渝怀铁路预应力锚索桩施工技术总结顺层路堑

预应力锚索桩在渝怀铁路上的应用渝怀铁路是西部大开发十大重点工程之一，也是铁道部“决战西南”的战略决策。是开辟川、渝地区连接华东、中南和东南沿海的又一新通道，它的建成，将缩短西北、西南地区特别是川、渝地区与东南沿海的运输距离，可缓解川、渝铁路紧张状况，对促进沿线地区的社会经济发展，具有十分重要的作用。工程概述渝怀铁路西起重庆直辖市，东至湖南省的怀化市。在重庆枢纽襄渝铁路团结村站引出，线路在井口跨越嘉陵江，沿长江北岸而下至长寿县，跨长江沿南岸向东至涪陵，一跨乌江，沿乌江右岸逆流而上至武隆县，线路继续沿乌江右岸而上，穿越板桃隧道在黄草二跨乌江，在下场口三跨乌江至彭水县，线路沿乌江支流郁江逆流而上翻越郁江与阿蓬江分水岭到达黔江，线路沿阿蓬江左岸而下，穿越乌江与沅江水系的分水岭到达酉阳县，线路沿319国道两侧向东到达秀山县，线路沿梅江而上到达贵州省的松桃县、江口县，线路沿小江河左岸而下至铜仁市，线路自铜仁出站后两跨沅江支流锦江后进入湖南省麻阳县的锦和镇，三跨锦江后进入本线的终点站怀化站，铁路全长624.5Km，工程浩大。工程地质铁路沿线地势起伏大，地形复杂多变，鱼嘴至涪陵为丘陵河谷区，涪陵至白马为低山河谷区。白马至龙潭为乌江峡谷区及武陵山谷区，该段山高坡陡，峡谷深切、山岭连绵、峰峦叠嶂，岩溶发育，基岩大都裸露。龙潭至怀化为丘谷地区及低山谷地区，该段地势相对平坦开阔，自然横坡15～35°，相对高差100～500m，地表除少量荒坡外，大多开僻为耕地。沿线地质构造复杂，褶皱及断层发育，地势陡峻，线路穿越大娄山和武陵山的深沟峡谷，急流险滩，悬崖峭壁、山岭连绵、道路崎岖，不良地质地段分布很广，主要有顺层、滑坡、岩堆、危石、落石、岩溶、泥石流、水库坍岸等，特殊土有软土和膨胀土。沿线属亚热带湿润季风气候。重庆市辖区各地冬暖夏热，湿度大。湘西、黔东境内四季分明，冬寒期短。年平均降雨量为1073～1424㎜，5～8月为全年降雨量的40%，降雨量集中，自然灾害有时发生。3.顺层路堑分布广渝怀铁路沿线顺层地段较多，分布范围广，顺层路堑有193处，共长约23Km，如果处理不当可出现顺层滑坡。3.1顺层路堑边坡根据岩性组合可分为以下几种类型3.1.1软质岩顺层，主要位于鱼嘴至涪陵段，以侏罗纪泥岩夹砂岩为主；3.1.2硬质岩夹软质岩顺层，主要位于涪陵至彭水段，冯家坝至甘家坝段，以三叠系灰岩、白云岩夹泥岩为主；3.1.3硬质岩顺层，主要位于彭水至郁山、长潭沟至龙潭段，以寒武纪灰岩、白云岩为主。3.2顺层路堑边坡处理原则3.2.1当岩层走向与线路夹角大于42°时，原则上不考虑顺层影响，按一般路堑设计；当硬质岩无软弱夹层，岩层倾角小于20°时，也不考虑顺层影响，按一般路堑设计。3.2.2当岩层倾角大于35°时，原则上采用顺层清方。3.2.3当岩层倾角在10～35°之间，顺层清方量很大时，视层间软弱夹层情况，设置抗滑桩、锚索桩、锚索及大锚杆、小锚杆等抗滑措施进行处理。本文将详细介绍采用锚索桩处理顺层路堑的设计、施工和检测的施工过程。4.预应力锚索发展概况预应力锚索技术是20世纪80年代以来广泛应用于岩土工程的一项新技术。我国铁路在上世纪80年代后期才对预预应力锚索技术进行研究与应用，用于整治滑坡和边坡加固，进入90年代后，预应力锚索理论研究的不断深入，国内预应力锚索材料及施工机械的不断发展和价格的降低，大大的促进了该技术的应用。在南昆、内昆新建铁路和株六复线铁路上推广应用，效果很好并取得了丰硕的成果。因此在渝怀铁路线上在处理顺层滑坡工点广泛应用，计不完全统计采用锚索加固的工点36处，其中采用预应力锚索桩加固的工点26处，预应力锚索共计738根，预应力锚索加固边坡10处，预应力锚索共1032根。5.预应力锚索的特点和构造特征预应力锚索是通过对锚索施加张拉力以加固岩（土）体使其达到稳定状态或改善内部应力状况的支挡结构。锚索是一种主要承受拉力的杆状构件，它是通过钻孔及注浆体将钢绞线固定于深层稳定地层中，在被加固体表面对钢绞线张拉产生预应力，从而达到使被加固体稳定和限制其变形的目的。5.1预应力锚索的特点预应力锚固技术最大的特点是能够充分利用岩（土）体自身的强度和自承能力，大大减轻结构自重，节省工程材料，是高效和经济的加固技术。预应力锚索与圬工类结构比较有以下特点。5.1.1具有一定的柔性：锚索是一种细长拉杆状构件，柔度较大，具有柔性可调的特点，用于加固岩（土）体时能与岩（土）体共同作用，充分发挥两者的能力。5.1.2可进行深层加固：预应力锚索的长度，可根据加固工程的需要确定，其加固深度可达数十米。5.1.3主动加固性强：通过对锚索施加预应力，能够主动控制岩（土）体变形，可调整岩（土）体的应力状态，有利于岩（土）体的稳定性。