预应力锚拉式桩板墙的施工与质量控制

1、预应力锚拉式桩板墙的施工与质量控制56.全国中文核心期刊路基工程 2004年第 3 期（总第 114期） 预应力锚拉式桩板墙的施工与质量控制 吴为爱夭刀芨 =（中铁五局 （集团 ）有限公司 ）摘要介绍特高桩板墙工程中 ,预应力锚拉墙的墙面桩 ,锚索孔（锚定桩 ）,锚索,填石 的施工与质量控制和经验 .关键词预应力锚拉墙施工组织质量控制寨车站内南宁端 DK421+758.25 一+958.25,全长1 工程概况 200m.线路位 a_J-同 d 山坡地上 ,地层为白云质灰岩 南昆铁路石头寨预应力锚拉式桩板墙位于石头 （T2P）,施工平面示意见图 1. /图 1 石头寨锚拉式桩板墙施工场地平面示意

2、图 锚拉式桩板墙是桩板墙与锚拉设施结合为一体 的挡土墙建筑物 ,由墙面桩 ,挡土板 ,锚定桩 （孔）,拉索及锚具所组成 ,如图 2.该工程无论在 挡墙高度 ,锚拉方式 ,量级,施工难度与进度 ,张 拉工艺等均居全国之首 ,在亚洲乃至国际上也无先 例 ,故该墙称为 世界第一墙 .墙面桩锚拉支点设置 .以墙面桩地面以上高度 而定:H<14m 不设拉索 ,为 l416m采用根拉索;为 l624m采用双支点两根拉索 （预应力值见表 1）.桩中心距 6.0m,距中线 8.0 m,在 200m 范围内共设置 34 根墙面桩 ,其中悬 臂桩 l4 根,锚拉桩 20 根,最长 33m,露出地面 最高 2

3、4m,锚定桩 2l 根,4个单锚索孔 ,8个双 锚索孔 ,挡土板 1013块,墙内填方 35664m.钢 筋混凝土 3783.7m,钢材 425t,墙面桩钢筋最 多的每根重达 l2.5t.吴为爱 :预应力锚拉式桩板墙的施工与质量控制 充足的材料 ,机具和人力 ,特别配备了专职的监控2 施工组织量测人员 ,对工,料,机需求按施组供应 .材料机 在编制的实施性施工组织设计要求下 ,配备了械量测仪器见表 2,表 3,表 4. 图 2 石头寨锚拉式桩板墙代表性横断面图 （ 单位 :m） 在施工组织设计中 ,墙面桩,锚索孔 ,锚定桩,锚 拉索 ,填料的施工 ,在最大可能的条件下尽量采取平 行作业 ,有利

4、创造多工作面 ,确保各项工作在规定的 时间内优质完成 .在各工序中采用流水作业 .表 1 预拉力值表 锚拉支锚索孑 L 墙面桩点位置预应力预应力 编号 （至墙顶筋束数值 /KN 支点数对应的 距离）/m 墙面桩号9,l0,15,4l28oo盟l8,22,234l28oo11,12,1311,l2,（上排双孔 ）双 l3,l411,12,13,14l286oo （下排单孔） 26,27,28,29,30,3l,34 4l2l68lOoo60o 双 3O,3l,34（上排双孔 ）32,33 32,33412l612l2o01000双 （上排双孑 L）3 施工与质量控制3.1 墙面桩的施工与质量控制

5、 墙面桩 34根.在地面以上为 T 型截面, 地面以下为矩形截面 .其中悬臂桩 l4 根,锚拉桩 20 根.墙面桩最高达 33m,钢筋最多达 I2.5t, 要求一次灌注到桩顶 ,桩伸出地面最高达 24m, 相当于八层楼房高 ,在截面小 ,钢筋密,工期紧的 情况下 ,要保证成桩的质量 ,关键技术在于混凝土 模板,支架工程 ,混凝土的配料与捣固 .表 2 主要材料 ,料具及锚具表 名称型号数量 钢筋/tI 级.级 425 无牯结钢绞线 1x7 低松弛 ,+15.24toni,14.7 1860N/mm,高密度聚乙稀双预应力筋 /t（13372m） 层包裹防护厚度 >2mm 水泥/tl677

