邊坡預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼筋錨桿施工工法

1、邊坡預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼筋錨桿施工工法RJGF(閩)362008完成單位：福建建工集團(tuán)總公司主要完成人：鄭志鋒 林鐵民 陳鳳金1 前言福建地區(qū)是我國(guó)多山省份之一，一般地層風(fēng)化深度較大，巖體結(jié)構(gòu)破碎，覆蓋層較厚，地質(zhì)堆積廣為分布，在切坡筑路過程中，經(jīng)常遇到邊坡變形和破壞問題，在山區(qū)高速公路建設(shè)中不可避免地遭遇路塹高邊坡工程技術(shù)難題。為了解決這些邊坡開挖后穩(wěn)定性問題，在邊坡防護(hù)中采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼筋錨桿，可以使結(jié)構(gòu)與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復(fù)合體，使其能有效地承受拉力和剪力，并能提高潛在滑移面上的抗剪強(qiáng)度，有效地阻止坡體位移。通過預(yù)應(yīng)力錨桿現(xiàn)場(chǎng)施工總結(jié)形成本工法。2 特點(diǎn)2.0.1 錨桿與土體結(jié)合

2、在一起，使得巖土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通過高強(qiáng)鋼筋的張拉施加預(yù)應(yīng)力，可以有效的控制邊坡的變形量。2.0.2 施工所需鉆孔孔徑小，不用大型機(jī)械，機(jī)具輕便簡(jiǎn)單、靈活。2.0.3 基本采用機(jī)械化作業(yè)，工藝簡(jiǎn)便、施工安全。3 適用范圍預(yù)應(yīng)力錨桿可應(yīng)用于建筑工程、道路交通等巖土邊坡加固的施工。4 工藝原理 預(yù)應(yīng)力錨桿的一端與支檔結(jié)構(gòu)連接，另一端錨固在巖土體層內(nèi)，并對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力，以錨固段的摩擦力形成抗拔力，承受巖土壓力、水壓力、抗浮、抗傾覆等所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)拉力，用以維護(hù)巖土體的穩(wěn)定。錨桿結(jié)構(gòu)示意見圖4。圖4 錨桿結(jié)構(gòu)示意圖1臺(tái)座；2錨具3承壓板；4腰梁；5鉆孔；6自由隔離層；7鋼筋；8注漿體；Lf自由段長(zhǎng)度；La錨

3、固段長(zhǎng)度。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程施工工藝流程見圖5.1施工準(zhǔn)備鉆孔錨桿桿體安裝壓力灌漿腰梁施工預(yù)應(yīng)力張拉與鎖定錨桿桿體加工與制作封錨 5.1 施工工藝流程圖5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 施工準(zhǔn)備1 施工前，根據(jù)圖紙、地質(zhì)報(bào)告以及技術(shù)規(guī)范編制專項(xiàng)施工方案，進(jìn)行技術(shù)交底。2 根據(jù)預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)要求、土層條件和環(huán)境條件，合理選擇材料、設(shè)備、器具，布置水、電設(shè)施。3 搭設(shè)施工工作平臺(tái)。4 測(cè)量定位，設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)、變形觀測(cè)點(diǎn)。5.2.2 鉆孔1 在鉆機(jī)安放前，按照施工設(shè)計(jì)圖采用全站儀進(jìn)行測(cè)量放樣確定孔位以及錨孔方位角，并做出標(biāo)記。鉆機(jī)就位后，應(yīng)保持平穩(wěn)，導(dǎo)桿或立軸與鉆桿傾角一致，并在

