市政道路高边坡预应力锚索加固施工质量控制

2016-03-17单良善安徽水利开发股份有限公司安徽蚌埠233000

安徽建筑 2016年4期

关键词：锚筋钢绞线张拉

单良善　（安徽水利开发股份有限公司，安徽　蚌埠　233000）

单良善（安徽水利开发股份有限公司，安徽蚌埠233000）

通过对某城市道路路基边坡防护的处理，从施工的角度阐述了预应力锚索的施工工艺，并提出检测方法，为类似工程的施工提供实践经验。

预应力锚索；高边坡；加固；施工

0　前言

预应力锚索主要分为压力分散型锚索和普通拉力型锚索。普通拉力型锚索主要依靠砂浆与岩层紧密结合提供的抗拔拉力和砂浆与锚索之间的握裹力，预应力锚索适用于岩质路堑边坡结构层发育、岩体破碎，不良地质体如浅层顺层地段，软硬质岩互层地段等路堑高边坡的坡面防护工程。

1　工程概况

某城市道路第二合同段深层路堑的边坡表层覆盖全风化砂质板状页岩，基座为强风化砂质板状页岩，这种顺层高陡边坡易受岩层构造、破碎岩体挤压等影响。在路堑开挖过程中或道路运行过程中，不利结构面（特别是缓倾结构面）在高陡边坡坡脚的集中应力作用和大气降水等的触发影响下，下伏基座岩层间错动剪切失去力学支撑和联系，必然产生边坡坡体失稳变形和破坏。锚筋体采用预应力无粘接钢绞线，锚固深度在22～22.5m之间，锚固段长度为8m，锚孔直径130mm，倾角20°。施工采用小型潜孔钻风动钻进成孔。

预应力锚索框架梁施工顺序：

锚孔钻造→锚孔清孔→锚筋制作、安装现浇锚墩→锚孔灌浆→锚索张拉锁定、封锚。

2　锚索加固施工质量控制措施

2.1锚孔钻造

根据坡面测放孔位准确安装、固定钻机，确保钻机钻孔时受力不摇摆，不移位。钻机安装好后要严格进行机位调整，确保锚孔开钻后纵、横方向孔位误差不超过±50mm，高程误差不超过±100mm；钻进前采用地质罗盘仪控制钻孔倾角误差为±1.0°，方位误差为± 2.0°。

孔位采用无水风动潜孔冲击回转钻进，遇到不良地质时，应当减小风压并且来回的活动钻杆，以免发生卡钻；遇到软塑层或松散破碎易坍孔地层时，应采用跟管钻进技术，以确保成孔的完整；如遇坍孔，应立即停止钻孔，先采用灌浆固壁法，待砂浆初凝后再重新扫孔钻进。钻孔完毕后使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内沉碴及粘滞水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。

2.2锚索编束

锚索选用3索Φ15.24mm高强度低松弛预应力钢绞线，钢绞线标准强度1860MPa。锚索编束前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀。锚索制作时，采用切割机进行截取，其下料长度为：锚固段+自由段+1.5m外露张拉段。钢绞线经过除锈处理后，再将铁皮导向帽、扩张环、紧固环及注浆管按照设计要求组合在一起。

锚索自由段按照设计要求刷强力防锈涂料两道，并且外套Φ46mm波纹管，管内注满黄油，然后采用工程胶布外缠封闭两端。

在锚筋体制作完成后，应按锚筋体长度和规格型号进行编号挂牌，对于同一根锚索的不同长度锚索单元要采用不同颜色的油漆进行标识，以利于后续张拉工作的差异荷载的分配。

2.3锚索安装

安装锚索前，先核对锚索编号与孔位是否一致，再有人工配合机械将锚索平缓顺推送入孔内。锚索安装时应防止锚索挤压、弯曲或扭转，锚索入孔倾角和方位应与锚孔的倾角和方位一致，严禁抖动、扭转和串动，防止中途散束和卡阻。锚筋体入孔长度应不小于设计长度，且与孔底间距不得大于20cm。

2.4承压板及锚墩制作

承压板是锚索进行预应力张拉时的支撑受载体。本段锚墩采用C30钢筋混凝土现浇而成，背部尺寸为1.0m×1.0m，厚度为0.2m。锚索孔采用直径130mm、长50cm的钢套管插入孔内20cm进行预留。锚墩制作时将预先制作好的锚墩钢筋笼电焊在套管上，然后将张拉固定锚垫板平焊在钢筋笼上，并与固定垫板垂直焊接且中心一致。锚墩导向管上焊接两根Φ32铁管，作为二次进浆管和排气管的预埋管。

2.5锚孔灌注

由于受现场施工条件的限制，注浆泵至锚固孔距离较远，注浆设备采用温州产UBJ-1.8G型挤压式灰浆泵，最大注浆压力2.0MPa。

锚固段灌浆采用M40水泥砂浆（PO42.5级水泥配制）进行灌注。浆液水灰比为0.45∶1，灰砂比为1∶1，注浆压力为0.6～0.8MPa。锚孔灌浆采用孔底返浆法注浆，直至锚孔孔口益出浆液方可停止注浆；待水泥砂浆强度达到5.0MPa后，如果锚固体内未充满密实，则应进行孔口补浆。

2.6锚索张拉

当锚墩砼强度达到设计强度的80%以上并达到设计28d强度值后，方可进行锚索的张拉，张拉控制应力为380kN。锚索张拉前应对千斤顶进行配套标定，得出千斤顶拉力和油压表压强的张拉方程，计算出不同荷载对应的张拉油表读数。张拉时应注意下列事项：

①锚斜托台座的承压面应平整，并与锚筋的轴线方向垂直；

②在正式张拉之前，应取10%～20%倍设计张拉力值对锚索进行1～2次预张拉，确保确保锚固体各部分接触密贴，钢绞线完全平直；

③锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚索的轴线应在一条直线上，确保承载均匀同轴，必要时用钢质垫片调整满足；

④对于同一级边坡锚索应本着先左右后中间，先上下后中间和先对角后中间的作业原则进行张拉；

⑤边坡锚固工程的工程孔张拉一般采用超张拉，超张拉力值为设计拉力值的1.1倍，锁定荷载分5次进行，即25%、50%、75%、100%、110%，每级荷载施加后，稳定观测时间不小于10min。锚索锁定后48h内，若发现有明显的应力松弛现象，应进行补偿张拉。

2.7锚索锁定

锚索张拉至设定最大张拉荷载值后，应持荷稳定10～15min，然后卸荷进行锁定作业。锚索锁定采用OVM15-X型锚具及钢垫板进行锚固。

2.8锚孔封锚

锚筋锁定后，采用机械切割余露锚筋，并应留长5～10cm外露锚筋。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，并与锚梁采用同标号混凝土进行封头，防止锚筋锈蚀及破坏。

3　锚索验收试验

验收试验同样为分级加荷，起始荷载宜为锚索设计荷载的30%，分级加荷值分别为设计荷载的0.5、0.75、1.0、1.2、1.33和1.5倍。

验收试验中，当荷载每增加一级，均应持荷稳定10min，并记录位移读数。最后一级试验荷载也应维持10min。如果在历时10min内位移超过1mm，则该级荷载应再维持50min，并在15、20、25、30、45和50min时记录其位移量。从50%设计荷载到最大试验荷载之间所测得的总位移量，应当超过该荷载范围内锚筋自由段长度预应力筋理论弹性伸长量的80%，且小于自由段与1/2锚固段长度之和的预应力筋的理论弹性伸长值。在最后一级荷载作用下的位移观测期内，锚头位移稳定，即在历时10min内位移不应超过1mm。