不少于3

19、0分钟，张拉锁定；锚索锁定后48 h，如果未发现明显的预应力损失现象，才能切除钢绞线封锚，若发现有预应力损失应及时给予补偿张拉。张拉时分别记录每级荷载对应锚筋体的伸长量，张拉时锚索受力要均匀，发现异常及时处理。3.4.2锚索验收及封闭锚头施工完毕后，进行预应力锚索验收试验：随即抽取锚索进行验收试验，分级加荷张拉，分级加荷值分别为拉力设计值的0.5、0.75、1.0、1.2，每级持荷稳定时间为10分钟。最后一级张拉后，锚头位移稳定或2小时的蠕变量不大于2.0mm为验收合格。经验收合格后，采用C30混凝土将锚头封闭。3.4.3锚索张拉注意事项及质量控制（1）张拉机具设备需标定合格方可使用。（2）锚

20、索张拉时，锚具底座顶面与钻孔轴线应垂直，确保锚索张拉时千斤顶张拉力与锚索在同一轴线上。（3）预应力锚索张拉锁定后，锚头部分应涂防腐剂，再用C30混凝土封闭。（4）锚筋锁定后，须用机械切割余露锚筋，严禁电弧烧割，并应留长不小于10cm外露锚筋，以防拽滑。（5）一个框架锚索的张拉，采取对角张拉或者整个框架梁上的锚索同一时间张拉。（6）加荷及卸载速率要缓慢平稳，加荷速率每分钟不宜超过设计锚固力的10%，卸载每分钟不宜超过20%。4几点说明和建议(1) 预应力锚索施工属于隐蔽性强的岩土工程，其工艺复杂、技术难度大，使得非专业施工队伍难以保证其施工质量，故应安排具有地质灾害施工资质与相当施工经验的专业队

21、伍来实施。(2) 在路堑高边坡工程施工期间，坡体变形监测与预报工作十分重要，一般采用地表简易观测法和重要工程专业仪器监测法，必要时开展物动态预报工作、施工变形深部位移监测与预报，可以指导施工，确保施工安全，检验工程效果。(3) 因边坡变形及滑坡病害受地下水影响较大，原则上要在雨季之前施工完毕，以确保边坡稳定和结构安全，必要时可要求变更设计增设排水孔，以保证锚索的施工质量及使用效果。(4) 对于实施锚固工程的路堑边坡防护，要求开挖一级、加固一级，使开挖与防护加固施工同步进行。参考文献：1预应力锚索+框架梁结构在边坡防治中的应用,探矿工程(岩土钻掘工程),杨志庆,虞黎均,诸葛盛世,2005 2锚索框架梁和抗滑桩联合支护在路基高边坡滑坡处理中的应用,公路,史彦文,20043预应力锚索施工技术及单价分析,铁路工程造价管理,王家海,20034边坡工程学,20085土木工程施工手册/徐伟,苏宏阳,金福安编著,北京：中国计划出版社,2002.126预应力锚索在高速公路高边坡加固工程中的应用,简文光,福建交通科技,2007年第2期 专心-专注-专业