6、碎石 l/m352O6）/m2693 万能杆件 /套 6 大块钢模板 /套 6 拉索软性塑料 lllO防护管 /m8 孔 8OVM15 锚具/套 l2孔 2344l6 孔 l3(1) 采用 2m 一节的大块钢模板整体拼装 , 解决了立模速度且保证混凝土外观质量 ;利用万能 杆件拼成 井字架,将桩围在 井字中央, 丑.口一58?全国中文核心期刊路基工程 2004年第 3期(总第 114期) 做立模支架和固模架子 .模型用 100140mm 的 槽钢一起固定在万能杆件 井字架中央 ,保证 了高桩顶位的位移在设计要求之内 ,避免高桩混凝 土灌注时对模板所产生过大的侧压力 ,防止了桩身 扭曲 ,倾斜和

7、跑模 .在施工过程中通过两台经纬仪 监测,最大位移在 10mm 内.表 3 主要机械表表 4 主要量测仪表 名称单位数量备注(2) 影响混凝土质量的粗细骨料提前准备 好 ,碎石粒径在 24cm,砂的质量完全处在受控 状态.对配料采用重量比以保证拌和出来的混凝土 质量性能稳定 ;水泥采用同一大厂 ,批号 ,保证了 混凝土质量和颜色一致 .为了混凝土灌注时对侧模 避免产生较大侧压力 ,使用了早强型减水剂 ;对钢 筋加工由钢筋技师总承包 ,实行流水作业施工 .(3) OVM 锚具预埋在墙面桩内 ,必须保证其 位置的准确 .设计上采用绑扎 ,考虑到绑扎难以保证在混凝土灌注捣固时预埋件不位移 ,改用了焊

8、接 技术 ,指定专业捣固手 ,在有较好素质的基础上 , 积累经验 ,达到质量步步上台阶 .以上通过采用六 套万能杆件 （一根桩一套 ）,六套大块钢模板 ,实 行流水作业 .在不断总结经验的基础上达到 3 天能 灌完两根桩 ,最快一天就能完成一根桩 ,通过科技 攻关,科学组织 ,54天完成了 34根墙面桩的施 工 ,质量内实外美 .部分桩中需埋设量测元件的也 都按计划准确地埋置在设计位置 ,保证了监控量测 的准确性和精度要求 .墙面桩施工流程 :施工准备测定位移一基坑开挖一检验合格 （检查不合格 重新开挖 ）一搭架一绑扎 ,设置预埋件一立模一 检查合格 （检查不合格重新立模 ）一搭设灌注平 台一

9、拌制混凝土一混凝土灌注一养生拆模 .3.2 锚索孔桩的施工与质量控制 锚拉式桩板墙整个结构设计成败的关键在于锚 索在墙体 -N 连接是否牢固 ,是否能满足设计所需 的拉力.本工程中有 2l 根采用锚定桩固定 （或张 拉 ）,l2 根采用锚索孔固定锚索 ,墙面桩端为张拉 端,如何保证锚索孔的成孔质量和灌注质量是技术 的关键 .为了保证锚索孔在锚孔中张拉时不被拔 出 ,锚索与水泥砂浆的镶嵌力 ,水泥砂浆与孔壁问 的粘结力 ,水泥砂浆本身的强度等均应满足设计要 求.本工程中 11,12,13,14号桩下排共 4 个单 孔锚索 ,上排 11,12,13,30,31,32,33,34 号桩共八个双孔锚索

10、 .双排孔的锚索从孔口露出后 至张拉端逐渐合二为一 ,共计施工 20个锚索孔 , 锚固长度均为 10m.锚索孔钻孔质量优劣 ,尤其 是钻孔的准直度直接影响锚固效果 .如产生锚索次 应力 ,会降低锚索孔的设计承载力 .施钻 按下列步骤进行施工 .(1) 用经纬仪测定锚索孔轴线 ,使钻机轴线 与锚索孔轴线一致 .(2) 安装钻机前先清理基底面 ,用枕木脚手 架垫平 .安装钻机时用地质罗盘仪调整方向角 ,用 测角仪调整倾角 ,倾角为俯角 2.,不得出现仰角 孔.(3) 钻孔开孔时采用低速压力钻 ,钻进 1m 的标准孔能起导向作用后再用高速压力钻 ,钻孔顺 直 ,准直度好 .(4) 采用 MD 一 5