预应力锚索结构是在岩（土）体及被加固建筑物产生变形之前就发挥作用，与挡土墙、抗滑桩等支挡结构在岩（土）体变形后发挥作用的被动受力状态有着本质的差别。5.1.4加固补强应用范围广：预应力锚索既可对有缺陷或存在病害的既有建筑物、支挡结构进行加固补强，又可在新建工程中显示其独特的功能，具有应用范围广的特点。5.1.5施工速度快且灵活：预应力锚索施工可采用机械化作业，具有工艺灵巧、施工进度快、工期短、施工较为安全等特点，用于应急抢险更具有独特的优势。5.1.6经济合理：预应力锚索既可单独使用，充分利用岩（土）体自身强度，从而可节省大量工程材料，同时也可以与其他结构物组合使用（如锚索桩板墙、预应力锚索桩等），改善其受力状态，可节省大量圬工，如果用于边坡加固可节省大量土石方工程，且有显著经济效益。5.2有关锚索的定义地基能够传递张拉力功能的锚固结构整体称为锚索结构。主要由锚头、锚固段、张拉段组成。5.2.1锚固段长度：是指对被锚固体能够传递张拉根基所需要的长度，通常称设计内锚固段长度，包括安全系数在内有时又称锚固体内锚固长度、或有效长度。5.2.2锚索体自由段长度：是指对地基不产生反力作用的长度部分，一般指外锚头与内锚固段之间的长度。5.2.3极限锚固力：是指锚固最终达到破坏的锚固荷载，它是极限拉拔力与极限张拉力中最小者。5.2.4极限拉拔力：是指使锚固破坏时所需要的力，主要因地基条件不同而不同。5.2.5极限张拉力：除地基条件外，主要由钢材破坏引起锚固破坏的力。5.2.6屈服锚固力：锚固出现屈服状态时的荷载，根据锚固荷载与变形关系来确定，一般是屈服拉拔力与屈服张拉力中最小者。5.2.7容许锚固力：极限锚固力或屈服锚固力除以安全系数，所得到的值，是容许拉拔力或容许张拉力中最小者。5.2.8容许拉拔力：极限拉拔力或屈服张拉力除以安全系数，所得到的值。5.2.9设计锚固力：是指进行设计时希望得到的锚固力，他是各种设计条件的组成，有时是极限与容许、张拉与拉拔等力的结合。5.2.10张拉力：对锚索体施加张拉作用，其作用力称张拉力，分为初始张拉力和有效张拉力。5.2.11初始张拉力：是指锚固体上的张拉应力。对于永久性锚索施加的拉力锁定值应不小于设计锚固力。它包括加力后的预应力损失，混凝土蠕变和干燥收缩、岩（土）体变形、夹片调整变化等而损失的各种张拉力，所施加的张拉力应满足表1的规定锚固钢材容许荷载表1项目永久性锚固临时性锚固设计荷载作用时时Pa≤0.6Pu或00.75PPyPa≤0.65Pu或或0.8PPy张拉预应力时Pa≤0.7Pu或00.85PPyPa≤0.7Pu或00.85PPy预应力锁定时Pa≤0.8Pu或00.9PyyPa≤0.8Pu或00.9Pyy注：Pu—为极限张拉荷载（KN）Py—为屈服荷载（KN）Pa——容许锚固力（KN）5.2.12有效张拉力：是指初始张拉力作用于被锚固体上的持续张拉力，它是由建筑物临时荷载条件和建筑物容许变形量等决定的。5.3锚索构造目前岩土工程中使用的锚索类型较多，按锚固施工方法分为注浆型锚固、胀壳式锚固、扩孔型锚固及综合型锚固等；按锚固段结构受力状态分为拉力型、压力型及荷载分散型锚索。目前广泛应用的锚索类型为注浆拉力型及注浆压力分散型两种锚索。预应力锚索主要由锚固段、自由段和锚固头三部分构成，锚固头由外锚结构物（垫墩）、钢垫板和锚具组成，如图（一）、图（二）所示。5.3.1锚固段锚固段为锚索伸入滑动面以下（以内）稳定岩（土）体内的段落，是锚索结构的稳定处，通过锚固体周围地层的抗剪强度承受锚索所传递的拉力。锚固段通过灌浆形成同心状结构，锚索居中，周围为砂浆裹护。通过砂浆锚索与孔壁结成整体，而使孔周围稳固岩（土）体成为承受预应力的载体。一般情况下，为防止钢绞线锈蚀，要求水泥浆或水泥砂浆保护层厚度不小于20㎝，为使锚索居中定位，应在锚固段中1～2m设置一圈弹性定位架，以确保水泥砂浆体保护层的厚度。5.3.2自由段自由段是传力部分，为锚索穿过被加固岩（土）体的段落，其下端为锚固段，上端为锚固头。自由段中的每根钢绞线均被塑料波纹管所套护，为无粘结钢绞线，灌浆只使护套与孔壁连结，而钢绞线可在套管内自由伸缩，可将张拉段施加的预应力传递到锚固段，并将锚固段的反力传递回锚固头。5.3.3锚固头锚固头是将锚索固定于外锚结构装置上的锁定部分，也是施加预应力的张拉部件。锚固头由部分钢绞线，承压钢垫板、锚具及夹片组成（图二），其中钢绞线是自由段的延伸部分，为承力、传力、张拉力的部件。待锚索最终锁定后，采用混凝土封闭防护，混凝土覆盖层厚度不小于25㎝。6.锚固工程设计锚固技术是在稳定的地基地层中形成锚固体，通过锚固承受外部结构物所产生的拉力，以及被加固的边坡形成的土压力，滑坡推力等，因此为结构物或加固工程所提供有效的支撑能力，从而达到工程的整体稳定。详见预应力锚索桩断面图（三）。