4、同一軸線上。2 為了確保錨固工程施工不致于惡化邊坡巖土工程地質(zhì)條件和保證孔壁的粘結(jié)性能，錨孔鉆進(jìn)應(yīng)采用無水干鉆。鉆孔速度應(yīng)根據(jù)使用鉆機(jī)性能和錨固地層嚴(yán)格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。3 在鉆進(jìn)過程中，合理掌握鉆進(jìn)參數(shù)及鉆進(jìn)速度。5.2.3 錨桿制作與安裝1 錨桿制作1) 根據(jù)錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、墊板、螺帽厚度、外錨頭長(zhǎng)度以及張拉設(shè)備的工作長(zhǎng)度等，確定適當(dāng)?shù)南铝祥L(zhǎng)度進(jìn)行下料。2) 剪裁錨桿，應(yīng)使用砂輪機(jī)切割，不得采用氧割或電焊；錨桿接長(zhǎng)使用閃光對(duì)焊或套筒連接；自由段長(zhǎng)度應(yīng)考慮張拉端張拉時(shí)所需要的長(zhǎng)度；3) 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙尺寸，在錨桿上安置定位支架，用粘結(jié)或綁扎固定定位支架，綁扎時(shí)

5、一定要捆扎牢靠；4) 錨桿制作完成后，進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，按錨桿長(zhǎng)度，規(guī)格對(duì)應(yīng)孔號(hào)進(jìn)行編號(hào)；5) 錨桿制作完成后盡早使用，避免長(zhǎng)期存放；錨桿應(yīng)存放在干燥、清潔的地方，錨桿體裸露部分應(yīng)用浸漬油脂的紙張或塑料布進(jìn)行防潮處理，不得受到機(jī)械損壞。6) 錨桿自由段防腐處理：內(nèi)涂無水黃油，外套聚乙烯塑料套管，套管直徑大于錨筋外徑5mm10mm，與錨固段接合處用密封塞封閉密實(shí)，以防注漿時(shí)漿液進(jìn)入自由段。2 錨桿安裝1) 錨桿安裝前對(duì)鉆孔重新進(jìn)行檢查，對(duì)塌孔、掉塊進(jìn)行清理或處理。2) 推送錨桿時(shí)用力要均勻一致，防止在推送過程中損傷錨桿配件和防護(hù)層，并注意在推送過程中不得使錨桿體轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)確保將錨桿體推送至預(yù)定的深度；

6、3) 推送困難時(shí)，將錨桿抽出，對(duì)抽出的錨桿仔細(xì)進(jìn)行檢查，并對(duì)配件安放固定的有效性、防護(hù)層的損壞程度、孔的清潔度進(jìn)行觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)錨桿體配件有移動(dòng)、脫落或錨桿體上粘附的粉塵和泥土較多時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)配件的固定措施并對(duì)其它鉆孔進(jìn)行檢查，必要時(shí)對(duì)鉆孔重新進(jìn)行清理。5.2.4 壓力灌漿1 漿體配制按設(shè)計(jì)規(guī)定選擇水泥漿體材料。注漿材料應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，一般宜選用灰砂比為1：1、水灰比0.450.50的水泥砂漿或水灰比0.450.50的純水泥漿，必要時(shí)可加入一定量的外加劑或摻合料?；覞{攪拌必須采用機(jī)械強(qiáng)制拌和，注漿漿液應(yīng)攪拌均勻，隨拌隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完，并嚴(yán)防石塊、雜物混入漿液。2 灌漿1) 灌漿采用壓力

7、活塞式注漿泵，灌漿壓力一般不得低于0.4Mpa，亦不宜大于2Mpa。2) 當(dāng)使用自由段帶套管的預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，宜在錨固段長(zhǎng)度和自由段長(zhǎng)度內(nèi)采取同步灌漿；將水泥漿經(jīng)膠管(或用1根30mm左右的鋼管作灌漿管)推入孔內(nèi)，在孔端注入錨漿。灌注壓力一般為0.4Mpa左右，隨著水泥漿的灌入，應(yīng)逐步將灌漿管向外拔出自至孔口，在拔管過程中應(yīng)保證管口始終埋在砂漿內(nèi)。灌漿時(shí)，壓力不宜過大，以免吹散漿液和砂漿，待漿液或砂漿回流到孔口時(shí)，用水泥袋紙等搗入孔內(nèi)，再用濕粘土封堵孔口，并嚴(yán)密搗實(shí)，再以0.4Mpa0.6Mpa的壓力進(jìn)行補(bǔ)灌，補(bǔ)灌時(shí)穩(wěn)壓2min，漿液沖破第一次灌漿體，向錨固體與土的接觸面之間擴(kuò)散，使錨固體直徑擴(kuò)大