11、0型钻机,成孔 l15mm, 液压钻进 ,高压风出碴 ,孔壁粗糙 ,有利于注浆固 结 ,产生较大的粘结力 .钻进过程不用水 ,孔壁较 洁净,无浮碴.钻孑L 不宜采用地质钻机 ,因地质钻吴为爱 :预应力锚拉式桩板墙的施工与质量控制 ?59? 机成孔孔壁光滑 ,注浆固结力较差 .在不断摸索 中,钻孔工效由开始每孔需 20 小时提高到中后期 每孔只需 4 小时,在保证质量的同时提高了工效 锚索孔的灌注(1) 注浆范围内的钢绞线去掉聚氯乙烯包皮 , 用清洁剂清洗钢绞线表面涂料 ,钢绞线编织成拉 索,每 1.52.0m套一隔离架 ,端头隔离架外捆 扎一段 30cm 长,Omm 钢管,拉索装人管内固 定

12、.拉索均布在隔离架预留槽中 ,隔离架中空部位 安放 lO 20mm 注浆软管 ,并确保钢绞线之间 , 钢绞线与岩壁之间空隙大于 5mm,以使所有钢绞 线表面被砂浆所封包 .(2) 砂浆要充分拌和 ,配合比通过实验确定 . 水 :灰:砂=0.5:1:0.5,掺人 3%水泥重量的早 强剂 .施工试块 28 天试压强度达 41MPa,大于锚 固力 l200KN 时的砂浆强度 35MPa,以保证砂浆 质量.(3) 注浆前做压水连通试验 .(4) 浆液通过 ,/40ITllTl 的输送浆液钢管到孔口 后输人 10mm注浆软管 .注浆时开始采用低速小 流量 ,防止注速过快 ,造成孔内空气与水不能全部 排出

13、 ,影响锚固质量 .(5) 压力从开始 0.2MPa 增强到 0.7MPa,在 排出浓浆后再稳压 (0.50.7MPa)25 分钟.(6) 砂浆未固结至设计强度时不得移动锚索 .(7) 为了加强浆体与孔壁的锚固力 ,防止浆 液凝固后体积微缩 ,降低粘结力 ,掺人适量的铝粉 膨胀剂,增加锚固力.3.3 拉索张拉施工与质量控制 模型试验和数值模拟的结果得出 :在双线列车 运行的情况下 ,墙面桩的最大弯矩有两排拉索时仅 为悬壁桩的 17%.因此锚索施工质量的保证是本 工程的技术核心 .施工中 ,一方面是要采用先进的 锚具 ,钢绞线及先进的张拉技术 ,以达到锚索张拉 符合设计要求 ,另一方面是要解决防

14、腐问题 ,保证 经久耐用 .该工程采用 1X7 低松弛 ,超高强,无粘结预 应力筋 .每束钢绞线涂满防腐料 ,外部加套挤出成型的高压聚氯乙烯双层防护管 ,制成拉索后 ,外部 再加套具有足够强度 ,韧性和耐蚀性强 ,防水性好 的软性塑料管防护 ,塑料管每节长 46m,内径 110m,管厚 5mm,管头用同一材质塑料管箍相 连 ,其接缝用高分子防水胶封堵 . 锚具为具有国际先进水平的 OVM 锚具 .当张 拉千斤顶对钢绞线束施加张拉力 ,然后放松千斤 顶 ,夹片就产生均匀反向运动 ,钢绞线带进锚板的 锥形孔内 ,锁定于锚板上 ,形成一个锚固单元 ,把 应力传递到整个构件内部 ,形成永久性的预应力

15、. 采用 YC20Q 前卡式张拉千斤顶施加张拉力 , 其特点是 :穿芯式构造 ,自动工具锚装置能自动退 锚和多次反复使用 ,反复张拉 ,缩短了油缸行程 , 体积小 ,自重轻.张拉施工的流程 :安装拉索一墙 面桩（锚定桩 ）靠填方侧的防腐密封处理一回填 三七灰土一仪器标定一锚具与千斤顶安装一张拉一 锚固一结束 .lo0%锚索在张拉工序中 ,采用单根 ,对称,循 环 的张拉工艺 ,以减小多股钢绞线受力不均的 问题 ,取得了较好的效果 .操作采取分级张拉 :0 一 lO%P 一 3O%P 一 5O%P 一 7O%P 一 90%P P-103%P,稳压锁定 .每级持荷三分钟 ,最后一 级持荷稳压 lO