6.1锚固设计应满足的条件6.1.1锚固结构物的安全承载能力应该满足施加于建筑物上的锚固力，或施加于锚索上的预应力的张拉力。6.1.2锚固结构物在外荷载长期作用下，不能产生有害的变形，以避免变形对锚固结构物产生次应力，使主应力加次应力超过锚固结构的强度，对于锚索来说即超过锚固体的强度或锚索的张拉强度。6.1.3为了确保锚固工程的承载能力，确认锚固设计的可靠性，一般需要进行现场试验，对于预应力锚索要进行超过承载能力的预应力张拉，一般超张拉可加荷载至设计承载力的120%，对于重要工程，可设置测力元件，观测锚固工程的受力状态和预加应力的变化。6.2锚索桩间结构类型过去为确保边坡的稳定一是采用放缓边坡增大土石方工程的做法。由于新开挖边坡暴露面较大，植被或环境破坏也很大。二是采用支挡工程减少边坡的暴露面，一般采用重力式挡土墙工程量较大，同时受挡土墙基底承载力的控制。三是采用桩板墙工程，当桩身高度较大时，其弯矩较大，桩身截面亦大，其工程规模则较大。桩顶位移受桩的挠曲和桩基嵌固条件控制一般情况桩顶变位较大，对要求桩顶变位较小的工程，桩板结构难于达到，因此形成了桩锚结合的结构形式或锚固复合结构物，在渝怀铁路上采用以下五种预应力锚索桩复合结构加固路堑边坡。详见图（四）6.2.1预应力锚索桩间墙（Ⅰ）：两锚索桩间采用重力式路堑挡土墙支护的复合结构，挡土墙高度H≤15m，挡土墙墙身断面尺寸是根据基底承载力确定。6.2.2预应力锚索桩板墙（Ⅱ）：即两锚索桩间采用现浇钢筋混凝土挡土板。有三种板型（甲型板、乙型板、丙型板），挡土板为矩形板，采用C20钢筋混凝土现场浇注，板高均采用50㎝。挡土板具体尺寸，本文不详细介绍。施工时参照设计文件。6.2.3预应力锚索桩间喷锚结构（Ⅲ）：即两锚索桩间岩层较完整的边破采用设置锚杆挂钢（铁）网喷射C15或C20混凝土加固。6.2.4预应力锚索桩间挡墙与挡土板结构（Ⅳ）：即两桩间下部即路肩以上（挡土墙路肩以下埋置不少于1m）设置重力式挡土墙，墙顶设置锚杆挂网喷射混凝土的复合结构加固边坡。6.2.5预应力锚索间桩挡土墙与挡土板结构（Ⅴ）：即在两桩间的下部设重力式挡土墙，上部设钢筋混凝土挡土板的复合结构加固边破。6.3设计锚固离的计算根据设计荷载在锚索结构物上的分配，通过计算确定锚索设计锚固力。针对不同的外锚结构形式采用不同的计算方法。预应力锚索用于滑坡加固时，一般通过边坡稳定性分析的方法来确定锚固力，计算公式如下：FFSin（α±β）+cos（α±β）Pt=…………（1）式中：F—滑坡下滑力（KN），可采用极限平衡法或传递系数法计算；Pt—设计锚固力（KN）φ—滑动面内摩擦角（°）α—锚索与滑动面相交处滑动面倾角（°）β—锚索与水平面的夹角（锚固角），以下倾为宜，不宜大于45°，一般为15°～30°；公式（1）中锚索下倾时取“+”，上仰时取“-”公式不仅考虑了锚索沿滑动面产生的抗滑力，还考虑了锚索在滑动面产生的法向阻力。6.4锚固体锚固段长度Lsa的确定锚固体的长度取决于受锚拉力的大小，锚固地层条件，钢绞线与水泥砂浆的结合强度，水泥砂浆与锚孔壁岩（土）体的结合强度，钢绞线与水泥砂浆的结合强度大，锚索在浆体中的锚固长度较小，因此锚固段长度一般情况受锚固与锚孔壁岩（土）体结合的控制，锚固段长度计算公式如下：FsFs·ptл·ds·τuLsa=…………（2）式中：ds—张拉钢材外表直径（束筋外直径）（m）τu—锚索张拉钢材与水泥砂浆极限粘结应力，按砂浆标准抗压强度的10%取值（Kpa）Pt—设计锚固力（KN）Fs—为锚固体抗拔安全系数锚索的锚固段长度通常在5～10m之间选取，但必须将其设置在稳定的岩（土）体之中。6.5锚固角（β）的确定预应力锚索与水平面的夹角称为锚固角。锚索设置方向以水平线向下倾为宜。通过实践证明，按单位长度锚索提供抗滑增量最大时的锚索下倾角为最优锚固角。2A-12（A+1）2A-12（A+1）45°A+1β=+·φ－а……（3）式中：A—锚索的锚固长度与自由段长度之比6.6每根锚索中钢绞线根数n的确定根据锚索设计锚固力Pt和选用的钢绞线强度，可计算每孔锚索钢绞线的根数nFsFs·PtPun=………………（4）式中：Pu—锚固钢材极限张拉荷载（KN）6.7安全系数Fs的确定在进行锚固设计时，由于存在许多不确定因素，如地质条件，锚固材料，施工方法等均会对锚固体的承载力产生较大的影响，因此设计时应考虑一定的安全储备。在确定安全系数时，一般将锚索划分为永久性锚固与临时性锚固两类，分别确定，表2给出了锚固设计时不同情况下的安全系数。锚固设计安全系数表2类型钢绞线（Fs）注浆体与锚孔壁壁界面（Fs）注浆体与钢绞线线（Fs）普通地层高腐蚀地层普通地层高腐蚀地层普通地层高腐蚀地层临时性锚固1.51.71.52.01.52.0永久性锚固1.72.02.53.02.53.06.8锚索间距（a）的确定锚索的平面、立面布置以工程需要来确定，锚索间距应以所设计的锚固力能对岩（土）体提供最大的张拉力为标准。