某工程预应力锚索墙施工技术及质量控制措施

　　摘要：本文结合某工程实例对预应力锚索墙的施工及质量控制措施过程进行详细的分析。
　　关键词：预应力锚索墙；施工；质量；控制措施
　　一、施工方法特点
　　(1)施工适应性强，几乎不受地形，地质条件的限制，能及时有效因地制宜的稳固边坡。
　　(2)预应力锚索施工机械以轻型机械为主，施工方便快捷同时还改善了劳动条件，减轻了劳动强度。
　　(3)施工时每开挖一级边坡加固一级，及时稳定边坡，对下级开挖无影响。
　　(4)不破坏岩体的整体性，有效的控制岩体的位移，从根本上改善了岩体的力学性能，减少了路基挖方数量，节约了征地，有利于水土保持，保护了环境。
　　二、适用条件
　　本施工方法使用广泛，可应用于路堑顺层滑坡以及危岩，危石加固，以及适用于地下水发育，地表土质松散的坡面滑坡的综合治理，也可对地铁车站，地下水库，高层建筑等深基坑边坡进行加固。
　　三、锚索墙的施工
　　
　　
　　2施工工艺及文字说明：
　　2.1边坡开挖及初喷
　　预应力锚索墙采用分层开挖，分层锚固施工。分层厚度不宜大于4m(锚索间距为3m)，以防边坡开挖后在锚索施工期间造成坍塌。边坡开挖到达锚索施工高程时(一般以低于锚索高程0.5—0.8m为宜，便于安装施工机械)及时对坡面进行清理，铲除浮碴，对坡面进行初喷混凝土厚度5cm。
　　2.2钻孔、清孔及检孔
　　锚索钻孔采用KQLl00型潜孔钻机。钻孔前先测量放样准确定出锚索孔位，依据锚索孔位确定锚杆孔位。并编号标识。钻机就位后调整钻杆与水平方向的夹角符合设计值150,钻孔过程中,应注意钻孔速度，返回介质的成分与数量、地下水等资料的收集与记录，锚索孔设计为下倾钻孔，采用无水钻进。成后用高压空气进行彻底清洗，以确保注浆体与岩体的黏结力，检查孔深是否符合设计深度、有无缩孔现象。通过对记录资料的分析保证锚固段全部在稳定岩层中，如发现异常及时进行变更。清孔、检孔完成后，将孔口暂时封堵，以免杂物进入孔内。
　　成孔精度一般应满足以下要求：
　　(1)钻孔的孔径不应小于设计。
　　(2)钻孔的实际长度应不小于设计长度且不大于设计长度的1%，
　　(3)钻孔在钻进方向上的孔斜偏差不宜大于迎钻孔长度的1／30，当有特殊要求时，钻孔误差可根据实际要求确定；
　　(4)钻孔水平方向的误差不应大于50mm，垂直方向的误差不应大于100mm。
　　锚杆钻孔采用风枪钻进，孔径5cm，钻杆与水平方向的夹角符合设计要求，成孔后用高压空气进行清孔，检查孔深符合设计深度后。即进行注浆安装锚杆，破碎地带可适当加长。
　　2.3锚索的组装与安放
　　(1)预应力锚索体由锚梁、自由段、锚固段和安全段四部分组成。采用压力分散型锚索，由三个单元锚索组成，每个单元锚索分别由两根无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成，钢绞线通过特制的挤压簧和挤压套对称地锚固于钢质承载体上，要求单根的连接强度大于200KN。钢质承载体要求采用45号钢材加工制作，其厚度不小于2cm。
　　(2)钢绞线采用φj15.24mm高强度低松弛无粘结预应力钢绞线。安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。钢绞线沿锚索体轴线方向每1.0～1.5m设置一架线环，保证锚索体保护层厚度不小于20mm。
　　（3）安装锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度（误差控制在50mm范围内），确保锚固长度。
　　2.4锚固段注浆
　　(1)锚固段注浆：使用水泥砂浆注浆，水泥砂浆强度不得低于30MPa,水泥砂浆配合比为1：1（重量比），水灰比为0.38～0.45。注浆时先高速低压从孔底注浆，当水泥砂浆从孔口溢出后，再低速高压从孔口注浆。注浆压力为0.4MPa，为增加浆液的和易性和水泥砂浆的早期强度，在浆液中掺入适量的减水剂和早强剂。为防止水泥砂浆凝固收缩时锚固体与孔壁锚固力的损失，掺入适量的膨胀剂。
　　(2)自由段注浆：锚索自由段所注浆液可采用水泥砂浆或水泥净浆，自由段注浆应与锚固段注浆同步进行。并保证浆体注满自由段顶部的孔隙。为保证锚索与周围岩土体紧密结合，在孔口处设置止浆塞并旋紧。水泥浆、水泥砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆、水泥砂浆应在初凝前用完。
　　(3)最后实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。
　　2.5锚墩浇注