8、，增加徑向壓應(yīng)力。由于擠壓作用，使錨固體周圍的土受到壓縮，孔隙比減小，含水量減少，也提高了土的內(nèi)摩擦角。穩(wěn)壓數(shù)分鐘后即可完成。3) 當(dāng)采用自由段無套管的預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行兩次灌漿。第一次灌漿時(shí)，先灌注錨固段，必須保證錨固段長(zhǎng)度內(nèi)灌滿，但漿液不得流入自由段。在灌注的水泥漿具備一定強(qiáng)度后，對(duì)錨固段進(jìn)行張拉，預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固后，應(yīng)對(duì)自由段進(jìn)行第二次灌漿。自由段進(jìn)行第二次灌注方法同使用自由段帶套管的預(yù)應(yīng)力筋時(shí)灌注方法。灌漿時(shí)要注意，對(duì)靠近地表面的土層錨桿，灌漿壓力不可過大，以免引起地表面膨脹隆起，或影響附近原有的地下構(gòu)筑物和管道的使用，所以每1m覆土厚度的灌漿壓力可以0.22Mpa為宜；對(duì)垂直孔或傾斜

9、度大的孔，可采用人工填塞搗實(shí)的方法；注漿后自然養(yǎng)護(hù)不少于7d，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的70以上，才可進(jìn)行張拉工藝。在灌漿體硬化之前，不能承受外力或外力引起的錨桿移動(dòng)。3 注漿作業(yè)開始和中途停止較長(zhǎng)時(shí)間再作業(yè)時(shí)，宜用水或稀水泥漿潤(rùn)滑注漿泵及注漿管路。4 當(dāng)孔中存有積水時(shí)，一定要使積水全部排出，待溢出漿液的稠度與注入的漿液的稠度一樣后再抽出注漿管。5 每次注漿結(jié)束都應(yīng)穩(wěn)壓15min20min，以使注漿充分。注漿結(jié)束后，將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈。施工過程中，做好注漿記錄。6 當(dāng)注漿量不得小于計(jì)算量，其充盈系數(shù)為1.11.3時(shí)， 漿液不能充滿錨固體時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿，補(bǔ)漿時(shí)以0.4Mpa0.6M

10、pa的壓力進(jìn)行補(bǔ)灌，灌時(shí)穩(wěn)壓2min，使補(bǔ)灌的漿液擠密第一次灌漿體，或向錨固體與土的接觸面之間擴(kuò)散，從而增加錨固體與周圍土體的摩擦力。 注漿完畢應(yīng)將外露的鋼筋清洗干凈，并保護(hù)好。5.2.5 腰梁施工1) 按照設(shè)計(jì)要求尺寸開挖臺(tái)座基槽，將預(yù)制好的鋼筋放入臺(tái)座內(nèi)，固定好模板澆筑混凝土，振搗密實(shí)。2) 腰梁施工宜在錨桿注漿完成7d后開始，同時(shí)采用加設(shè)套管措施對(duì)錨桿進(jìn)行保護(hù)。5.2.6 預(yù)應(yīng)力張拉與鎖定1 張拉1) 張拉設(shè)備要根據(jù)錨桿體的材料和鎖定力的大小進(jìn)行選擇。選擇時(shí)應(yīng)考慮它的通用性能。2) 待腰梁砼強(qiáng)度和錨固段漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度方能進(jìn)行張拉。3) 張拉采用“雙控法”及利用拉力與伸長(zhǎng)值來控制錨桿