预应力锚索是群锚机制，锚索的间距不宜过大。但锚索间距太小时，受群锚效应影响，单根锚索承载力降低，故间距不能太小，根据通常设计和张拉实验观察，锚索间距宜大于1.5m或5倍孔径。设计时还应考虑施工偏差而造成锚索的相互影响。因此规定锚索间距宜采用3～6m，最小不应小于1.5m。6.9锚索体直径的确定锚索直径应考虑设计锚固力、岩（土）体形状、锚固类型、张拉材料、锚索类型，钢绞线防腐保护层厚度，锚索制作不同、其断面尺寸也不同，钻孔直径是未了满足施工和锚索锚固性能的需要，直径过小会造成施工困难或影响锚索性能，过大则会造成浪费，因此应严格按照设计要求进行钻孔。一般锚索钻孔直径在80～150㎜之间选取。7.预应力锚索及桩间结构设计参数7.1预应力锚锚索设计锚锚固段长度度为8～10m7.2自由段长长度大于3m7.3外露张拉拉段长度为为1.5～2.0mm.7.4锚索与水水平面夹角角为15°～30°7.5锚索采用用高强度、低低松弛φ15.2㎜钢绞线线（由7根钢丝构构成一束钢钢绞线）制制作而成，钢钢绞线抗拉拉强度不小小于18600Mpa。渝怀线线采用每单单孔锚索选选用4束、6束和8束三种结结构形式。详详见图七（a、b、c）7.6锚索钻孔孔直径为100～150㎜，单孔4束钢绞线线钻孔直径径为100～115㎜，单孔6束钢绞线线钻孔直径径为115～130㎜，单孔8束钢绞线线钻孔直径为130～150㎜。7.7锚索桩间间距为5～7m，桩截面面尺寸为（1.5××1.755）m、（1.5××2.0）m、（1.5××2.0）m、（1.5××2.5）m、（1.755×2.775）m、（1.755×3.00）m、（2.0××3.0）m、七种断断面形式，锚锚索排距4～6m，锚索桩桩长16～25m113种长度。7.8锚索孔内内灌注为M35水泥砂浆浆，采用孔孔底注浆法法灌注，灌灌浆压力为为0.6～0.8MMpa。7.9锚索桩间间锚杆挂铁铁丝网，锚锚杆长度为为2.0～6m，锚杆纵纵横向间距距1.2～2.0m锚杆采用φ25mm螺纹钢制制作，灌注注M30水泥砂浆浆，注浆压压力宜为0.2MMpa，锚杆与与水平面夹夹角5～15°。7.10锚索桩桩间重力式式挡土墙采采用壹线2032设计，墙墙高H=2～15m，挡土墙墙基础埋置置深度不小小于1.0m，墙身采采用M7.5水泥砂浆浆砌片石。8.锚索桩的施工根据渝怀铁路锚锚索桩，设设计的要求求，为确保保路堑边坡坡的稳定，锚锚索桩施工工必须采用用间隔开挖挖进行施工工。8.1锚索桩施施工工艺流流程图（五五）清理平整场地桩位放样施工机具就位选择混凝土配合比C15钢筋混凝土锁口开挖土方小炮开挖石方混凝土护壁清理平整场地桩位放样施工机具就位选择混凝土配合比C15钢筋混凝土锁口开挖土方小炮开挖石方混凝土护壁爆破后通风开挖至设计高程检查桩中心位置合格清孔绑扎钢筋笼灌注桩身混凝土结束制作混凝土检查试件开挖井口部分锚索桩施工工艺流程图（五）如路堑加固工点点是滑坡地地段，应安安排在旱季季施工应采采取措施作作好临时排排水工作。防防止地表水水和施工用用水流入施施工场地范范围之内。8.2.1开工工前首先必必须熟悉设设计文件和和设计规范范的规定，根根据设计文文件绘制施施工图（平平面、纵、横横断面布置置图、钢筋筋布置图），编编制单项工工程施工组组织设计（或或施工方案案）或作业业指导书。8.2.2原材材料的选用用锚索桩所需要原原材料，（砂砂，碎石、水水泥、钢材材）进场前需确定原原材料的种种类、品质质等，所购购原材料应应有质量试试验报告和和出厂合格格证，并将将采购或业业主供应的的原材料取取样送至工工程试验室室检验合格格，并根据据锚索桩混混凝土的设设计强度C20设计几个个理论配合合比，从中中选择一个个最佳配合合比，报送送现场监理理工程师确确认签字后后方可使用用，混凝土土使用中粗粗砂中的含含泥量应小小于3%。8.2.3锚索索桩桩位放放线在施工前应根据据设计图（平平、纵、横横断面图）确确定建筑物物的控制轴轴线，并将将锚索桩的的设计位置置放到作业业面（地面面）上，施施放的桩位位应明显，并并准确放出出桩孔开挖挖线，桩位位差应小于于10㎜。8.2.4桩孔孔开挖桩孔开挖前，整整平孔口地地面，设置置地表截、排排水沟及防防渗设施，搭搭设起吊架架，安装卷卷扬机。雨雨季施工时时，孔口应应搭雨棚。采采用人工开开挖卷扬机机起吊出碴碴，至弃土土场。井口口开挖后按按设计要求求做好锁口口，孔口以以下应分节节开挖，每每节高度0.6～2.0m，挖一节节立即支护护一节。围围岩较松软软、破碎或或有水时，分分节不宜过过长，不得得在土石分分界处分节节。