預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工工藝

1、預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工工法一、前言在山嶺陡峭、地形復(fù)雜、山高谷深的地區(qū)，高等級公路通過的地段造成大量的高填深挖，高橋及隧道處處可見。在山谷深、地面橫坡陡峭的地段，路基難于填筑，旱橋跨越在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上造成較大的浪費(fèi)，同時也給路基穩(wěn)定及橋梁的橋樁、墩柱帶來隱患。采用新型高擋墻跨越不僅開挖面小，也可消耗廢方，起到安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的作用。個舊至冷墩二級公路預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻工程是采用40米高預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻進(jìn)行邊坡治理的項目，穩(wěn)定了高填方路基，減少了陡坡旱橋，預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)由于其合理的受力機(jī)理以及在軟弱巖體中能更有效的發(fā)揮土體承載力而提供了較大錨固力，通過施工經(jīng)總結(jié)形成本工法。二、工法特點(diǎn)1.采用MG-5

2、0A型潛孔沖擊鉆跟套管無水干鉆，能有效的預(yù)防塌孔，保證水泥漿與孔壁巖體的粘結(jié)強(qiáng)度。2.錨索材料選用低松弛環(huán)氧噴涂無粘結(jié)鋼絞線（ASTMT416-88a標(biāo)準(zhǔn)270級，強(qiáng)度Rby=1860Kpa，松弛率為3.5%，j=15.24mm），配套OVM15型錨具，鋼絞線強(qiáng)度高，性能好，可以在張拉結(jié)束后有效的進(jìn)行放張或補(bǔ)償張拉且彌補(bǔ)了鋼絞線在特殊環(huán)境下中長久防腐的問題。3.該體系能主動提供抗滑力，有效的控制巖體的位移，在錨索的錨固范圍內(nèi)產(chǎn)生亞應(yīng)力帶，從而從根本上改善巖體的力學(xué)性能。4.根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，大噸位錨索主要錨于碎石土、亞粘土中，鑒于土體破碎，抗剪強(qiáng)度低，在錨索結(jié)構(gòu)上，通過對拉力型錨索與分散壓

3、縮型錨索工作性能的比較，采用分散壓縮型錨索結(jié)構(gòu)有突出優(yōu)點(diǎn)。拉力型錨索與分散壓縮型錨索工作性能的比較見表1。表1 拉力型錨索與分散壓縮型錨索工作性能的比較項 目拉力型錨索分散壓縮型錨索巖體水泥漿體間的粘結(jié)摩阻應(yīng)力分布狀況沿錨固體長度分布極不均勻，應(yīng)力集中嚴(yán)重，易發(fā)生漸進(jìn)性破壞沿錨固長度分布較均勻巖體水泥漿體間的粘結(jié)摩阻應(yīng)力值總拉力大，粘結(jié)摩阻應(yīng)力值大總拉力可分散成幾個較小的壓力，粘結(jié)摩阻應(yīng)力值顯著減小粘結(jié)摩阻強(qiáng)度灌漿體受拉不會引起水泥漿體橫向擴(kuò)張而增大粘結(jié)摩阻強(qiáng)度灌漿體受壓產(chǎn)生橫向擴(kuò)張而使粘結(jié)摩阻強(qiáng)度增大錨索承載力錨固長度超過一定值后，承載力增長極其微弱錨索承載力隨錨固段長度增加而增加耐久性灌漿

4、體受拉，易開裂，防腐性差灌漿體受壓，不易開裂，預(yù)應(yīng)力筋外有油脂、PVC涂層及水泥漿體多層防腐，耐久性好三、適用范圍本工法適用于公路、鐵路、水利、城市建設(shè)等相關(guān)領(lǐng)域的淺、中、深層土石混合滑坡、土滑坡、巖石滑坡的防治工程。四、工藝原理穿過邊坡滑動面的預(yù)應(yīng)力錨索，外端固定于抗滑樁上，另一端錨固在穩(wěn)定整體巖體土石混合體中。錨索的預(yù)應(yīng)力使不穩(wěn)定巖體處于較高圍壓的三向應(yīng)力狀態(tài)，巖體強(qiáng)度和變形比在單軸壓力及低圍壓條件下好的多，結(jié)構(gòu)面處于壓緊狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)面對巖體變形消極影響減弱，顯著提高了巖體的整體性，錨索的錨固力直接改變了滑動面上的應(yīng)力狀態(tài)和滑動穩(wěn)定條件。五、施工工藝（一）施工工藝流程（見圖1）錨索預(yù)應(yīng)力施