16、 分钟 . 通过锚索传感器量测及分析填石 ,铺架 ,列车 运行各阶段墙的受力状态 ,证明采用超张拉 1.O3 倍锚固设计力是适宜的 . 填料中的拉索及与桩问缝隙的密封处理见图 3.其质量控制概括起来是 :选材质量控制 ;张拉 应力损失的控制 ;防锈防腐质量控制 ;防止次应力 的控制;填料控制 (沉降量,预埋件的准确位置 , 锚索孔锚索轴线和安装工作锚板 ,锚板与锚垫板即 喇叭管尽可能同轴 ).3.4 填石施工与质量控制填石施工桩板墙内填料达 35664m,且工期紧 ,质量 要求严 .根据墙面桩受力七种状况 ,在填石与张拉 过程中就占了五种 ,见表 5.表 5 对应填土控制工况表r 况编号对应填

17、土加载情况控制工况 设计通过模型试验和有限元法计算 ,结果显示 墙面桩弯矩控制示意见图 4.(1) 桩顶以下 l217m范围内的 A 区负弯矩 最大(一 143I.m),此段为工况 2的控制段 .6o.全国中文核心期刊路基工程 2004年第 3 期(总第 114期)(2) 桩顶以下 513m范围内的 B 区正弯矩 最大(480t?ITI),此段为工况 3的控制段 .(3) 桩顶以下 49m范围内的 C 区负弯矩最钢管 (d150ram)l0emll5cm1.10cm大(一 210t?ITI),此段为工况 4 的控制段 .(4) 地面高程以下 2ITI 范围(锚固段)的 D区出 现最大弯矩 (2

18、558t?ITI),此段为工况 7的控制段 .0填料p?p三七灰土.（石灰 30%,黏土 70qo）0?o.t 竺:竺三.:p.一? 拉索钢绞线 浆/环氧树脂砂浆 桩顶望笪!三 丑升日口）ll 啪 J.图 3 填料中拉索密封处理示意图 桩上排拉索C区I 一 5 填土 9? B 区下排拉索 挂取口l3A区 地面 l7V20 ,lD 趣 ,整匿一 至桩顶的距离餐图 4 墙面桩弯矩控制段示意图 (单位 :m) 填石质量的设计要求 :墙面桩及挡土板后不小 于 1.0m 宽度的竖直带内 , 填石的每层虚铺厚度不 大于 30cm,并采用小型机具配合人力施工 ;拉索 以上不小于 1.0m范围内 ,填石的每层

19、虚铺厚度不 大于 30cm,最大粒径不超过 20cm,且不能用中 型振动碾压机碾压 ,其余填石的每层虚铺厚度不大 于 50cm,填压的最大粒径不超过 30cm,并用中 型振动压路机碾压密实 (1215t);拉索埋于三七 灰土或细粒土中 ,小夯压实 ,张拉后加设反凹槽盖 板 ,预留足够填料下沉空间 . 填石工程施工配置机械见表 3.按照填石施工 不连续性的特点 ,合理调配 .质量控制(1) 把好选料关 ,按照设计要求利用南宁端 斩龙坡隧道的弃碴 (V 类围岩 ),墙面桩及挡板 1 m 范围内采用级配良好的碎石 .(2) 施工采用四区段八流程 .(3) 埋设沉降杯 ,监控量测填料的沉落量 , 控制

20、总沉降量小于 20cm.(4) 检测法测定填料的密实度 .(5) 用表 4 中仪器对墙面桩受力 ,混凝土应 变,填土压力 ,填料密实度及桩顶位移等进行全面 监控量测 ,并及时整理量测结果 ,指导施工 . 监控量测是工程控制的基本内容 ,也是系统分 析方法的重要组成部分 ,引人监控量测从宏观上定性转换到微观上定量 ,对理论分析和模型试验的结陈杰 :混凝土板底灌浆法在三水市高等级公路的实践与应用分析 ?6l? 混凝土板底灌浆法在三水市 高等级公路的实践与应用分析陈杰（广东省三水市交通局 ）摘要简介三水市在混凝土路面的养护和维修中 ,采用混凝土板底灌浆法提高公路 路基的承栽能力 ,防治混凝土路面病害的实例与做法 ,并对其形成疵理与使用效果进行分 析和探讨 .关键词板底灌浆法路基的承载能力防治病害1 引言自 1992 年底至今 l0 年的时间 ,我市的交通建 设发生了巨大的变化 ,然而 ,随着时间的推移 ,我 市前期建设的 （尤其是八?五期间建设的 ）些交通基础设施项目 ,如高等级公路 ,也逐渐暴 露出因过去受 献礼工程 ,政绩工程 和 大 上快上 等因素影响而造成工程质量差的个案 . 例如我市的