锁口以以下每开挖挖一节必须须按设计灌灌注混凝土土护壁，护护壁混凝土土应紧贴围围岩，灌注注前应清除除井壁上松松动石块，浮浮土。开挖挖下一节应应在上一节节护壁混凝凝土终凝后后进行。护护壁混凝土土模板的支支撑可于灌灌注后24小时拆除除。在围岩岩松软、破破碎和滑动动面的节段段，应在护护壁内顺滑滑动方向采采用临时支支护及时进进行加固，为为确保施工工安全，井井下施工人人员应加强强观察。桩井围岩采用浅浅眼爆破法法开挖时，要要严格控制制用药量。桩桩井较深时时，禁止采采用导火索索和导爆索索起爆，当当孔深超过过8m时，应经经常通风，爆爆破后应加加强通风，当当围岩与设设计不符时时，应及时时通知设计计单位进行行变更设计计。在挖孔孔过程中必必须作好记记录，详见见附件1（挖孔桩桩记录）。8.2.5清孔孔当桩底开挖至设设计高程后后，对桩孔孔中心位置置、桩底高高程、桩孔孔垂直度、桩桩孔断面尺尺寸允许偏偏差进行全全面检查，其其检查项目目、允许偏偏差及检验验方法详见见表3。自检合合格后，填填写“挖孔桩检检查证”（铁程检-26B）附件1：挖孔桩桩桩位检查查表、附件件2：挖孔桩桩成孔检查查表，报请请驻地监理理工程师到到现场检查查合格签字字确认后。立立即进行清清孔，清除除浮土、危危石、孔底底松碴，符符合设计要要求时方可可进入下一一工序。挖孔桩中心位置置、断面尺尺寸、孔底底高程、桩桩孔垂直度度允许偏差差及检验方方法表3序号项目允许偏差检查数量检验方法1中心位置纵向±100㎜，横向＋100㎜㎜、－50㎜纵向1处，横向1处经纬仪，尺量2断面尺寸不小于设计尺寸寸6处尺量上中下三个个断面纵横横3孔底高程±50㎜1处水准仪、尺量4桩孔垂直度1%1处吊线、尺量8.2.6钢筋筋笼的制作作与安装锚索桩长度大于于15m时，桩截截面尺寸就就大，钢筋筋笼所用钢钢筋数量大大，修建临临时汽车便便道地形困困难，工程程量又大，采采用汽车吊吊车起吊钢钢筋笼不可可能。因此此钢筋笼只只能在井内内绑扎。各各种规格的的钢筋在钢钢筋加工房房内下料、弯弯制焊接后后运至现场场，在井口口搭设固定定主筋的平平台，接长长主筋接头头采用帮条条双面搭接接焊，在同同一截面接接头数不超超过主筋数数量的一半半，钢筋搭搭接接头不不得设在土土石分界和和滑动面处处。主筋接接头采用闪闪光对焊，主主筋与箍筋筋、加强筋筋全部焊接接。钢筋笼笼骨架安装装尺寸应符符表4的规定，钢钢筋笼经自自检合格后后，填写检检查钢筋布布置情况“工程检查查证”（铁程检-14），报请请驻地监理理工程师到到现场检查查合格签字字认可后，方方可进入下下一道工序序。钢筋骨架安装尺尺寸允许偏偏差及检查查方法表4序号项目允许偏差检查数量检验方法1钢筋骨架长度±100㎜全检用钢尺量2主筋间距±5㎜15点用钢尺量3钢筋骨架截面尺尺寸±20㎜15点用钢尺量4箍筋间距±20㎜20点用钢尺量5钢筋骨架垂直度度2%全检吊线尺量8.2.7灌注注桩身混凝凝土调钻杆下倾角度符合设计分层开挖路堑边坡修建搭设钻孔平台砂浆配合比选择钻孔机具就位钻孔至设计深度检查锚孔深度、下倾角清孔锚索安装锚索制作、防腐处理砂浆拌合灌浆制作砂浆强度检验试件锚索第一次张拉拉拔试验锚索第二次张拉锚索锁定封头预应力锚索施工工艺流程图（六）根据施工场地和和运输道路路的情况，购购买商品混混凝土较远远，因此现现场采用强强制式搅拌拌机拌合。混混凝土拌合合前应有工工程试验室室出据的施施工配合比比，拌合机机应配设自自动计量装装置方准使使用。在井井口搭设工工作平台，将将串筒或导导管固定在在平台上，人人工将混凝凝土运至平平台倒入漏漏斗经串筒筒进入井底底，采用插插入式震捣捣器捣固，混混凝土分层层厚度应不不小于30cm，必须保保证混凝土土连续灌注注。当混凝凝土灌注至至预留锚索索位置20cm以下时，应应立即安装装PVC管或锚索索预留孔模模型，并要要固定牢固固后，继续续灌注混凝凝土至设计计高程，并并将桩顶捣捣实抹平，用用草袋覆盖盖。在混凝凝土施工过过程中，按按《铁路路路基工程施施工质量验验收标准》调钻杆下倾角度符合设计分层开挖路堑边坡修建搭设钻孔平台砂浆配合比选择钻孔机具就位钻孔至设计深度检查锚孔深度、下倾角清孔锚索安装锚索制作、防腐处理砂浆拌合灌浆制作砂浆强度检验试件锚索第一次张拉拉拔试验锚索第二次张拉锚索锁定封头预应力锚索施工工艺流程图（六）9.预应力锚索施工工9.1预应力锚锚索施工工工艺流程图图（六）9.2预应力锚锚索施工要要点9.2.1开工工前首先应应熟悉设计计文件和设设计规范的的有关规定定，编制单单项工程施施工组织设设计（施工工方案）或或作业指导导书，备足足各项工序序所需要的的机具设备备，并制定定确保安全全和质量的的措施，落落实施工人人员，分工工明确，并并进行技术术交底，根根据地层条条件、钻孔孔方法、锚锚孔直径、深深度、方向向、倾角、钻钻孔作业空空间、岩层层的软硬程程度合理选选择钻孔机机械。