深基坑预应力锚索施工工法

第14页共15页预应力锚索施工工法前言预应力锚索在深深基坑中的应应用日益引起起人们的关注注，它是近年年来发展起来来用于土体开开挖和边坡稳稳定的一种挡挡土结构由于于具有安全有有效经济合理理等优势，在在我国基础工工程项目得以以迅速推广应应用。所谓的的预应力锚索索是锚杆技术术发展的产物物，是通过钻钻孔将钢绞线线或高强钢筋筋锚固于稳定定土体中，并并通过张拉产产生的预应力力达到稳定边边坡土体或加加固限制其变变形的目的，可可用于工业与与民用建筑的的基坑支护中中,并与其他支支护联合使用用均取得良好好效果获得显显著的社会效效益和经济效效益。工法特特点1、适用于各种种场地和地形形，施工作业业面不大，整整个加固结构构轻便，占用用空间小，不不影响土方开开挖和地下室室施工，对施施工场地狭小小放坡困难有有相邻建筑，大大型护坡设备备不能进场时时，具有独特特优越性。2、预应力锚索索即可单独使使用充分利用用岩土自身强强度，从而节节省大量的工工程材料，同同时又可与其其他支护结构构组合使用，改改善受力状态态，具有显著著地经济效益益。3、预应力锚索索柔性大，有有良好的抗震震性和延性，可可以深层加固固，同时能够够主动控制岩岩体变形，调调整土体受力力状态，有利利于岩体稳定定性。适用范围预应力锚索加固固技术已广泛泛应用于建筑筑结构物加固固、边坡治理理、大型地下下洞室及深HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=基坑支护"基基坑支护等工工程。即可用用于永久性加加固，又可用用于施工场地地临时加固工工程，即可单单独使用又可可与其他加固固结构联合使使用。工艺原理预应力锚索由锚锚固段、自由由段和锚头三三部分组成。锚锚固段位于稳稳定土体内起起到提供锚固固力的作用。自自由段是连接接锚固段的部部分，不但起起到传递锚固固力的作用，而而且对锚索锁锁定提供必要要的延伸量。锚锚头是把拉力力施加在腰梁梁或冠梁上，并并对拉力进行行锁定。预应应力锚索在基基坑开挖前（过过程中）预先先施加应力进进行锁定，该该应力通过锚锚索自由段传传递到锚固段段，最后有锚锚固段所在的的稳定土体承承担，由于提提前施加的锚锚拉力，基坑坑开挖时护壁壁桩和其后土土体的位移和和变形有效地地受到限制。1—混凝土封锚锚;2—锚具；3—钢垫板；4—腰梁；5—孔壁;6—自由段经防防腐处理的钢钢绞线；7—隔离支架；；8—对中支架；；9—水泥浆；100—注浆管；111—裸露钢绞线线；12—导向帽；工艺流程施工准备技术准备1、锚索施工必必须清楚施工工地区的土层层分布和各土土层的物理力力学特性，还还需要了解地地下水及其随随时间的变化化情况，以及及地下水中化化学物质的成成分和含量，这这对于确定锚锚索的布置选选择钻孔方法法等十分重要要。2、支护施工图图纸齐全，包包括支护平面面图、剖面图图及总体尺寸寸；挡土的结结构类型、详详细设计图纸纸及设计说明明；标明锚索索位置、尺寸寸（直径、孔孔径、长度）倾倾角和间距。3、编制锚索施施工组织设计计，确定施工工顺序；保证证供水、排水水和动力的需需要；制定机机械进场、正正常使用和保保养得维修制制度；安排好好劳动组织和和施工进度计计划；施工前前应进行技术术交底。4、锚索支护宜宜在排出地下下水的条件下下进行施工，应应采取恰当的的降、排水措措施排出地下下水，以避免免土体处于饱饱和状态并减减轻作用于面面层上的净水水压力。