錨桿的施工方案

第第頁錨桿的施工方案錨桿的施工質(zhì)量是決定錨桿承載力能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵。應(yīng)根據(jù)工程的交通運(yùn)輸條件、周邊環(huán)境情況、施工進(jìn)度要求、地質(zhì)條件等，選用合適的施工機(jī)械、施工工藝，組織好人員、材料，高效、安全、高質(zhì)量地完成施工任務(wù)。17.5.1施工組織設(shè)計(jì)為滿足設(shè)計(jì)要求做成可靠的錨桿，必須綜合對(duì)錨桿使用的目的、環(huán)境狀況、施工條件等詳細(xì)制訂施工組織設(shè)計(jì)。錨桿是在復(fù)雜的條件下，而且又在不能直接觀察的狀況下進(jìn)行，屬隱蔽工程，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)書的要求和調(diào)查試驗(yàn)資料，制訂切實(shí)可行的施工組織設(shè)計(jì)。錨固工程的施工組織設(shè)計(jì)一般應(yīng)包括以下項(xiàng)目：1.工程概況：工程名稱、地點(diǎn)、工期、工程量、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況等；現(xiàn)場(chǎng)供水、供電、施工場(chǎng)地條件、施工空間等；2.設(shè)計(jì)對(duì)錨固工程的要求；3.錨固工程材料；4.施工機(jī)械；5.施工組織；6.施工平面布置及臨時(shí)設(shè)施；7.施工程序及各工種人員的配備；8.工程進(jìn)度計(jì)劃；9.施工管理及質(zhì)量控制計(jì)劃；10.安全、衛(wèi)生管理計(jì)劃；11.應(yīng)交付工程驗(yàn)收的各種技術(shù)資料；12.編制施工管理程序示意圖。17.5.2鉆孔錨桿孔的鉆鑿是錨固工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序。應(yīng)根據(jù)地層類型和鉆孔直徑、長(zhǎng)度以及錨桿的類型來選擇合適的鉆機(jī)和鉆孔方法。在黏性土鉆孔最合適的是帶十字鉆頭和螺旋鉆桿的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。在松散土和軟弱巖層中，最適合的是帶球形合金鉆頭的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)。在堅(jiān)硬巖層中的直徑較小鉆孔，適合用空氣沖洗的沖擊鉆機(jī)。鉆直徑較大鉆孔，需使用帶金剛石鉆頭和潛水沖擊器的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，并采用水洗。在填土、砂礫層等塌孔的地層中，可采用套管護(hù)壁、跟管鉆進(jìn)。也可采用自鉆式錨桿或打入式錨桿。跟管鉆進(jìn)工藝主要用于鉆孔穿越填土、砂卵石、碎石、粉砂等松散破碎地層。通常用錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)，采用沖擊器、鉆頭沖擊回轉(zhuǎn)全斷面造孔鉆進(jìn)，在破碎地層、造孔的同時(shí)，沖擊套管管靴使得套管與鉆頭同步進(jìn)入地層，從而用套管隔離破碎、松散易坍塌的地層，使得造孔施工得以順利進(jìn)行。跟管鉆具按結(jié)構(gòu)型式分為兩種類型：偏心式跟管鉆具和同心跟管鉆具。同心跟管鉆具使用套管鉆頭，壁厚較厚，鉆孔的終孔直徑比偏心式跟管鉆具的終孔直徑小10mm左右。偏心式跟管鉆具的終孔直徑大（大于套管直徑），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用較方便。17.5.3錨桿桿體的制作與安裝1.錨桿桿體的制作鋼筋錨桿（包括各種鋼筋、精軋螺紋鋼筋、中空螺紋鋼管）的制作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，按設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度切割鋼筋，按有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行對(duì)焊或綁條焊或用連接器接長(zhǎng)鋼筋和用于張拉的螺絲桿。