一般般选用YQ-1150型潜孔钻钻机为宜。9.2.2原材材料的选用用与检验预应力锚索锚固固所需原材材料（水泥泥、砂、钢钢绞线、防防腐材料、锚锚具等），按按设计要求求选定原材材料的种类类、品质、规规格、数量量等，所购购原材料应应有质量试试验报告和和出厂合格格证，并将将采购的原原材料取样样送至工程程试验进行行检验，抽抽一组3束钢绞线线送至已取取得国家质质量认证资资质执照的的工程质量量检验证书书的检测单单位进行钢钢绞线规格格、性能等等的检测，检检测项目详详见表5。预应力锚索技术术指标表5名称直径（㎜）单位质量（㎏//m）抗压强度（Mpa）截面积（㎜²）极限张拉荷载（KN）屈服张拉荷载（KN）伸长率（%）由7根钢丝构成12.70.774186098.71841563.5由7根钢丝构成15.21.10118601392592203.59.2.3钻锚锚索孔当预应力锚索桩桩施工全部部完成；对对锚索桩的的全部桩身身的连续性性、完整进进行无损检检测，检测测完全合格格且桩身混混凝土达到到设计强度度后，按2～3m一层分层层开挖桩前前岩土，并并及时施工工桩间复合合结构（档档土板、重重力式挡土土墙、锚杆杆挂网喷射射混凝土等等），当复复合结构达达到设计强强度的70%，方可进进行下一分分层开挖。当当桩前岩土土挖至第一一排锚索孔孔底1m左右，修修筑钻孔平平台加固牢牢固后，钻钻机就位，校校正钻机位位置，并使使钻杆准确确对准锚孔孔中心后，调调整钻杆向向下倾斜度度与设计锚锚索下倾角角基本一致致，使钻杆杆穿过锚索索桩预留孔孔触及边坡坡岩（土）体体，送高压压风钻机启启动旋转，先先慢后快，易易于检查钻钻孔偏差，以以便及时纠纠正，在钻钻孔过程中中，如发现现钻杆摇晃晃时，应立立即放慢进进尺，及时时检查岩层层变化情况况，有无溶溶洞、岩层层破碎带等等，并作好好记录。如如锚索孔出出现岩层破破碎锚固段段长度到不不到设计长长度时，应应及时报告告设计单位位处理（变变更设计增增加锚孔深深度）。当当钻孔至设设计深度时时，自检合合格填写锚锚索钻孔“工程检查查证”（铁程检-26C），作好好钻孔记录录、地层描描述，必须须绘制地形形柱状图，报报请驻地监监理工程师师到现场检检查合格签签字确认后后，方可进进入下一道道工序。锚锚索孔完成成后检查内内容详见表表6。当第一一排锚索钻钻孔完成后后，分层开开挖桩间岩岩土至第二二排锚索孔孔底1m后，施工工桩间复合合结构（挡挡土板或锚锚杆挂网喷喷射混凝土土）当达到到设计强度度50%时，方可可进行第二二排锚索孔孔施钻。锚索孔质量检验验标准及方方式表6序号项目允许偏差检查数量检验方法1位置±100㎜1处经纬仪测量、尺尺量2孔径＋100㎜、－002处尺量3下倾角1%1处导杆法量4深度＋100㎜、－001处尺量钻杆长度9.2.4锚索索制作采购预应力钢绞绞线的品种种、规格、质质量应符合合设计要求求，其进场场检验合格格，根据各各锚索孔的的实际钻孔孔深度加锚锚索张拉所所需长度为为锚索的总总长度。为为确保锚索索的质量，应应在条件较较好的场地地切断钢绞绞线，锚索索编制前应应用钢刷除除去钢丝缝缝隙的铁锈锈。根据锚锚索设计结结构图七（a、b、c）三种（4束、6束、8束）结构构编制锚索索。锚固段段的结构是是：锚索中中心是注浆浆管，周围围是设计几几束的钢绞绞线，每隔隔0.6～1.0m左右安设设一个紧箍箍环和隔离离架。在锚锚固段锚索索端头安装装导向锥并并牢固焊于于钢绞线上上。自由段段锚索需要要作防腐处处理，为了了防止锚固固段的灌浆浆材料浸入入到自由段段内，应实实施切实的的止水，隔隔离措施。每每束钢绞线线分别采用用外套φ22mm聚乙烯塑塑料导管隔隔离防护（张张拉部分只只作防腐处处理）。锚锚索制作完完毕后，全全部用塑料料布包裹好好，并卷成成直径月2m的圈，并并编号存放放待运。9.2.5锚索索安装与注注浆锚索安装以前，应应先将已完完成的锚索索孔进行清清除孔内的的沉积物，使使锚索能顺顺利准确的的安放在设设计位置上上，锚索在在安装过程程中不得粘粘着有害的的泥土、油油物等，推推送锚索时时用力要均均匀一致。当当锚索安装装达到设计计深度时，立立即实施灌灌浆，在灌灌浆过程中中要严格排排除孔内的的气、水，且且不影响灌灌浆质量和和锚固体与与孔壁的结结合力，孔孔内灌注M35水泥砂浆浆，一般采采用孔底灌灌浆法施工工，孔口应应设止浆塞塞，注浆压压力为0.6～0.8MMpa，为确保保孔内注浆浆必须饱满满密实，务务必进行二二次补浆，在在不漏浆的的情况下，每每孔可一直直灌满，不不得分开灌灌入，以免免浆体中渗渗入气泡。锚锚孔灌浆量量一般取设设计用浆量量的120～130%，裂缝发发育和存在在溶洞，溶溶隙时将会会超灌很多多，制浆前前应有充分分准备。每每20孔锚索注注浆应取1组砂浆抗抗压强度检检查试件。