中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝

1、預(yù)應(yīng)力中空錨桿的施工工藝一、前言1、在巖土及地下工程中，當(dāng)圍巖節(jié)理發(fā)育破碎時(shí)，通常圍巖存在著破碎塊、松弛、巖塊之間的咬合、摩擦力低，從而引發(fā)更大面積的圍巖松弛，最終出現(xiàn)圍巖失穩(wěn)、坍塌等事故的發(fā)生。為有效保證工程質(zhì)量和施工安全，故產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)。預(yù)應(yīng)力錨固是用錨固方法增加支擋結(jié)構(gòu)或巖土體穩(wěn)定性的一種措施。其方法是打鉆孔穿過(guò)有可能滑動(dòng)的或已經(jīng)滑動(dòng)過(guò)的滑動(dòng)面，將鋼筋（或鋼索）的一端固定在孔底的穩(wěn)定巖土體中，再將鋼筋（或鋼索）拉緊以至能產(chǎn)生一定的回彈力（即預(yù)應(yīng)力），然后將鋼筋（索）的另一端固定于巖土體或支擋結(jié)構(gòu)表面，利用鋼筋的回彈力壓緊可能滑動(dòng)的巖土體或支擋結(jié)構(gòu)，以增大滑動(dòng)面上的抗剪強(qiáng)度，從而達(dá)到

2、提高巖土體或支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。中空預(yù)應(yīng)力錨桿就是在此理論基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，中空預(yù)應(yīng)力錨桿以其便于施工、改量圍巖條件顯著等原因，近年來(lái)在我國(guó)鐵路、公路、水利水電等工程中得到了迅速的推廣和廣泛的應(yīng)用。二、工程概況江北城車站設(shè)計(jì)為重慶軌道交通六號(hào)線與九號(hào)線的地下?lián)Q乘站，位于江北城中央商務(wù)區(qū)內(nèi)。車站線路里程YDK16+57.455YDK16+298.258,有效站臺(tái)中心里程為YDK16+155.928,車站主體總長(zhǎng)240.8m。車站主體結(jié)構(gòu)分為明、暗挖兩部分，其中里程YDK16+57.455YDK16+105.048、YDK16+259.708YDK16+298.258為明挖段；里程YDK16+105

3、.048YDK16+259.708為暗挖段，采用地下三層鋼碎馬蹄形大拱腳結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)154.660m。開(kāi)挖斷面H=27.4m、D=32.5m。暗挖段開(kāi)挖方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。工程地質(zhì)條件：根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,地應(yīng)力條件簡(jiǎn)單，應(yīng)力水平極低。區(qū)內(nèi)無(wú)斷層，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。根據(jù)場(chǎng)地基巖露頭地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查，基巖內(nèi)裂隙發(fā)育程度為不發(fā)育，巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)。層面結(jié)合差，層面局部充填粘性土。水文地質(zhì)條件：據(jù)地勘資料顯示,擬建場(chǎng)區(qū)內(nèi)松散層上層滯水和基巖風(fēng)化裂隙水局部存在，水量較小。但因場(chǎng)地地表封閉較差且松散層上層滯水受氣候和季節(jié)性變化較大，其水量與降水因素關(guān)系密切，因此后期施工（特別是在雨季期間）應(yīng)考慮大氣降水對(duì)場(chǎng)區(qū)的水文地質(zhì)

4、條件的改變和影響。根據(jù)相鄰場(chǎng)地及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗(yàn)綜合判定：環(huán)境水類型為II類。本隧道圍巖分級(jí)以IV級(jí)為主，定級(jí)為IV級(jí)，屬于淺埋隧道，具成洞條件差，拱頂支護(hù)弱或不及時(shí)時(shí)可產(chǎn)生較大的塌方。故設(shè)計(jì)本著“強(qiáng)支護(hù)”的原則,拱部采用R51超前錨桿支護(hù)，L=4.5m,環(huán)縱距0.5*2.5m,雙層H22格柵鋼架0.5m/根。系統(tǒng)錨桿采用CD28藥卷錨桿，CD32預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿，環(huán)縱距為100*50cm,梅花型布設(shè)。二、預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿施工工藝1、江北城車站采用了小28藥卷錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿交錯(cuò)布置，間排距為0.5mX0.5m,預(yù)應(yīng)力錨桿長(zhǎng)度為6.0m,錨桿直徑為小32。此次使用的是漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿，它由