11、應(yīng)力，以控制油表讀數(shù)為主，用伸長(zhǎng)量來較核。當(dāng)實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)值差別大于6%時(shí)，應(yīng)暫停張拉，待查明原因后方可繼續(xù)進(jìn)行。4) 安裝錨具前，要對(duì)錨具進(jìn)行逐個(gè)嚴(yán)格檢查。預(yù)應(yīng)力錨桿張拉前，依次安裝墊板和工作錨螺母，千斤頂就位，套上工具錨并擰緊工具錨螺母。5) 將錨墊板表面清除干凈，錨具安裝應(yīng)與錨墊板和千斤頂密切對(duì)中，并與錨桿軸線方向垂直，千斤頂軸線與錨桿軸線應(yīng)在同一條直線上。6) 正式張拉前進(jìn)行預(yù)張拉，張拉力為設(shè)計(jì)拉力的10%20%。正式張拉荷載要分級(jí)逐步施加，每次張拉宜分為5-6級(jí)進(jìn)行，除第一次張拉需要穩(wěn)定30分鐘外其余每級(jí)持荷穩(wěn)定時(shí)間為5分鐘，不能一次加至鎖定荷載。具體張拉方式如下：0.2P00

12、.25P0.5P0.75P1.0P1.10P（P為設(shè)計(jì)拉力值），并做好記錄。2 鎖定錨筋張拉至設(shè)定最大張拉荷載值后，應(yīng)持荷穩(wěn)定1015分鐘，通過觀察油泵壓力值以及伸長(zhǎng)量變化，來判斷是否有預(yù)應(yīng)力損失，若有及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。然后卸荷進(jìn)行鎖定作業(yè)。擰緊工作錨螺母，卸荷千斤頂油路即完成鎖定作業(yè)。5.2.7 封錨張拉達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，用砂輪切割機(jī)切掉張拉端多余的預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度不宜小于其直徑的1.5倍，且不宜小于30mm，用環(huán)氧樹脂涂封錨具及外露預(yù)應(yīng)力筋，封閉前應(yīng)將錨具周圍的混凝土鑿毛、沖洗干凈，凸出式的錨頭宜配置鋼筋網(wǎng)片，用微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行封閉。5.3勞動(dòng)組織現(xiàn)場(chǎng)施工可根據(jù)工作面大小及工

13、期要求分為若干作業(yè)組進(jìn)行，工種包括鋼筋工、機(jī)械操作手及普工等。勞動(dòng)力組織情況見表5.3。表5.3 勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)工種人數(shù)1鋼筋工22機(jī)械操作手23普工24合計(jì)66 材料與設(shè)備6.1 材料6.1.1 預(yù)應(yīng)力錨桿材料根據(jù)預(yù)應(yīng)力值或錨桿長(zhǎng)度可采用高強(qiáng)螺紋鋼筋。其力學(xué)性能指標(biāo)為：屈服強(qiáng)度800MPa，極限抗拉強(qiáng)度1000MPa，伸長(zhǎng)率6%，冷彎90°不出現(xiàn)裂紋，鋼筋表面不得有結(jié)疤和橫向裂紋。鋼筋進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)按鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋GB1499等的規(guī)定抽取試件作力學(xué)性能檢驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。6.1.2 漿體材料水泥宜使用普通硅酸鹽水泥，必要時(shí)采用抗硫酸鹽水泥，其強(qiáng)度為42.

14、5MPa，不得使用高鋁水泥。細(xì)骨料選用粒徑不大于2mm的中細(xì)砂，砂的含泥量按重量計(jì)不大于3%；砂中所含云母、有機(jī)質(zhì)、硫化物及硫酸鹽等有害物質(zhì)的含量，按重量計(jì)不宜大于1%。拌合水中不含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì)，不得選用污水。6.1.3 套管材料選用聚乙烯塑料管。6.1.4 隔離架可選用鋼、塑料制作。6.1.5 防腐材料選用無水黃油。6.2 機(jī)具設(shè)備KZS-100潛孔鉆機(jī)1臺(tái)、VFY-13/7-C空壓機(jī)1臺(tái)、J3G-400B砂輪切割機(jī)2臺(tái)、YCW-100穿心式液壓千斤頂1臺(tái)、ZB4-500型油泵1臺(tái)、JZB-110/12注漿泵1臺(tái)和UJW200灰漿攪拌機(jī)1臺(tái)以及錨具、夾具、連接器若干等。