为为确保锚固固体的质量量，在注浆浆过程中和和直到注浆浆材料凝固固为止以前前，不得移移动锚索。9.2.6锚索索的张拉与与锁定锚具是锚素的重重要部位，锚锚索锚固性性能是否满满足设计要要求，所选选锚具的质质量是关键键，锚具的的型式和规规格应根据据锚索材料料的类型，锚锚固力大小小，锚索受受力条件和和锚固使用用要求选取取，一般选选用OVM115型系列锚锚具。锚具具在使用前前，除应按按出厂检验验资料对其其锚固性能能、级别、型型号、规格格及数量进进行验收外外，应从每每批中抽取取5%的锚具送送至经国家家验证合格格持有检验验资质等级级营业执照照的检测单单位对锚具具夹片进行行硬度试验验。同时对对张拉使用用的千斤顶顶和仪表进进行检验校校正标定以以后才能使使用。锚具、钢垫板与与锚索体应应安装在同同一轴线上上，应保证证钢垫板与与钢筋混凝凝土垫墩接接触面无任任何空隙。锚锚具底座顶顶面与钻孔孔轴线应垂垂直，确保保锚索张拉拉时千斤顶顶张拉力与与锚索在同同一轴线上上。当注浆体达到设设计强度后后，即可进进行张拉，锚锚索张拉应应分二次逐逐级张拉，第第一次张拉拉值为总张张拉力的70%，两次张张拉间隔时时向不宜小小于3～5d，为减少少预应力的的损失，总总张拉力应应包括超张张拉值。自自由段为±层时超张张拉值宜为为15～25%，自由段段为岩层时时超张拉值值宜为10～15%，在张拉拉过程中应应对锚索伸伸长及受力力应作好记记录，核实实伸长与受受力值是否否与设计相相符。实际际伸长值与与计算（设设计）伸长长值之差不不得超过±6%，张拉应应分级加力力，张拉压压力表时读读数监理工工程师应旁旁站。施工工单位在现现场应即时时填写“锚索张拉拉记录”（统质一23B）监理工工程师应签签字确认。根据设计要求是是按初始预预应力超张张拉15%进行锁定定，张拉锁锁定后，其其回缩量及及夹片外露露量应符合合设计要求求，切断外外露部分的的工作钢绞绞线。锚孔孔补注浆，锚锚头部分涂涂防腐剂，按按锚墩的设设计尺寸，采采用C20混凝土封封闭全部外外露的锚具具及钢垫板板等。同时时必须对锚锚墩混凝土土进行养生生。按《铁铁路路基工工程施工质质量验收标标准》的规规定制作锚锚墩混凝土土抗压强度度检查试件件。10.锚固试验验锚固试验的目的的是为了确确定锚索的的极限锚固固力，验证证锚索的各各种安全系系数，锚固固性能、设设计参数及及施工工艺艺的合理性性。10.1验证试试验不论是临时锚索索或永久锚锚索，在使使用前均应应进行验证证试验。证证实拟采用用的工作锚锚索的性质质和性能，设设计质量、设设计合理性性以及所提提供的安全全系数。试试验时使用用的工作锚锚索拟采用用的材料，施施工工艺和和设备，必必须在与工工作锚索相相同的地层层中进行试试验。第一批锚索首先先施工三孔孔锚索做验验证试验，确确定锚固力力与设计值值是否相符符。设计要要求单孔4束锚索的的张拉力不不小于900KKN，单孔6束锚索的的张拉力不不小于11000KN，单孔8束锚索的的张拉力不不小于14000KN，验证试试验完全合合格后，方方可进行其其他锚索的的施工。如如果与设计计值不符，应应立即报设设计单位修修改或重新新设计。试试验锚索合合格后应按按设计初始始预应力值值重新张拉拉锁定。10.2验收试试验验收试验也叫抽抽样，当锚锚索施工全全部完成，路路堑开挖也也完成，锚锚索桩及桩桩间复合结结构（重力力式挡土墙墙、桩土板板、锚杆挂挂网喷射混混凝土等）形形成后，随随机抽取锚锚索总数的的5%（不少于3根）进行行张拉检测测，设计要要求单孔4束锚索张张拉力不小小于750KN，单孔6束锚索张张拉力不小小于900KN，单孔8束锚索张张拉力不小小于12000KN，张拉检检测合格率率达100%，方可切切割锚具外外超长部分分钢绞线，对对锚索进行行封头处理理。10.3监控测测试为了了解锚索的的受力状态态，预应力力变化情况况及规律，检检验施工质质量、设计计质量、监监控工程的的长期稳定定的情况，可可在锚索的的锁定头下下设置测力力元件或钢钢弦式岩土土锚索测力力计（GMS型锚索测测力计）进进行测试。测测力计一般般埋入锚具具锁定头与与钢垫板之之间，其元元件配装于于锚索之中中，不使用用时也取不不出来，不不能回收。根据设计要求，在在单孔4束、6束、8束锚索分分别安装不不同型号的的测力计。目目前国内生生产的钢弦弦式岩土锚锚测力计由由两个系列列组成：GML型为锚杆杆测力计，GMS型为锚索索测力计。如GMS-1500型（1500KN）。每台测力计的主要技术参数是不同的，所以出厂时根据测力计的类型都要对每台测力计的主要技术参数进行标定。因此在使用时一定要特别注意测力计型号与出厂力学标定计算表应一致。GMS测力计测测量观察记记录表表5工程名称施工单位工程地点锚孔编号设计初始预应力值测力计型号测力计编号锁定时间测量仪器型号测量观察时间输出频率(HZZ)输入压力(KNN)附注记录：核定：封锚后应每天观观测一次，并并作好记录录。