基坑坑四周支护范范围内应预修修整，构筑排排水沟或混凝凝土地面，防防止地表水向向下渗透。靠靠近基坑坡顶顶2～4m的地面应适适当垫高，并并应里高外低低，便于径流流远离边坡。5、现场测试监监控方案，以以及为防止危危及周围建筑筑物、道路地地下设施安全全而采取的措措施及应急方方案；了解支支护坡顶的允允许最大变形形量，对邻近近建筑物、道道路、地下设设施等环境影影响的允许程程度。6、确定基坑开开挖线、轴线线定位点、水水准基点、变变形观测点等等，并在设置置后加以妥善善保护。材料及机具设备备的准备1、主要设备::锚杆钻机、空空压机、高压压泵、低压泵泵、泥浆搅拌拌机、切割机机、电焊机、高高压油泵、张张拉机等。2、主要材料::钻头、钻具具、电气焊、钢钢绞线、锚板板与夹片、锚锚具、隔离支支架、对中支支架等特殊配配套工具。3、材料要求::制作锚索的材料料主要有不同同规格的钢绞绞线和高强钢钢丝。选取锚锚索用材料时时应考虑材料料的特点、锚锚固力大小、锚锚索长度和施施工场地等因因素。锚索材材料应按设计计要求选取符符合有关标准准的合格产品品，当使用非非国家标准的的材料时，应应对材料的性性能进行充分分论证，并出出具相应的技技术鉴定材料料。使用的锚索材料料必须有出厂厂质量证明书书和标牌外，还还应对其性能能进行抽样检检验，包括外外观和力学性性能两方面。水泥用强度等级级为42.5的普通硅酸酸盐水泥，并并有出场合格格证；水用pH值小于4的水；所用用的化学添加加剂必须有出出场合格证。操作要点边坡修整边坡开挖必须按按设计要求分分层分级开挖挖,严格做到开开挖一级支护护一级,上一级未支支护完,不得开挖下下一级,避免边坡暴暴露时间过长长,造成新的危危害。对具有有特殊变形迹迹象的边坡开开挖,可采用分段段跳挖或两侧侧向中间推进进开挖的方式式并同步进行行支挡。在开开挖过程中要要根据钻机特特点确定土方方开挖深度和和开挖工作面面，一般挖土土至预应力锚锚索标高以下下500mm，留出的工工作面宽度不不小于7m。每层土体开挖后后的桩面配置置Φ6.5@2250mm的双向钢筋筋网，并喷涂涂混凝喷，在在涂过程中要要保证预应力力锚索所在位位置的混凝土土面平整坚固固，并满足局局部抗压要求求。该过程应应在土方开挖挖后随即进行行，防止桩间间土坍塌。孔位放线按照设计要求采采用拉线尺量量，结合水准准仪测量放线线。并用油漆漆标记确定，确确定锚孔位置置。孔位坐标标误差不得大大于100mm。具体位置置详见下图造孔搭设钢管脚手架架，脚手架的的平台位置与与钻孔位置对对应，钢管脚脚手架的横杆杆与纵杆之间间利用斜杆加加固，然后铺铺设厚木板形形成钻机操作作平台。要求求脚手架在平平台和坡面上上的受力点打打入地层不小小于20cm，同时所有有的扣件牢固固连接。造孔的孔深、孔孔径均不得小小于设计值，钻钻孔的倾角、方方位角应符合合设计要求。其其允许误差值值如下：（l）有效孔深深的超深不得得大于20ccm；（2）机械式锚锚固段的超径径不得大于孔孔径的3％，最大不不得大于5mmm；（3）孔斜误差差不得大于33％；凡有特特殊要求时其其孔斜误差不不宜大于0．8％；（4）孔径不得得小于设计孔孔径的10mm；钻机严格按照设设计孔位倾角角和方位角准准确就位，并并用测角工具具控制角度，当当钻进200mm～300mm后应校正角角度，钻机在在钻孔过程中中应做到“正、平、稳稳、固”，钻进过程程中钻机的推推力和扭矩要要适当以便在在出现卡钻是是能够有足够够的力量进行行处理。