預(yù)應(yīng)力錨索加固施工控制工藝解析
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力錨索；加固；控制；工藝；注意事項(xiàng)
1前言
預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)源于國外，它是錨桿技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。1933年，阿爾及利亞A.Coyne工程師首次將錨索加固技術(shù)用于水電工程的壩體加固并獲成功。從40年代末至70年代初，錨索加固技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，加固理論、設(shè)計(jì)方法和有關(guān)規(guī)范也逐步出現(xiàn)和完善。我國的錨索加固技術(shù)始于60年代，1964年梅山水庫在右岸壩基的加固中首次成功地使用了錨索加固技術(shù)。國內(nèi)鐵路系統(tǒng)自80年代開始應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)于路基邊坡加固防護(hù)工程中，1987年鐵一院在寶成線首次采用預(yù)應(yīng)力錨索加固危巖邊坡，獲得成功。
預(yù)應(yīng)力錨索加固效果的好壞，在很大程度上取決于施工工藝是否合乎要求。
2預(yù)應(yīng)力錨索加固施工控制工藝
預(yù)應(yīng)力錨索加固施工主要控制工藝有成孔、制索、注漿、張拉鎖定、試驗(yàn)驗(yàn)收。
（1）成孔
成孔是預(yù)應(yīng)力錨索加固施工的第一步，錨索孔是錨索的工作空間。鉆孔在錨索施工中占據(jù)較大比重的工作量，是影響工程費(fèi)用和工期的關(guān)鍵性因素。在鉆孔施工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的鉆孔參數(shù)和地類型，確定適用的鉆孔設(shè)備和工藝，力求達(dá)到提高工作效率和降低工程費(fèi)用的目的。
�、馘^索鉆孔要求干鉆，禁止開水鉆，以確保錨索施工巖體的工程地質(zhì)條件和保證孔壁的粘結(jié)性能。錨索孔徑的大小應(yīng)根據(jù)需要確定：預(yù)應(yīng)力錨索的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于20mm，臨時(shí)性預(yù)應(yīng)力錨索的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于10mm。即
(1)
式中—錨索鉆孔直徑；
—錨索直徑；
—保護(hù)層厚度，永久性錨索取20mm，臨時(shí)性錨索取10mm。
�、阱^索孔下傾與水平面夾角為宜在之間，允許誤差±1°，為確保錨孔深度，實(shí)際鉆孔深度要求大于設(shè)計(jì)深度0.3m。
錨索傾角的確定，應(yīng)依據(jù)錨索的經(jīng)濟(jì)性與錨索提供的抗滑力共同確定。
�、坫@進(jìn)過程中應(yīng)對每個孔的地層變化，鉆進(jìn)狀態(tài)（鉆壓、鉆速），地下水及一些特殊情況作現(xiàn)場記錄，如地層松散、破碎時(shí)，應(yīng)采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)，使鉆孔完整。若遇塌孔，應(yīng)立即停鉆，進(jìn)行固壁灌漿處理（灌漿壓力0.1～0.2MPa），待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進(jìn)。
�、茔@孔完成后必須使用高壓空氣（風(fēng)壓0.2～0.4MPa）將孔中巖粉及水全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖體的粘結(jié)強(qiáng)度。
⑤錨孔造好后，需經(jīng)有關(guān)質(zhì)檢部門檢查后，方可進(jìn)行下一步工序。
�、掊^孔鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)做好記錄，若地形條件與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)及時(shí)通報(bào)設(shè)計(jì)單位，以便及時(shí)變更設(shè)計(jì)。
錨索鉆孔直徑一般大于80mm，長度一般大于10m，在巖石中，應(yīng)優(yōu)先選用潛孔沖擊類鉆機(jī)。潛孔沖擊類鉆機(jī)所鉆鑿鉆孔的孔壁粗糙而對錨索的錨固十分有利。在松軟破碎的巖體中一般使用旋轉(zhuǎn)鉆和帶套管的鉆機(jī)，在這類巖體中的鉆孔有時(shí)需要多次鉆孔注漿循環(huán)才能成孔。
�。�2）錨索制作
①錨索材料應(yīng)選用高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨具可采用OVM型（包括配套的錨墊板、夾片和螺旋筋）。
②錨索編束前，要確保每根鋼絞線順直，不扭不叉，排列均勻，除銹，除油污，對有死彎，機(jī)械損傷及銹坑處應(yīng)剔除。自由段鋼絞線涂抹黃油作防腐處理后再套具有一定強(qiáng)度的PVC軟管，PVC軟管不得有破損。
③錨固段架線環(huán)與緊箍環(huán)每隔1m間隔設(shè)置。緊箍環(huán)系8號鉛絲繞制，不少于兩圈，自由段每隔2～3m設(shè)置一道架線環(huán)，以保證鋼絞線順直。架線環(huán)可自制，也有塑料成品。
�。�3）注漿