預(yù)應(yīng)力筋的前部常焊有導(dǎo)向帽以便于預(yù)應(yīng)力筋的插入，在預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度方向每隔1~2m焊有對(duì)中支架，支架的高度不應(yīng)小于25mm，必須滿足鋼筋保護(hù)層厚度的要求。自由段需外套塑料管隔離，對(duì)防腐有特殊要求的錨固段鋼筋提供雙重防腐作用的波形管并注入灰漿或樹脂。鋼絞線通常為一整盤方式包裝，宜使用機(jī)械切割，不得使用電弧切割。桿體內(nèi)的綁扎材料不宜采用鍍鋅材料。鋼絞線分為有黏結(jié)鋼絞線和無黏結(jié)鋼絞線，有黏結(jié)鋼絞線錨桿制作時(shí)應(yīng)在錨桿自由段的每根鋼絞線上施作防腐層和隔離層。壓力分散型錨桿采用無黏結(jié)鋼絞線、特殊部件和工藝加工制作。為一種鋼制U型承載體構(gòu)造，將無黏結(jié)鋼絞線繞過承載體彎曲成U型固定在承載體上，制成壓力分散型錨桿。也可采用擠壓錨頭作為承載體形成壓力分散型錨桿?？芍貜?fù)高壓灌漿錨桿采用環(huán)軸管原理設(shè)置注漿套管和特殊的密封及注漿裝置，可重復(fù)實(shí)現(xiàn)對(duì)錨固段的高壓灌漿處理，大大提高錨桿的承載力。注漿套管是一根直徑較大的塑料管，其側(cè)壁每隔1m開有環(huán)向小孔，孔外用橡膠環(huán)圈蓋住，使?jié){液只能從該管內(nèi)流入鉆孔，但不能反向流動(dòng)，一根小直徑的注漿鋼管插入注漿套管，注漿鋼管前后裝有限定注漿段的密封裝置，當(dāng)其位于一定位置的注漿套管的橡膠圈處，在壓力作用下即可向鉆孔內(nèi)注入漿液。2.錨桿的安裝錨桿安裝前應(yīng)檢查鉆孔孔距及鉆孔軸線是否符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。錨桿一般由人工安裝，對(duì)于大型錨桿有時(shí)采用吊裝。在進(jìn)行錨桿安裝前應(yīng)對(duì)鉆孔重新檢查，發(fā)現(xiàn)塌孔、掉塊時(shí)應(yīng)進(jìn)行清理。錨桿安裝前應(yīng)對(duì)錨桿體進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)損壞的防護(hù)層、配件、螺紋應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。在推送過程中用力要均勻，以免在推送時(shí)損壞錨桿配件和防護(hù)層。當(dāng)錨桿設(shè)置有排氣管、注漿管和注漿袋時(shí)，推送時(shí)不要使錨桿體轉(zhuǎn)動(dòng)，并不斷檢查排氣管和注漿管，以免管子折死、壓扁和磨壞，并確保錨桿在就位后排氣管和注漿管暢通。在遇到錨索推送困難時(shí)，宜將錨索抽出查明原因后再推送。必要時(shí)應(yīng)對(duì)鉆孔重新進(jìn)行清洗。3.錨頭的施工錨具、墊板應(yīng)與錨桿體同軸安裝，對(duì)于鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲錨桿，錨桿體鎖定后其偏差應(yīng)不超過±5°。墊板應(yīng)安裝平整、牢固，墊板與墊墩接觸面無空隙。切割錨頭多余的錨桿體宜采用冷切割的方法，錨具外保留長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm。當(dāng)需要補(bǔ)償張拉時(shí)，應(yīng)考慮保留張拉長(zhǎng)度。打筑墊墩用的混凝土標(biāo)號(hào)一般大于C30，有時(shí)錨頭處地層不太規(guī)則，在這種情況下，為了保證墊墩混凝土的質(zhì)量，應(yīng)確保墊墩最薄處的厚度大于10cm，對(duì)于錨固力較高的錨桿，墊墩內(nèi)應(yīng)配置環(huán)形鋼筋。17.5.4注漿體材料及注漿工藝注漿是為了形成錨固段和為錨桿提供防腐蝕保護(hù)層，一定壓力的注漿還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、提高地基承載力的作用。水泥砂漿的成分及拌制和注入方法決定了灌漿體與周圍巖土體的黏結(jié)強(qiáng)度和防腐效果。1.