15、7 質(zhì)量控制7.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1 預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GB 50086、建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB 50330、巖土錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范CECS 22:90的規(guī)定。7.1.2 預(yù)應(yīng)力錨具與連接器應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器GB/T 14370和預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ 85的規(guī)定。7.1.3 現(xiàn)場(chǎng)抽檢的錨桿數(shù)量不少于錨桿總數(shù)的5%且不得少于3根進(jìn)行抗拔力試驗(yàn)。7.1.4 錨筋組裝、安裝的允許偏差應(yīng)符合表7.1.3-1、表7.1.3-2。表7.1.3-1 錨筋組裝的允許偏差項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差1錨筋長(zhǎng)度±5

16、0mm錨固段長(zhǎng)度±50mm塑料套管端頭定位±50mm2注漿管中心定位±50mm端頭定位±50mm表7.1.3-2 錨筋安裝的允許偏差項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差1入孔方向傾角±1.0°方位±2.0°2入孔深度±200mm7.2 質(zhì)量保證措施7.2.1 根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求編制詳細(xì)的施工方案，嚴(yán)格按技術(shù)要求進(jìn)行施工，每道工序合格后，方可進(jìn)行下道工序作業(yè)；7.2.2 鋼筋、水泥、錨具等材料應(yīng)有產(chǎn)品合格證及相應(yīng)的檢驗(yàn)、試驗(yàn)報(bào)告；7.2.3 預(yù)應(yīng)力筋表面不應(yīng)有污物鐵銹或其他有害物質(zhì)；7.2.4 用儀器測(cè)定鉆機(jī)導(dǎo)向架的傾角，在鉆進(jìn)

17、過程中隨時(shí)檢查傾斜度。7.2.5 在鉆進(jìn)過程中根據(jù)實(shí)際地層變化情況，隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，以防止造成孔斜偏差。7.2.6 鉆孔的孔深、孔徑均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，鉆孔深度不宜比規(guī)定值大200mm以上，鉆頭直徑不應(yīng)比規(guī)定的鉆孔直徑小3.0mm以上；7.2.7 錨桿體放入錨孔前應(yīng)清除鉆孔內(nèi)的石屑與巖粉；7.2.8 灌漿后，漿體強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求前，預(yù)應(yīng)力筋不得受擾動(dòng)；7.2.9 錨桿基本試驗(yàn)的地質(zhì)條件、錨桿材料和施工工藝等應(yīng)與工程錨桿一致，數(shù)量不得少于3根。8 安全措施8.0.1 預(yù)應(yīng)力施工操作人員在用電及機(jī)械使用時(shí)應(yīng)遵守施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范JGJ 46及建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程JGJ 33的有關(guān)安

18、全規(guī)定；8.0.2 施工前應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)交底，施工中應(yīng)明確分工，統(tǒng)一指揮；8.0.3 張拉預(yù)應(yīng)力錨桿前應(yīng)對(duì)設(shè)備全面檢查并固定牢靠張拉時(shí)孔口前方嚴(yán)禁站人；8.0.4 拱部或邊墻進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿施工時(shí)其下方嚴(yán)禁進(jìn)行其他作業(yè)；8.0.5 注漿管路應(yīng)暢通，防止塞泵、塞管；8.0.6 機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)部位應(yīng)有安全防護(hù)裝置。9 環(huán)保措施9.0.1 嚴(yán)格執(zhí)行建筑施工場(chǎng)界噪聲限值，控制和降低施工機(jī)械和運(yùn)輸車輛造成的噪聲污染。9.0.2 合理安排作業(yè)時(shí)間，避免夜間施工，使施工噪聲對(duì)周圍環(huán)境影響減少到最低程度。9.0.3 適當(dāng)控制機(jī)械布置密度，條件允許時(shí)拉開一定距離，避免機(jī)械過于集中形成噪音疊加。9.0.4 粉塵的作業(yè)環(huán)境中作業(yè)，除灑水外，作業(yè)人員還配備勞保防護(hù)用品。9.0.5 工程完工后，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)徹底清理，并按設(shè)計(jì)要求采用植被覆蓋或其它處理措施。10 效益分析10.1.