钻孔孔后要反复提提插孔内钻杆杆，并用水冲冲洗直至出清清水，再接下下一节钻杆，为为了使锚固端端发挥最大的的锚固作用，孔孔壁不得塌陷陷和松动，否否则会影响拉拉杆的安放和和锚索的承载载力。当土层层易坍塌时，应应加快成孔速速度，必要时时下套管护壁壁。钻孔过程中既要要注意地下隐隐蔽物安全，又又要防止钻进进过程中钻到到地下电缆等等物的不安全全因素，当发发现锚孔地层层出现异常情情况要及时向向上汇报，经经分析查明后后方可继续。钻孔必须采用清清水，不能采采用泥浆及浑浑浊泥水清孔孔，否则因泥泥浆附着于钻钻孔孔壁起隔隔离作用，使使水泥浆无法法渗入周围土土体中，使水水泥浆与孔壁壁间的摩擦力力减小。锚索制作安装钢绞线下料长度度计算公式：：L=a+b+ccL—钢绞线下料料长度,mm;a—钢绞线设计计长度,mm;b—外锚头厚度度，mm；c—锚具长度（垫垫板、千斤顶顶），mm；下料时钢绞线的的切割应采用用砂轮切割机机，禁止用电电焊或气割，以以免钢绞线头头松散及钢绞绞线受热损伤伤而降低抗拉拉强度。为保证钢绞线在在孔中处于居居中位置，防防止自由段产产生过大的挠挠度和插入钻钻孔时不搅动动孔壁并保证证钢绞线有足足够的保护层层，应沿HYPERLINK"mailto:沿钢绞线@1.5m"沿钢钢绞线@1.5mm"沿钢绞线线间距1.5m套上上隔离支架和和对中支架，并并用铅丝绑扎扎牢固，在绑绑扎过程中钢钢绞线要顺直直，不要歪扭扭，更不要出出现相互交错错的现象。注注浆管居中放放置前端距锚锚索端头500mm，并在注浆浆管前端开设设两对注浆孔孔。钢绞线前前端套上导向向帽，并导向向帽牢固的固固定在钢绞线线上。锚索自自由段涂防锈锈漆两道并用用塑料波纹管管包裹，两端端用胶带密封封防止时水泥泥浆液渗入自自由段的塑料料波纹管内。要要求组装的锚锚索整体性好好，每根钢绞绞线上无伤痕痕，搬运过程程中不走形错错位，注浆管管畅通，锚固固段钢绞线无无油污。最后后在锚索上编编号以便对号号入孔。锚索主要配件示示意图a)导向帽；bb）隔离支架架；c）对中支架架锚束制作所采用用的隔离架、支支撑环装置及及绑扎方式均均不得妨碍张张拉与灌浆的的施工操作。对对中支架必须须保证钢绞线线处于居中位位置，钢绞线线四周应有足足够的水泥浆浆保护层厚度度，从而提高高锚固力。锚索安装应在钻钻孔验收合格格后立即进行行，安装时应应采用人工通通过架体送入入孔中完成，注注浆管随锚索索绑在一起同同时放入孔内内，放置时要要求操作人员员均匀用力并并按设计的倾倾角和方位角角平顺推进，严严禁抖动、扭扭转和串动防防止中途散束束和卡阻。在在锚索推进预预定深度后，检检查注浆管是是否畅通。灌浆灌浆的关键是如如何将孔底的的空气、泥浆浆排出孔外，保保证灌浆饱满满密实。注浆水泥应有出出场材质证明明书，应严格格按规定计量量拌合均匀，水水泥浆水灰比比宜采用0.45--0.50的纯水泥浆浆。随伴随用用，搅拌时间间应≥3min，确保搅拌拌均匀并经8×8mm筛网过滤方方可使用。锚索注浆分为常常压注浆和高高压注浆两个个步骤，注浆浆体强度不低低于25Mpa。