5、作、樁位監(jiān)測回填土壓密、樁位監(jiān)測坡面整修樁位定位放樣工作平臺搭設(shè)挖孔、澆樁、放板回填土壓密至一定高度、樁位監(jiān)測樁上錨孔造孔、制索樁上錨孔鉆孔、制索錨索安裝、注漿錨索安裝、注漿錨索預(yù)緊錨索預(yù)應(yīng)力施作、樁位監(jiān)測回填土到位、樁上錨索張拉鎖定封錨圖1 預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工工藝流程（二）施工要點(diǎn)1.樁板墻施工（1）樁基施工時，應(yīng)準(zhǔn)確核對平面位置，結(jié)合地形做好樁區(qū)地面截、排水及防滲工作。（2）樁基采用挖孔樁施工，施工方法主要有：碎石土開挖用洋鎬和鋼釬；軟、風(fēng)化巖石用風(fēng)鎬，；灰?guī)r、板巖人工用鋼釬硬鑿；有地下水用7.5KW，2040米揚(yáng)程的淺水泵抽水人工鑿后，整體板巖和弧石用靜態(tài)爆破進(jìn)行鑿除。提升采用人工轆轤

6、和電動葫蘆。挖孔及支撐護(hù)壁連續(xù)作業(yè)，護(hù)壁1米為一節(jié)，采用孔內(nèi)現(xiàn)澆，一天后拆模，嚴(yán)格按隔樁開挖的方法進(jìn)行。（3）挖孔到位后，清理孔底，重新進(jìn)行樁位放樣，復(fù)查準(zhǔn)確后開始綁軋鋼筋。在綁扎過程中若發(fā)現(xiàn)鋼筋籠位置偏差，應(yīng)及時將其調(diào)整準(zhǔn)確。（4）鋼筋的焊接和綁扎應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行。綁扎成型經(jīng)檢驗合格后，轉(zhuǎn)入下道工序模板安裝。（5）由于樁板墻結(jié)構(gòu)的特殊性，采用標(biāo)準(zhǔn)化的組合鋼模。模板支架與腳手架分離，避免引起模板變形。在混凝土澆筑之前，用同一種脫模劑涂刷模板，且不得污染鋼筋。安裝完畢后，對其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查。澆筑時發(fā)現(xiàn)模板有超過允許變形值的可能時，及時糾正。（6）樁板

7、墻樁長均大于10米，為防止離析，利用串桶傾卸，且在中途設(shè)置一至兩道減速裝置。由于鋼筋密度大，用4臺插入式振動器同時進(jìn)行搗固，澆筑層厚度15cm左右。澆筑混凝土，必須一次性全樁澆成，否則視為斷樁。當(dāng)澆筑至預(yù)留錨孔處時，仔細(xì)振搗，以保證錨孔處的強(qiáng)度。在混凝土澆筑期間，設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件等穩(wěn)固情況，發(fā)現(xiàn)松動、變形、移位時及時處理。專人填寫混凝土澆筑記錄。（7）擋土板為鋼筋混凝土矩形板，預(yù)制時兩側(cè)留有吊裝孔，同時作為泄水孔。擋土板采用直接搭接樁身的形式，樁、板連接的縫隙不用處理，若縫隙過大可采用瀝青麻絮填塞。擋土板采用平面堆放，受力面朝上（受力面按設(shè)計圖紙標(biāo)識），其堆積高度不宜超過5塊

8、，板塊間用木塊等支墊，并置于設(shè)計支點(diǎn)位置，運(yùn)輸過程要輕搬輕放。安裝時，應(yīng)豎向起吊，用手牽引，防止與樁相撞，將擋土板正確就位，同時應(yīng)做好防排水設(shè)施及填筑墻被填料，擋土板頂面不齊時，可用砂漿或現(xiàn)澆混凝土調(diào)整。2.樁后回填樁板墻段路基填土嚴(yán)格按照公路工程技術(shù)規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)施工，在填料選材和路基填筑工程中加強(qiáng)了試驗工作，從長遠(yuǎn)考慮，在填土與樁板之間填一層50cm厚的碎石深水層，從而使?jié)B入填土路基中的雨水從擋板泄水孔排出，以保證錨索長久不受雨水的侵蝕，從而保證路基的工程質(zhì)量。3.預(yù)應(yīng)力錨索施工（1）施工準(zhǔn)備將預(yù)應(yīng)力的造孔設(shè)備、注漿設(shè)備、張拉設(shè)備調(diào)至工作面附近，待工作面完成后，馬上吊運(yùn)至工作面，所有施工材