5、漲殼錨頭（小45）、中空錨桿體、墊板、螺母、連接套、注漿管、必要時(shí)還要用止?jié){塞組成。a、中空錨桿體：為全螺紋中空錨桿體,按照安裝方式的不同，具有注漿或是排氣的功能。a、漲殼錨頭：用高強(qiáng)度的鋼材制成,通過(guò)內(nèi)楔和漲殼加片組成，是錨桿預(yù)應(yīng)力內(nèi)部承載體。c、墊片、螺母：預(yù)應(yīng)力外部鎖定和傳遞荷載的構(gòu)件，墊片、螺母為M30d、注漿（排氣）管：塑料管一段插入孔內(nèi),一段留在孔外。根據(jù)錨桿的安裝方式起注漿或是排氣的作用。錨桿示意圖e、錨桿特點(diǎn)：迅速初期支護(hù),控制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定。中空設(shè)計(jì)，使錨桿實(shí)現(xiàn)了注漿管的功能，避免了傳統(tǒng)施工工藝注漿管拔出時(shí)造成的砂漿流失。能到達(dá)注漿飽滿，并可實(shí)現(xiàn)壓力注漿，提高工程質(zhì)量

6、。由于各配件的作用，桿體的居中性很好，砂漿可以將錨桿體全長(zhǎng)包裹，避免了銹蝕的危險(xiǎn)，達(dá)到永久支護(hù)的目的。2-工藝流程：測(cè)量放線一造孔一泊孔一安插錨桿一安裝墊板、螺帽及注漿管一施加預(yù)應(yīng)力一注漿一錨桿驗(yàn)收評(píng)定3、施工準(zhǔn)備材料的準(zhǔn)備，包括漲殼錨頭、中空錨桿體、墊板、螺母、連接套、注漿管等。機(jī)械包括注漿機(jī)、扭力扳手、風(fēng)槍等。4、測(cè)量放樣按圖示支護(hù)參數(shù)進(jìn)行錨桿孔位放樣，并用不同顏色的油漆進(jìn)行標(biāo)記，以區(qū)別不同類型的錨桿孔位。5、鉆孔錨桿鉆孔采用YT28型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，鉆孔時(shí)孔口直徑以大于錨桿體1020mm為宜，鉆孔角度根據(jù)洞室的結(jié)構(gòu)形式和錨桿所處的部位，一般情況下垂直巖面，終成孔位置偏差不大于10cm,孔深誤

7、差控制在5cm,角度偏差控制在13度。6、清空造孔完成后，用高壓水槍進(jìn)行孔內(nèi)清洗，清潔后再用高壓風(fēng)槍吹出孔內(nèi)積水。所有工作完成后，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員根據(jù)事先的編號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并做好相關(guān)驗(yàn)收資料向監(jiān)理工程師審請(qǐng)驗(yàn)收。驗(yàn)收合格后進(jìn)入下一工序施工。7、安插錨桿將安裝漲殼錨頭的錨桿插入孔內(nèi)，錨桿一段安裝上纖尾，且接上鑿巖機(jī)，開(kāi)動(dòng)鑿巖機(jī)，通過(guò)鑿巖機(jī)的旋轉(zhuǎn)力使錨頭在孔底充分的張開(kāi)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作中，一般鑿巖機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可視為達(dá)到效果。錨頭膨脹過(guò)程示意圖8、安裝注漿管、墊板及螺帽在錨桿安裝后即可插入注漿管，注漿管的長(zhǎng)度定位20cm,孔口外露10cm,然后在孔口用1:0.3水泥砂漿封口，水泥砂漿入孔口約58cm