锚索放入入孔后半小时时内应进行一一次常压注浆浆，从孔底向向上直至孔口口溢浆为止，待待浆面下降至至一定位置后后进行补浆，以以保证注浆饱饱满；二次高高压注浆在一一次常压注浆浆强度达到5.0Mppa后进行，且且二次注浆浆浆液冒出孔口口方可停止注注浆，注浆压压力控制在2.5—5.0Mppa，并在施工工中严格记录录水泥用量。注注浆完成后，自自然养护不少少于7天，在浆体体硬化前，不不能承受外力力或有外力引引起的锚杆移移动。若注浆量超过理理论注浆量的的3倍且压力较较小时，应及及时查明附近近是否有地下下工程。在注注浆过程中还还应防止注浆浆压力过大造造成边坡发生生破坏，所以以在注浆前必必须进行有关关的稳定验算算和现场调查查。为给锚索张拉提提供依据，注注浆时应对预预应力锚索的的浆液取样做做抗压试验，并并要求锚索张张拉时混凝土土强度不得低低于设计强度度的80％。锚具安装锚垫板采用3000×3000×20钢板，腰梁梁采用20a#工字钢，腰腰梁与桩间用用细石混凝土土填充密实。安安装应保证锚锚具面与钢绞绞线受力方向向垂直。张拉锁定预应力张拉前应应对张拉设备备、压力表、千千斤顶等进行行标定，张拉拉机具操作人人员应定人定定位持证上岗岗。锚索承压垫板应应平整，锚具具安装应与锚锚垫板和千斤斤顶密贴对中中，千斤顶轴轴线与锚孔及及钢绞线同轴轴线，确保受受力均匀。锚索张拉宜在锚锚固体强度大大于20Mpa并达到设计计强度的80％后进行，预预应力锚索张张拉时应分段段分区进行，防防止临近锚索索相互影响，应应采用“隔二拉一”或“隔一拉一”的方式进行行。张拉开始应取110％－20％的设计张张拉荷载对锚锚索张拉1－2次，使钢绞绞线拉紧各部部位接触紧密密，再进行整索索张拉。分级加载和整索索加载程序在补充差异荷载载后分五级按按有关规范规规定施加，即即荷载的25％、50％、75％、100％和110％。最后荷荷载张拉时应应维持10min。预应力卸卸载后48h内，若发现现预应力损失失大于锚杆设设计值的10％时，应进进行补偿张拉拉。张拉加载及卸载载应缓慢平稳稳。张拉过程程中应采用双双重控制，以以压力表读数数为主，伸长长值为辅进行行复核，当锚锚索张拉实测测伸长值与理理论计算伸长长值偏差超出出10％或小于－5％时，应停停机检查，待待查明原因并并采取措施后后方可恢复张张拉。张拉过程中如遇遇预应力钢绞绞线断裂，夹夹片出现可视视裂纹，千斤斤顶严重漏油油，油泵压力力表反应异常常等情况，应应停机检查处处理。张拉过程中发现现有以下几种情况况容易造成张张拉失败，进进而导致锚索索失效。第一种破坏形形式是注浆体体与地层界面面间发生破坏坏，这是因为为一是注浆压压力难以达到到要求，浆液液扩散范围过过小；二是成成孔孔壁粗糙糙程度难以足足够的粘结力力；三是下锚锚后注浆不及及时造成孔内内可能发生坍坍孔，影响了了注浆的质量量。第二种破破坏形式表现现为沿锚索体体与注浆体界界面破坏，从从施工记录及及破坏情况分分析来看，原原因一是因为为无粘结钢绞绞线外包塑皮皮破坏，二是是因为注浆浆浆液发生分层层现象。第三三种问题是以以设计承载力力难以锁定锚锚索，锚头位位移过大；这这种情况主要要发生在锚垫垫墩坐落于土土石交错地段段，还有一种种原因分析后后认为主要是是因为锚固段段埋入稳定地地层中的深度度不足所引起起。封锚预应力锚索为受受力构件，外外锚头一旦失失效就会前功功尽弃，故对对外锚头要加加以保护，防防止产生锈蚀蚀。一般情况况下采用C20细石混凝土土将外锚头（含含钢垫板）保保护起来。