9、料均應(yīng)由出廠證明、合格證，鋼絞線應(yīng)檢測合格，做好施工場地的排水工作，材料、機(jī)械的防雨、防水工作，水、電等在前期施工中已接到位，稍做處理即可滿足施工要求。（2）回填土、壓密至一定高度。填土高度按錨索張拉控制程序施工。隨時進(jìn)行樁位監(jiān)測。（3）鉆孔鉆孔是預(yù)應(yīng)力錨索施工中控制工期的關(guān)鍵工序，為提高鉆孔效率和保證鉆孔質(zhì)量，采用MG-50A潛孔沖擊鉆機(jī)。該鉆機(jī)所配鉆桿是統(tǒng)一規(guī)格，按錨索設(shè)計長度將鉆機(jī)所需鉆桿擺放整齊，鉆桿用完孔深也恰好到位，由于鉆桿長度均有±5mm的誤差，要求實際鉆孔深度超出設(shè)計孔深0.5m左右。為防止惡化邊坡巖體的工程地質(zhì)條件和降低孔壁的粘結(jié)性，嚴(yán)禁開水鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中應(yīng)對每個

10、孔的地層變化，鉆進(jìn)狀態(tài)（鉆進(jìn)、鉆壓）地下水及一些特殊情況做好現(xiàn)場記錄，如遇地層松散、破碎時應(yīng)用跟套管鉆進(jìn)技術(shù)，以使鉆孔完整不坍。如遇坍孔或地下水豐富時，應(yīng)立即停鉆，進(jìn)行固壁灌漿處理（灌漿壓力0.20.4Mpa），待水泥漿凝固后，再重新掃孔鉆進(jìn)。鉆孔到位后，用高壓風(fēng)（風(fēng)壓大于0.4Mpa）將孔內(nèi)的巖粉清干凈，然后，用預(yù)先做好的探孔裝置，進(jìn)行深孔，若探孔時輕松將探孔器送入孔底，鉆孔深度符合設(shè)計要求，經(jīng)驗收同意后即可轉(zhuǎn)入下道工序錨索安裝。（4）錨索制作錨索制作工藝流程 編束通知單 下料、清洗 安裝承載體、擠壓P錨 編束 安裝支撐環(huán) 安裝注漿管 驗收 庫存 穿束在預(yù)先平整好的下料場地上（場地要求寬4m

11、、長40m左右）按下料長度進(jìn)行下料，每根絞線長度誤差控制在10cm左右。下料長度計算L下=Li+Lf+Lw式中 L下下料長度Li各分段錨固長度Lf錨索自由段長度Lw錨索工作段長度下料要求用砂輪切割機(jī)切割好以后，鋼絞線一端剝除PE15cm，對剝除部分絞線除污洗凈，下好料以后，按要求設(shè)置承壓板、支撐環(huán)，支撐環(huán)每1m放1個，用GYJ60A型擠壓機(jī)對剝除部分?jǐn)D壓上P錨。索體要求綁扎牢固，絞線應(yīng)平行順直。對不同位置處的承載體相應(yīng)的絞線外露端做出臨時和永久性標(biāo)記。灌漿管綁扎在錨索體上，灌漿管頭部距孔底510cm，灌漿管使用前，要檢查有無破裂、堵賽。綁扎好的錨索頂部要安裝導(dǎo)向帽，以方便穿索。錨索制好后應(yīng)將承

12、壓板、P錨外部涂上防腐油漆。檢查合格后的錨索標(biāo)識好以后分區(qū)存放，同時做好防雨、防曬工作。（5）錨索安裝向錨索孔安索前，要核對錨索編號是否與孔號一致，確認(rèn)無誤后，即可將錨索用人工抬至工作面，用人工將錨索平順穿入錨孔，當(dāng)外露部分滿足工作長度時即到位，停止穿索。錨索往孔內(nèi)穿時，索體必須平順，不得扭絞，同時應(yīng)避免損傷PE管及支撐環(huán)脫落。錨索安裝工作結(jié)束后即可進(jìn)行灌漿工作。（6）注漿注漿采用3SNS系列注漿泵，攪拌采用灰漿攪拌機(jī)進(jìn)行。漿液要攪拌均勻，隨絞隨用，并在初凝前用完。嚴(yán)防石塊等雜物混入漿液。注漿材料為純水泥漿，水泥選用普通硅酸鹽525，水灰比為0.38，外加10%UEA-Z型復(fù)合膨脹劑和0.6%