　　锚墩设计为C30钢筋混凝土结构。在初喷混凝土表面挂中8cm的20cmx20cm的钢筋网，按设计绑扎锚墩钢筋，混凝土浇注前，在孔口1m范围内埋设中11cm的铁管，与锚索方向一致，外接OVMl5-4锚垫板，并在铁管上焊制斜向铁管(内径大于注浆管外径)，注浆管由此穿出，注浆结束后割除并封闭，结构如下图所示。
　　
　　2.6锚体张拉
　　当注浆体、锚墩混凝土及喷射混凝土强度达到设计强度的70%后，可对锚索体进行张拉。张拉设备采用YCWlOOB型千斤顶，张拉前应对张拉设备进行标定。并作为张拉的依据。张拉前对锚垫板表面需清除干净，锚具安装应与锚垫板和千斤顶密切对中，并和锚索体轴线方向垂直。千斤顶轴线和锚索体轴线在同一直线上。在正式张拉前用10%或20%的设计拉力进行预张拉，以便锚索的各部位接触紧密，索体完全顺直。张拉分两次进行，第一次张拉按五级张拉(即设计吨位的25%、50%、75%、100%、110%五级)，前四级的稳定时间为5分钟，后一级的稳定时间为15分钟。第一次张拉后6～10天再进行一次补张拉，以便补偿锚索的松弛和地层的徐变等因素造成的预应力损失。在张拉过程中应加强对周围坡面和地表面的观测，以免土体胀起。
　　2.7自由段注浆
　　补张拉完成后。对锚索自由段进行注浆，作为自由段钢绞线的防腐措施之一，注浆要饱满，浆液同锚固段的浆液，注浆方法仍采用孔底返浆法进行封孔。
　　2.8封锚
　　在自由段注浆结束后，如未发现异常情况，可进行封锚。从锚具量起，留30mm钢绞线，其余截去，然后用小石子混凝土封闭锚头，以防风化侵蚀。
　　2.9挡土墙的施工
　　挡土墙的基础埋深2米，基础和墙身都采用C15片石混凝土，底宽5米，顶宽2.8米，高10米。为稳妥地施工抗滑挡土墙，在挡土墙基础开挖前，墙背路堑尽量削缓，并做好地表水地下水的疏排工作。挡土墙分段跳槽开挖基坑，跳槽开挖长度4-5米，施工顺序从两侧向中间并进。沿墙身纵向每隔10米设置一道伸缩缝。墙后设置反滤层，边沟沟底0。3米以上墙身上下左右交错设置0.2×0.2的泄水孔，间距2米，以使排水通畅。
　　2.10坡面防护
　　挡土墙顶，框架梁内种植草被护坡。
　　四、质量控制标准
　　钻孔放线允许误差±5cm。
　　锚索方位角允许误差±10，倾角允许误差±0.50。
　　钻孔孔径允许误差±10mm，长度允许误差±10mm。
　　内锚固段注浆的充盈系数为1.1～1.3。
　　张拉段注浆必须待浆液溢出孔口1-2min,方可停止注浆，24h后需要补浆。
　　五、安全措施
　　各种机具因处于良好的工作状态下，专人操作。上岗前要做好安全检查工作，各种操作人员持证上岗。高空作业必须配带安全带，各种安全防范设施齐全可靠，供钻孔、张拉操作用的脚手平台必须牢固可靠，需经过检查验收方可使用。
　　张拉机设备要有专人维护，张拉过程中千斤顶前不得站人，以防锚索断裂发生事故。
　　六、施工过程中的质量控制措施
　　锚固工程质量控制要点：严格控制锚杆长度，锚杆灌浆长度，锚杆倾角，注浆压力，注浆时间及锚杆预应力等重要参数，施工前进行试验，以考核施工工艺的适用性和设备性能。
　　1、锚杆(锚索)材料质量偏差及制作质量偏差。锚索编束前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，对有死弯、机械损伤应剔除，要对每孔锚索编号，并标明锚索总长、自由段和锚固段的长度。定位环、隔离架位置设置准确，锚固段与非锚固段处置合理。
　　2、孔位不精确，导致槽钢或围檩设置不准确。承压板、槽钢或围檩是一组完全受压构件，它把锚具的集中荷载均匀地传到地基的土层或岩层面。孔口岩面与锚索轴线不垂直，故有调整岩面受力方向的作用，若设置不准确将致使以后张拉受力不均，变形过大甚至使锚头遭受破坏。
　　3、成孔机械设备性能不能满足施工要求。如岩层施工需采用气动潜孔锤锤击成孔施工工艺；而在一般软可塑粘土层中施工需采用全螺旋钻或间隔螺旋钻施工，夹粉土或粉砂层尚需增加泥浆护壁或带套管钻进。其不同设备在不同地质条件下的效果是不一样的。
　　4、孔内注浆浆液水灰比，注浆压力注浆方式要求。注浆采用孔底到孔口反向注浆，至浆液从孔口溢出，浆液凝固收缩后再进行补灌。通过锚索孔的高压注浆，浆液能充填坡体内的裂隙和空隙，提高了坡体内破碎岩体的强度，增强了坡体、土体的稳定性。
　　5、封锚及对非锚固段的技术处理要求。为防渗水、漏水，需对非锚固段进行二次补浆处理，同时对锚头做好防腐防锈处理，注浆封口后，从锚具量起留30MM钢铰线，其余部分截去，在其外部覆盖厚度不小于50MM与锚梁同强度等级的混凝土封头，以防锈蚀破坏，为保证整体美观性，应采用相同的模具进行封头。