注漿是用注漿泵把液體的水泥質(zhì)注漿體以一定的壓力注入孔中的施工過程，錨索注漿是為了形成錨固段和為錨索提供防腐蝕保護(hù)層。另外，一定壓力的注漿可以使注漿體滲入地層的裂隙和縫隙中，從而起到固結(jié)地層、提高地層承載力的作用。固結(jié)地層的范圍和效果取決于注漿的壓力和地層的裂隙大小。注漿是錨索施工中最為關(guān)鍵的工序之一，其效果的好壞直接影響到錨索的錨固性能和永久性。
在灌注向下傾斜的錨索時(shí)，注漿管應(yīng)隨錨索體一同送入孔底，注漿起到注滿為止。當(dāng)孔有積水時(shí)，最可靠的方法是注入的漿液將積水全部排出，待溢出的稠度與注入漿液的稠度一樣后再停止注漿。
在含有大量裂隙或破碎的巖體中，預(yù)注漿是錨索注漿前經(jīng)常的一道工序。用于局部改善地層的預(yù)注漿可作為錨索施工的一部分。
水灰比對水泥漿的質(zhì)量起著特別重要的作用，過量的水會使拌和材料泌水過大并降低其強(qiáng)度，同時(shí)也會產(chǎn)生較大的收縮。
經(jīng)驗(yàn)表明，錨索用水泥漿最適宜的水灰比為0.4～0.45，灰砂比為1：1，漿體強(qiáng)度≥35MPa。但在吸水性很強(qiáng)的地層中或要求充填地層裂隙的注漿體有時(shí)使用的水灰比可以較大。
�。�4）張拉、鎖定
當(dāng)注漿體達(dá)到預(yù)計(jì)強(qiáng)度即可進(jìn)行張拉，張拉錨索主要為達(dá)到以下目的：1.通過對錨索加載，進(jìn)一步證實(shí)錨固段的承載力和錨索的各種力學(xué)性能；2.給錨索施加預(yù)應(yīng)力，達(dá)到設(shè)計(jì)加固效果。
○1必須待錨孔內(nèi)的砂漿及框架混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行錨索預(yù)張拉。
○2張拉作業(yè)前必須對張拉機(jī)具設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。
○3錨索超張拉力為錨索設(shè)計(jì)拉力值的1.1倍，錨索張拉分兩次進(jìn)行，按從中間到兩邊次序?qū)ΨQ進(jìn)行第一次張拉，張拉力為預(yù)張拉值的一半，必須待每根錨索完成第一次張拉后，再按從中間到兩邊次序?qū)ΨQ進(jìn)行第二次張拉，直到設(shè)計(jì)張拉噸位。每次張拉應(yīng)分級進(jìn)行，除第一級需要穩(wěn)定20～30分鐘外，其余每一級需要穩(wěn)定2～5分鐘，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量。鋼絞線張拉時(shí)受力要均勻，宜采用小千斤頂。
○4張拉達(dá)到預(yù)張拉值后，即鎖定，機(jī)械切除多余的鋼絞線，嚴(yán)禁采用電割法，并應(yīng)留長5～10cm的鋼絞線以防滑脫，最后用混凝土封閉。
�。�5）試驗(yàn)與驗(yàn)收
為了確定錨索的極限錨固力，驗(yàn)證錨索的各種安全系數(shù)、錨固性能、設(shè)計(jì)參數(shù)以及施工工藝的合理性，要對錨索進(jìn)行各種試驗(yàn)，主要包括驗(yàn)證試驗(yàn)、適應(yīng)性試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)。
不論是臨時(shí)還是永久性錨索，在使用前均應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。驗(yàn)證試驗(yàn)用于研究和證實(shí)擬采用的工作錨索的性質(zhì)和性能、設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)合理性以及所提供的安全度。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時(shí)，至少試驗(yàn)三根錨索，最好在與工作錨索相同的地層中進(jìn)行。
通過驗(yàn)證試驗(yàn)后的錨索在使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場適應(yīng)性試驗(yàn)，以檢查錨索在特定現(xiàn)場條件下的適應(yīng)性。試驗(yàn)錨索一般不少于三根。
現(xiàn)場驗(yàn)收試驗(yàn)也稱質(zhì)量控制試驗(yàn)，它是針對所有工作錨索進(jìn)行的，其目的是獲知錨索受力大于設(shè)計(jì)荷載時(shí)的短期錨固性能，以及滿足設(shè)計(jì)條件時(shí)錨索的安全系數(shù)。檢查數(shù)量一般為錨索總數(shù)的5%～10%。
3結(jié)語
鎮(zhèn)勝公路各邊坡錨索加固的實(shí)踐證明，按生產(chǎn)性試驗(yàn)的施工工藝進(jìn)行施工的錨索合格率達(dá)100%，說明生產(chǎn)性試驗(yàn)對施工的質(zhì)量控制有決定性作用。
參考文獻(xiàn)
[1]梁炯鋆.錨固與注漿技術(shù)手冊[M].北京:中國電力出版社,1999.
[2]華代清.漫灣水電站巖質(zhì)邊坡預(yù)應(yīng)力錨索固設(shè)計(jì)中的幾個問題[J].云南水電技術(shù),1992,3
[3]張勇.預(yù)應(yīng)力自由錨索對深埋地下洞室的加固效果[J].土木工程學(xué)報(bào),1992,9.
[4]王少昆.漫灣水電站邊坡錨索處理設(shè)計(jì)與施工[J].云南水力發(fā)電,1993,2.
[5]公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:人民交通出版社,2004.