13、的高效早強(qiáng)減水劑。漿體強(qiáng)度不小于40MPa，注漿壓力大于0.3MPa。邊注漿邊緩慢抽拔注漿管，保證注漿管口處于漿液面一下。并保證漿體密實、飽和，達(dá)到設(shè)計漿體強(qiáng)度。待孔口溢出清晰的漿體即可停止注漿。注漿過程中要做好相關(guān)記錄，并做好試驗塊。（7）錨索的張拉待錨孔注漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后，（按上述配合比施工一般七天就可達(dá)到40MPa以上）根據(jù)回填土的高程（一般高于相應(yīng)錨孔4米）和監(jiān)理工程師書面通知即可進(jìn)行張拉。張拉前須對張拉機(jī)具進(jìn)行配套標(biāo)定，計算出千斤頂受力與油壓的線性方程，用于張拉油壓與張拉力的控制。安裝錨板前，要用棉紗擦凈錨板內(nèi)的泥沙油污。鋼絞線穿入錨板的順序，力求與鋼絞線束綁扎的順序一致，防止

14、交叉纏繞。張拉前，鋼絞線外包的PE護(hù)管用鋸條割掉（注意不要傷著鋼絞線），不得用火燒鋼絞線，剝除PE后要清除防腐油脂。錨索張拉應(yīng)根據(jù)填土情況、錨孔數(shù)分次分級進(jìn)行。張拉方式用小千斤頂對每個承載體按由內(nèi)向外的順序?qū)ΨQ進(jìn)行張拉，第一級觀測時間需穩(wěn)定10分鐘外，其余每一級需穩(wěn)定25分鐘，分別記錄每一級鋼絞線的預(yù)應(yīng)力施作情況。張拉過程中必須進(jìn)行樁位監(jiān)測和錨索應(yīng)力的測試工作。張拉結(jié)束后，將錨板外的鋼絞線處理好，不能松散，以備再進(jìn)行張拉。為防止外錨頭的長期暴露，每次結(jié)束后應(yīng)作相應(yīng)的防護(hù)。每級張拉的穩(wěn)定時間必須保證，張拉時以張拉油壓為主，伸長值進(jìn)行校核。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，必須停止作業(yè)進(jìn)行檢查，查明原因后方可繼續(xù)

15、進(jìn)行作業(yè)。預(yù)應(yīng)力施作時，對每一次控制應(yīng)力Nji應(yīng)進(jìn)行如下施作方式： 對每一孔錨索的每一次Nji的施作均應(yīng)按承載體由內(nèi)向外的順序進(jìn)行。且每一次的施作Nji針對每一個承載體上的鋼絞線又須按兩步來完成：（設(shè)控制應(yīng)力為Nji）測量、記錄 持續(xù)2min第一步：0 0.1Nji 0.25Nji 0.5Nji（測量記錄后不頂壓鎖定）每根錨索的每一個承載體上的鋼絞線采用小千斤頂按第一步的步驟對稱張拉結(jié)束后進(jìn)行第二步的操作。測量、記錄 持續(xù)2min 測量、記錄第二步：0 0.5Nji 0.75Nji 1.0Nji 不頂壓鎖定 穩(wěn)壓3min 當(dāng)填土到位時，預(yù)應(yīng)力最終控制應(yīng)力的施作按中第一步、第二步完成后對每根鋼絞

16、線進(jìn)行頂壓鎖定。（8）再回填、壓密、造孔預(yù)應(yīng)力施作后再進(jìn)行回填、壓密工作（同時要進(jìn)行樁位的監(jiān)測），至一定的高度后，再造樁上上部錨索孔，如此循環(huán)5、6、7的工作。（9）張拉鎖定、封錨按以上工序循環(huán)進(jìn)行到回填土填滿到位后，對樁上所有錨索進(jìn)行張拉鎖定，每次張拉需對樁位進(jìn)行監(jiān)測。預(yù)應(yīng)力張拉完成后，用手提砂輪機(jī)切除多余鋼絞線，外留長度20cm。最后樁上保護(hù)罩，填充好油脂進(jìn)行封錨，封錨后保持樁面整潔美觀。4.軸力監(jiān)測樁、錨支擋體系的受力涉及到兩個方面，一是樁自身提供的抗力，一是錨索提供的抗力。兩者應(yīng)有一個合適的力度，錨索受力過大則設(shè)計安全性降低，樁身受力過大同樣對樁的安全性也構(gòu)成影響。我國土層錨桿設(shè)計與施