水泥漿的成分灌注錨桿的水泥漿通常采用質(zhì)量良好新鮮的普通硅酸鹽水泥和干凈水摻入細(xì)沙配制攪拌而成的，必要時(shí)可采用抗硫酸鹽水泥。水泥齡期不應(yīng)超過一個(gè)月，強(qiáng)度應(yīng)大于32.5MPa。壓力型錨桿最好采用更高強(qiáng)度的水泥。水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物質(zhì)，不得使用污水。砂的含泥量按重量計(jì)不得大于3%，砂中云母、有機(jī)物、硫酸物和硫酸鹽等有害物質(zhì)的含量按重量計(jì)不得大于1％?；疑氨纫藶?.8~1.5，水灰比宜為0.38~0.5。也可采用水灰比0.4~0.5的純水泥漿。水泥砂漿只能用于一次注漿。水灰比對(duì)水泥漿的質(zhì)量有著特別重要的作用，過量的水會(huì)使?jié){液產(chǎn)生泌水，降低強(qiáng)度并產(chǎn)生較大收縮，降低漿液硬化后的耐久性，灌注錨桿的水泥漿最適宜的水灰比為0.4~0.45，采用這種水灰比的灰漿具有泵送所要求的流動(dòng)度，收縮也小。為了加速或延緩凝固，防止在凝固過程中的收縮和誘發(fā)膨脹，當(dāng)水灰比較小時(shí)增加漿液的流動(dòng)度及預(yù)防漿液的泌水等，可在漿液中加入外加劑，如三乙醇胺（早強(qiáng)劑，摻量為水泥重量的0.05%）、木質(zhì)磺酸鈣（緩凝劑，水泥重量的0.2%~0.5%）、鋁粉（膨脹劑，水泥重量的0.005%~0.02%）、UNF-5（減水劑，水泥重量的0.6%）、纖維素醚（抗泌劑，水泥重量的0.2%~0.3%）。因使用外加劑的經(jīng)驗(yàn)有限，不要同時(shí)使用數(shù)種外加劑以獲得水泥漿的綜合效應(yīng)。向攪拌機(jī)加入任何一種外加劑，均須在攪拌時(shí)間過半后送入；拌好的漿液存放時(shí)間不得超過120min。漿液拌好后應(yīng)存放于特制的容器內(nèi)，并使其緩慢攪動(dòng)。漿體的強(qiáng)度一般7d不應(yīng)低于20MPa，28d不應(yīng)低于30Mpa；壓力型錨桿漿體強(qiáng)度7d不應(yīng)低于25MPa，28d不應(yīng)低于35MPa。2.注漿工藝水泥漿采用注漿泵通過高壓膠管和注漿管注入錨桿孔，注漿泵的操作壓力范圍為0.1~12MPa，通常采用擠壓式或活塞式兩種注漿泵，擠壓式注漿泵可注入水泥砂漿，但壓力較小，僅適用于一次注漿或封閉自由段的注漿。注漿管一般是直徑12~25mm的PVC軟塑料管，管底離鉆孔底部的距離通常為100~250mm，并每隔2m左右就用膠帶將注漿管與錨桿預(yù)應(yīng)力筋相連。在插入預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，在注漿管端部臨時(shí)包裹密封材料以免堵塞，注漿時(shí)漿液在壓力作用下沖破密封材料注入孔內(nèi)。注漿常分為一次注漿和二次高壓注漿兩種注漿方式。一次注漿是漿液通過插到孔底的注漿管、從孔底一次將鉆孔注滿直至從孔口流出的注漿方法。這種方法要求錨桿預(yù)應(yīng)力筋的自由段預(yù)先進(jìn)行處理，采取有效措施確保預(yù)應(yīng)力筋不與漿液接觸。二次高壓注漿是在一次注漿形成注漿體的基礎(chǔ)上，對(duì)錨桿錨固段進(jìn)行二次（或多次）高壓劈裂注漿，使?jié){液向周圍地層擠壓滲透，形成直徑較大的錨固體并提高錨桿周圍地層的力學(xué)性能，大大提高錨桿承載能力。通常在一次注漿后4~24h進(jìn)行，具體間隔時(shí)間由漿體強(qiáng)度達(dá)到5MPa左右而加以控制。該注漿方法需隨預(yù)應(yīng)力筋綁扎二次注漿管和密封袋或密封卷，注漿完成后不拔出二次注漿管。二次高壓注漿非常適用于承載力低的軟弱土層中的錨桿。注漿壓力取決于注漿的目的和方法、注漿部位的上覆地層厚度等因素，通常錨桿的注漿壓力不超過2MPa。錨桿注漿的質(zhì)量決定著錨桿的承載力，必須做好注漿記錄。采用二次注漿時(shí)，尤其需做好二次注漿時(shí)的注漿壓力、持續(xù)時(shí)間、二次注漿量等記錄。17.5.5張拉鎖定1.錨具錨桿的錨頭用錨具通過張拉鎖定，錨具的類型與預(yù)應(yīng)力筋的品種相適應(yīng)，主要有以下幾種類型：用于鎖定預(yù)應(yīng)力鋼絲的墩頭錨具、錐形錨具；用于鎖定預(yù)應(yīng)力鋼絞線的擠壓錨具，如：JM錨具、XM錨具、QM錨具和OVM錨具；用于鎖定精軋螺紋鋼筋的精軋螺紋鋼筋錨具；用于鎖定中空錨桿的螺紋錨具；用于鎖定鋼筋的螺絲桿錨具。