当锚索索受力变化化很小时每每天10天或1个月观测测一次。如如果锚索受受力状态变变化很大时时，应立即即报监理和和设计单位位研究分析析处理。测测力计观测测记录表详详见表5。所有观观测资料应应归入竣工工文件移交交工程接管管单位。11.小结预应力锚索是通通过对锚索索施加张拉拉力以加固固岩土使其其达到稳定定状态或改改善内部应应力状况的的支档结构构。锚索技技术的出现现，是岩土土工程技术术发展史上上的一个里里程碑，为为岩（土）体体的加固和和支护开僻僻了一条全全新的途径径。11.1预应力力锚固技术术最大的特特点是能够够充分利用用岩（土）体体自身的强强度和自承承能力，大大大减少结结构的自重重，节省工工程材料，是是高效、经经济的加固固技术，它它具有以下下优点：预预应力锚索索加固岩（土土）体深度度大，可以以在很大的的范围内变变化，可根根据被加固固工程的需需要确定，加加固深度可可达数十米米，既可加加固边坡局局部不稳定定块体，又又可用于加加固大型深深层滑坡体体。预预应力锚索索是一种细细长受拉状状构件，柔柔度很大，具具有柔性可可调的特点点，用于加加固岩（土土）体时能能与岩（土土）体共同同作用，充充分发挥两两者的能力力。对各种种岩（土）体体结构类型型都可运用用。通通过对锚索索施加预应应力，能主主动控制岩岩（土）体体的变形，调调整岩（土土）体应力力状态，有有利于岩土土体的稳定定性。预应应力锚索结结构是在岩岩（土）体体及被加固固建筑物产产生变形之之前就能发发挥作用。预预应力锚索索既可对有有缺陷或存存在病害的的既有建筑筑物，支挡挡结构进行行加固补强强。又可在在新建工程程中显示其其独特的功功能，具有有应用范围围广的特点点。预预应力锚索索施工采用用机械化作作业，可大大大降低劳劳动强度，具具有工艺灵灵巧，施工工进度快，工工期短，施施工较为安安全等特点点。如用于于应急抢险险更具有独独特的优势势。预预应力锚索索既可单独独使用，充充分利用岩岩（土）体体自身强度度，从而节节省大量的的工程材料料，同时也也可以与其其他结构物物组合使用用，改善其其受力状态态，节省大大量的浆砌砌石或混凝凝土工程，具具有显著的的经济效益益。11.2预应力力锚索施工工质量监控控要点：锚锚具是锚索索的重要部部件，锚索索锚固性能能是否满足足设计要求求，锚具的的质量是关关键。锚具具、钢垫板板与锚索体体应安装在在同一轴线线上，锚具具底座顶面面与钻孔轴轴线应垂直直，确保锚锚索张拉时时千斤顶张张拉力与锚锚索在同一一轴线上。第第一批锚索索，首先施施工三孔锚锚索做验证证试验，确确定锚固力力与设计值值是否相符符，验证合合格后，方方可进行其其他锚索施施工。如果果验证试验验与设计值值不符，应应立即报设设计单位修修改或重新新进行设计计。锚锚固段是锚锚索伸入稳稳定岩（土土）体的段段落，是锚锚索结构的的固定处，因因此在钻孔孔过程中应应核对锚固固段长度的的地质是否否与设计相相符，如发发现地质及及岩层与设设计有出入入时，应及及时通知设设计单位进进行变更加加深孔深确确保锚固段段的长度。锚锚固体注浆浆时，应将将注浆管插插入孔底，采采用孔底返返浆法连续续注浆。注注浆必须灌灌满，不得得留有空隙隙，孔口应应设止浆塞塞，为确保保孔内注浆浆饱满，必必须进行二二次注浆。锚锚索桩及桩桩间复合结结构形成后后，应随机机抽取锚索索总数的5%（不少于3根）进行行张拉检测测，检测合合格率达100%后，方可可切割锚具具外超长部部分锚绞线线，对锚索索进行封头头处理。预预应力锚索索的张拉，是是锚索施工工的关键工工序，因此此在施工以以前应将张张拉所用的的千斤顶送送至经国家家验证合格格持有检验验资质营业业执照的检检验单位进进行检验合合格并标定定，方可使使用。当锚锚固注浆体体达到设计计强度后，既既可进行张张拉，应分分二次逐级级张拉，两两次张拉间间隔时间不不小于3～5d，在张拉拉过程中应应作好张拉拉记录，并并核实张拉拉伸长值是是否与设计计值相符。为为监测锚索索的受力状状态，预应应力变化情情况及规律律，检验施施工质量、设设计质量、监监控锚固工工程的长期期稳定和工工程安全十十分重要。根根据设计要要求，在锚锚索的锁定定头下设置置GMS--15000型测力计计是验证锚锚索设计和和科学施工工提供了可可靠的测试试手段。因因此在封锚锚后应每天天观测一次次并作好记记录，当锚锚索受力变变化很小时时，观测时时间为10天或一个月月，如果锚锚索受力变变化很大时时，应立即即报设计单单位研究分分析处理。参考文献：（1）《铁路路基支支挡结构设设计规范》。中中国铁道出出版社，2002年，北京京；（2）《铁路路基工工程施工质质量验收标标准》。中中国铁道出出版社2004年，北京京。THEPREESTTEESSINNGFOORCEANCHHORAASKSFOR