17、工規(guī)范中規(guī)定，對預(yù)應(yīng)力錨索軸力的永久觀測數(shù)量應(yīng)不少于5%，同時規(guī)定對應(yīng)力損失超過10%最終控制應(yīng)力時應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償，而大于最終控制應(yīng)力15%時應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力放松。要確切知道預(yù)應(yīng)力施加后錨索軸力的實際大小以便進(jìn)行相應(yīng)的處理，就須對錨索軸力進(jìn)行監(jiān)測。錨索軸力的監(jiān)測方法：錨索軸力施加之前選擇具有代表性的錨孔，在選定的錨孔處裝上特殊的傳感器元件，然后裝上錨具，通過預(yù)應(yīng)力的施作和觀測，即可測出不同時期錨索軸力的變化情況，從而進(jìn)行有關(guān)的處理，軸力讀數(shù)時應(yīng)與填土的情況以及樁身位移情況相對應(yīng)進(jìn)行觀測。由于樁上錨具采用特殊OVM產(chǎn)品，故傳感器元件應(yīng)與之相配套，個冷公路預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻選用的是遼寧丹東市三達(dá)測試儀器廠生產(chǎn)

18、的GW型鋼弦式巖土錨測力計和GPC1型袖珍式鋼弦頻率測定儀組成的測量系統(tǒng)（見圖2）。六、機(jī)具設(shè)備（見表2）表2 機(jī)具設(shè)備序號機(jī)具名稱規(guī)格單位臺備 注1鉆機(jī)MG-50A臺52壓風(fēng)機(jī)臺53注漿泵SNS200/100臺14灰漿攪拌機(jī)臺25油泵ZB4/500臺4帶S閥6千斤頂YCW250A臺17千斤頂YCW150A臺18千斤頂YDC240Q臺4帶頂壓頭4個9沉漿桶只210潛水泵臺211千分表只212擠壓機(jī)臺113砂輪切割機(jī)臺114對講機(jī)臺415手提砂輪機(jī)切割機(jī)臺216氧割設(shè)備套117配電盤個5181噸葫蘆個619小型電焊機(jī)臺120單根測力傳感器臺621精密液壓油壓表塊1022擠壓模套223單孔工作錨套

19、12帶25副工作夾片七、勞力組織（見表3）表3 勞力組織序號項 目工 種人數(shù)備注1樁板墻工程現(xiàn)場指揮12技術(shù)兼質(zhì)檢13板合司機(jī)34電工15振搗工46配料37試驗員18電焊工39鋼筋工810修理工111架子模板工1512普工3313鉆孔現(xiàn)場指揮114技術(shù)兼質(zhì)檢115鉆機(jī)司機(jī)516電工117吊車司機(jī)118空壓機(jī)司機(jī)219普工1520電焊工121錨索、注漿現(xiàn)場指揮122技術(shù)兼質(zhì)檢123電工124試驗員125電焊工126制索、安索827注漿528張拉929板后填土現(xiàn)場指揮130技術(shù)兼質(zhì)檢131挖掘機(jī)司機(jī)132推土機(jī)司機(jī)233壓路機(jī)司機(jī)234平地機(jī)司機(jī)235裝載機(jī)司機(jī)236電工137試驗員138修理工1

20、39普工10八、安全措施1.施工前進(jìn)行安全技術(shù)交底，施工過程中要明確分工，統(tǒng)一指揮。2.各種機(jī)具設(shè)備應(yīng)處于完好狀態(tài)。3.上崗前要做好安全培訓(xùn)工作，施工人員進(jìn)入現(xiàn)場要戴好安全帽，操作人員遵守有關(guān)安全操作規(guī)程。4.高空作業(yè)要設(shè)置必要的防護(hù)措施，作業(yè)人員必須佩戴安全帶。5.切割鋼絞線使用的砂輪切割機(jī)要設(shè)置安全護(hù)罩，以防斷片傷人。6.注漿管路應(yīng)暢通，不得有堵塞現(xiàn)象，避免漿液突然噴出傷人，注漿管路不使用時要及時注壓清水沖洗干凈。7.張拉機(jī)具各部件應(yīng)牢靠，特別是高壓油管的聯(lián)接點(diǎn)，以避免突然斷裂脫口噴出傷人。在張拉過程中，千斤頂前不得站人，以防錨索斷裂造成事故。8.夜間施工應(yīng)有足夠的照明。九、質(zhì)量控制1.腳手架的搭社必須穩(wěn)定，對緊固體的緊固必須有人復(fù)核。2.鉆機(jī)在腳手架上必須固定牢固，避免因鉆機(jī)固定不牢而導(dǎo)致孔位出現(xiàn)偏差。3.錨索孔徑允許誤差±2mm，傾角允許誤差±1°。4.若遇坍孔，應(yīng)立即停鉆，進(jìn)行固壁注漿處理，注漿24小時后重新掃孔鉆進(jìn)。5.錨孔要清洗干凈，空中不得留有巖粉和水。6.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