錨具應(yīng)滿足分級(jí)張拉、補(bǔ)償張拉等張拉工藝要求，并具有能放松預(yù)應(yīng)力筋的性能。2.墊板錨桿用墊板的材料一般為普通鋼板，外形為方形，其尺寸大小和厚度應(yīng)由錨固力的大小確定，為了確保墊板平面與錨桿的軸線垂直和提高墊墩的承載力，可使用與鉆孔直徑相匹配的鋼管焊接成套筒墊板。3.張拉當(dāng)注漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后可進(jìn)行張拉。一次性張拉較方便，但是這種張拉方法存在著許多不可靠性。因?yàn)楦邞?yīng)力錨桿有許多根鋼絞線組成，要保證每一根鋼絞線受力的一致性是不可能的，特別是很短的錨桿，其微小的變形可能會(huì)出現(xiàn)很大的應(yīng)力變化，需采用有效施工措施以減小錨桿整體的受力不均勻性。采用單根預(yù)張拉后再整體張拉的施工方法，可以大大減小應(yīng)力不均勻現(xiàn)象。另外，使用小型千斤頂進(jìn)行單根對(duì)稱和分級(jí)循環(huán)的張拉方法同樣有效，但這種方法在張拉某一根鋼絞線時(shí)會(huì)對(duì)其他的鋼絞線產(chǎn)生影響。分級(jí)循環(huán)次數(shù)越多，其相互影響和應(yīng)力不均勻性越小。在實(shí)際工程中，根據(jù)錨桿承載力的大小一般分為3~5級(jí)?？紤]到張拉時(shí)應(yīng)力向遠(yuǎn)端分布的時(shí)效性，以及施工的安全性，加載速率不宜太快，并且在達(dá)到每一級(jí)張拉應(yīng)力的預(yù)定值后，應(yīng)使張拉設(shè)備穩(wěn)壓一定時(shí)間，在張拉系統(tǒng)出力值不變時(shí)，確信油壓表無壓力向下漂移后再進(jìn)行鎖定。張拉應(yīng)力的大小應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，對(duì)于臨時(shí)錨桿，預(yù)應(yīng)力不宜超過錨桿材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的65%，由于錨具回縮等原因造成的預(yù)應(yīng)力損失采用超張拉的方法克服，超張拉值一般為設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的5%~10%，其程序?yàn)闉榱四馨踩貙㈠^桿張拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力，在張拉時(shí)應(yīng)遵循以下要求：（1）根據(jù)錨桿類型及要求，可采取整體張拉、先單根預(yù)張拉然后整體張拉或單根-對(duì)稱-分級(jí)循環(huán)張拉方法；（2）采用先單根預(yù)張拉然后整體張拉的方法時(shí)，錨桿各單元體的預(yù)應(yīng)力值應(yīng)當(dāng)一致，預(yù)應(yīng)力總值不宜大于設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的10%，也不宜小于5%；（3）采用單根-對(duì)稱-分級(jí)循環(huán)張拉的方法時(shí)，不宜少于三個(gè)循環(huán)，當(dāng)預(yù)應(yīng)力較大時(shí)不宜少于四個(gè)循環(huán)；（4）張拉千斤頂?shù)妮S線必須與錨桿軸線一致，錨環(huán)、夾片和錨桿張拉部分不得有泥沙、銹蝕層或其他污物；（5）張拉時(shí)，加載速率要平緩，速率宜控制在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值的0.1/min左右，卸荷載速率宜控制在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值的0.2/min；（6）在張拉時(shí)，應(yīng)采用張拉系統(tǒng)出力與錨桿體伸長(zhǎng)值來綜合控制錨桿應(yīng)力，當(dāng)實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論值差別較大時(shí)，應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取相應(yīng)措施后方可進(jìn)行張拉；（7）預(yù)應(yīng)力筋鎖定后48h內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失大于錨桿拉力設(shè)定值的10%，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。