8、。孔口位置用水泥砂漿找平后可安裝墊片、螺母。9、施加預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力錨桿的張拉鎖定一般有兩種：用機(jī)械扭力扳手鎖定或者用雙活塞柱空心千斤頂鎖定荷載，本次施工采用機(jī)械扭力扳手鎖定。扭力扳手張拉前，應(yīng)取20%設(shè)計(jì)張拉荷載，對(duì)其預(yù)張拉12次，使其各部位接觸緊密。正式張拉時(shí)，應(yīng)張拉至設(shè)計(jì)荷載的105%110%,再按規(guī)定值進(jìn)行鎖定。（用扭力扳手施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，用扳手?jǐn)Q緊六角螺母，使錨桿產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。扳手產(chǎn)生的扭矩與錨桿預(yù)應(yīng)力的關(guān)系一般以經(jīng)驗(yàn)值為依據(jù)，如設(shè)計(jì)定錨桿預(yù)應(yīng)力值為60KN時(shí)，扳手的扭矩為580N.m,及G=F*m,F為作用力、m為作用力到作用點(diǎn)之間的直線距離。扭力扳手上面有刻度，可調(diào)。）預(yù)應(yīng)力施加示意圖1

9、0、注漿此次注漿的水泥砂漿為M30水泥砂漿，注漿用的水泥為42.5的普通硅酸鹽水泥，砂子選用粒徑為35mm的中粗砂，砂子使用前需過(guò)篩，水泥砂漿的膠骨比為1:1.5,水灰比控制在0.380.42為宜。為是其達(dá)到效果最佳，可適量參入混凝土膨脹劑，量可控制在水泥用量的3%6%。由于現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率不盡相同，所以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作中應(yīng)當(dāng)反復(fù)調(diào)試，保證水泥砂漿達(dá)到最佳稠度。此次注漿壓力的終壓應(yīng)控制在0.8MPa,注漿時(shí)，待排氣管出漿后，封堵排氣管，并繼續(xù)灌注至預(yù)定壓力，停止灌注，封堵鋼管口?？紤]現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)條件，對(duì)注漿量過(guò)多的情況應(yīng)當(dāng)進(jìn)行控制，如有地層漏漿現(xiàn)象，可適當(dāng)放寬對(duì)注漿終壓的要求。11、檢查驗(yàn)收驗(yàn)收試

10、驗(yàn)錨桿數(shù)量不得少于錨桿總數(shù)的5%,且不得少于3根。驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)分級(jí)加荷，起始荷載宜為錨桿拉力設(shè)計(jì)值的30%,分級(jí)加荷值分別為拉力設(shè)計(jì)值的0.5、0.75、1.0、1.2、1.3和1.5倍，但最大試驗(yàn)荷載不能大于桿體承載力標(biāo)準(zhǔn)值的0.8倍。驗(yàn)收試驗(yàn)中，當(dāng)荷載每增加一級(jí)，均應(yīng)穩(wěn)定510min,記錄位移讀數(shù)。最后一級(jí)試驗(yàn)荷載應(yīng)維持10mino如果在110min內(nèi)，位移量超過(guò)1.0mm,則該級(jí)荷載應(yīng)維持50min,并在15、20、25、30、45、60min時(shí)記錄其位移量。三、注意事項(xiàng)1、施工前需考慮人工、材料、機(jī)械的準(zhǔn)備是否到位，現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)、水、電的供應(yīng)是否滿足，技術(shù)上要充分考慮不便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的各種因素，以及在便于施工的基礎(chǔ)上是否對(duì)原有方案進(jìn)行修改等要做到心中有數(shù)。2、在進(jìn)行張拉和鎖定時(shí)，臺(tái)座的承壓面應(yīng)平整，并與錨桿的軸線方向垂直，有利于墊片有效地鎖定荷載。3、按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制水泥砂漿配合比，掌握攪拌質(zhì)量，并使注漿設(shè)備和管路處于良好工作狀態(tài)，這是注漿飽滿的主要因素。4.、在鉆孔時(shí)，避免操作不規(guī)范而導(dǎo)致的孔徑不準(zhǔn)