其其作法如下：：用手提式切切割机把外露露钢绞线切掉掉，留长为5500mm，然然后支模，保保护层厚度≥≥4㎝，最后浇浇注混凝土。锚索剖面图锚索施工时应注注意的问题1、由于地质原原因，有时预预定的设计孔孔位次造孔成成功，需要调调整孔位。出出现这种情况况时，要把废废孔用砂浆注注满，再另行行开孔，调整整的角度在±2°以内。2、钢绞线在组组装前和组装装后都不要有有伤痕，特别别要防止电焊焊烧伤和硬物物击打。3、注浆管进入入后，前端被被泥土或岩粉粉堵塞，可用用压缩空气或或高压水冲管管，直到畅通通为止。经过过处理仍然不不通，可拔出出注浆管在原原位另送注浆浆管，如果送送不进去，只只有有拔出锚锚索，重新用用钻机洗孔，再再送入锚索。4、在滑动边坡坡上施工锚索索，先施工的的锚索将首先先承受因边坡坡滑动产生的的张力，当张张力超过锚索索的断裂强度度时，有的钢钢绞线可能断断裂，锚具中中的卡片飞出出，断裂点通通常在卡片附附近。如果此此时多余的钢钢绞线尚未切切除，可将断断裂锚索处的的锚垫板下面面的岩土挖除除，把锚索切切断，重新从从锚环中穿入入短钢绞线锚锚索，用钢绞绞线对接器把把钢绞线接好好，然后再单单根张拉，最最后把锚垫板板挖空处用片片石填满，并并向片石中注注浆。5、在施工过程程中要保护好好已送入的锚锚索外露端，钢钢绞线不能被被机械碾压，产产生变型或破破损。试验与监测预应力锚索试验验包括材料试试验，锚索受受力性能试验验及验收试验验。材料试验分钢绞绞线力学性能能试验、锚具具硬度检查。锚索受力性能试试验的条件，所所用的锚索、张张拉机具及施施工工艺必须须与实际工程程相同，张拉拉力值应以测测力计读书为为准。验收试验按设计计要求随机抽抽样进行，其其抽样数一般般为5％，但不得得小于3束验收合格格标准应由设设计确定。各项试验应提出出实验报告，实实验报告的主主要内容包括括：试验方法法、数量使用用的材料、设设备、仪器、加加载过程、伸伸长值量测，实实验结果整理理分析，并作作出试验结论论。施工期间监测工工作必须与预预应力锚索张张拉同步进行行，及时整理理资料，迅速速反馈信息，进进行动态设计计，调整施工工工艺。按照规范规定对对基坑、周边边建筑物、道道路管线的沉沉降位移进行行检测，在基基坑四周设置置水平位移及及沉降观测点点，基坑监测测必须由专人人对监测结果果及时进行反反馈，发现异异常情况及时时通知相关人人员，并作研研究处理。质量要求1、钻孔的孔位位、孔深、倾倾斜度应按设设计要求进行行严格控制，保保证孔位达到到设计和规范范要求。2、严格执行“三检”制，作好班班组自检，必必须作好各工工序的施工记记录，施工中中上道工序不不合格或未经经监理工程师师验收签证的的预应力锚索索阶段产品，不不得进入下一一道工序施工工。3、认真做好施施工记录，各各道工序施工工人员必须经经培训并经考考核合格后方方可上岗作业业，严禁违章章操作。4、工具锚夹片片与工作锚夹夹片两者不可可混用，工具具锚夹片使用用一般不宜超超过10次。工作锚锚板、限位板板和工具锚板板之间的钢绞绞线一定要保保持顺直，不不能相互扭结结，以保证张张拉的顺利进进行。5、锚索入孔时时索体的弯曲曲半径必须大大于5m。6、自由段内预预应力筋宜采采用带塑料HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=套管"套套管的双重防防腐，塑料套管材材料应具有足足够的强度，保保证其在加工工和安装过程程中不致损坏坏，具