（8）錨桿的張拉順序應(yīng)避免相近錨桿相互影響。（9）單孔復(fù)合錨固型錨桿必須先對(duì)各單元錨桿分別張拉，當(dāng)各單元錨桿在同等荷載條件下因自由長(zhǎng)度不等引起的彈性伸長(zhǎng)差得到補(bǔ)償后，方可同時(shí)張拉各單元錨桿。先張拉最大自由長(zhǎng)度的單元錨桿，最后張拉最小自由長(zhǎng)度的單元錨桿，再同時(shí)張拉全部單元錨桿。（10）為了確保張拉系統(tǒng)能可靠的進(jìn)行張拉、其額定出力值一般不應(yīng)小于錨桿設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值的1.5倍。張拉系統(tǒng)應(yīng)能在額定出力范圍內(nèi)以任一增量對(duì)錨桿進(jìn)行張拉，且可在中間相對(duì)應(yīng)荷載水平上進(jìn)行可靠穩(wěn)壓。17.5.6配件錨桿配件主要為導(dǎo)向帽、隔離支架、對(duì)中支架和束線環(huán)。導(dǎo)向帽主要用于鋼絞線和高強(qiáng)鋼絲制作的錨桿，其功能是便于錨桿推送。導(dǎo)向帽由于在錨固段的遠(yuǎn)端，即便腐蝕也不會(huì)影響錨桿性能，所以其材料可使用一般的金屬薄板或相應(yīng)的鋼管制作。隔離支架作用是使錨固段各鋼絞線相互分離，以保證使錨固段鋼絞線周圍均有一定厚度的注漿體覆蓋。對(duì)中支架用于張拉段，其作用是使張拉段錨桿體在孔中居中，以使錨桿體被一定厚度的注漿體覆蓋。隔離支架和對(duì)中支架位于錨桿體上，均屬錨桿的重要配件。永久錨桿的隔離和對(duì)中裝置應(yīng)使用耐久性和耐腐性良好、且對(duì)錨桿體無腐蝕性的材料，一般宜選用硬質(zhì)材料。17.5.7錨桿的腐蝕與防護(hù)錨桿防腐處理的可靠性及耐久性是影響錨桿使用壽命的重要因素之一。防腐處理應(yīng)保證錨桿各段內(nèi)不出現(xiàn)桿體材料局部腐蝕現(xiàn)象。永久性錨桿的防腐處理應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）非預(yù)應(yīng)力錨桿的自由段位于土層中時(shí)，可采用除銹、刷瀝青船底漆、瀝青玻纖布纏裹其層數(shù)不少于二層。（2）對(duì)采用鋼絞線、精軋螺紋鋼制作的預(yù)應(yīng)力錨桿，其自由段可按上述第（1）條進(jìn)行防腐處理后裝入套管中；自由段套管兩端100~200mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)用黃油填充，外繞扎工程膠布固定；（3）對(duì)于無腐蝕性巖土層的錨固段應(yīng)除銹，砂漿保護(hù)層厚度不小于25mm；（4）對(duì)位于腐蝕性巖層內(nèi)的錨桿的錨固段和非錨固段，應(yīng)采取特殊防腐蝕處理；（5）經(jīng)過防腐蝕處理后，非預(yù)應(yīng)力錨桿的自由段外端應(yīng)埋入鋼筋混凝土構(gòu)件50mm以上；對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿，其錨頭的錨具經(jīng)除銹、涂防腐漆后應(yīng)采用鋼筋網(wǎng)罩、現(xiàn)澆混凝土封閉，且混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，厚度不小于100mm，混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。臨時(shí)性錨桿的防腐蝕可采取下列處理措施：（1）非預(yù)應(yīng)力錨桿的自由段，可采用除銹后刷瀝青防銹漆處理；（2）預(yù)應(yīng)力錨桿的自由段，可采用除銹后刷瀝青防銹漆或加套管處理；（3）外錨頭可采