一、施工前提條件
(1)錨固工程計劃設(shè)計圖、邊坡巖土性質(zhì)等資料齊全;
(2)施工場地、臨時便道已修建完成,施工用水、用電已到位;
(3)已根據(jù)現(xiàn)場的情況、設(shè)計文件和工期要求,編制完成施工組織設(shè)計,已制定施工進度計劃,質(zhì)量保證體系、安全保證體系已建立;
(4)分項工程開工報告已批復(fù);
(5)工地現(xiàn)場管理人員,專業(yè)技術(shù)人員,技術(shù)工人和普通工人,已到位,配備合理;
(6)施工所需機械設(shè)備、測量儀器、檢測儀器已進場;
(7)施工用材料已進場,并且材料有關(guān)性能指標均已達到設(shè)計要求和符合國家標準或行業(yè)規(guī)范要求;
(8)現(xiàn)場各種施工標志牌(工程概況、安全標示、操作規(guī)程、材料標示等)已制作安裝完成;
(9)已對邊坡進行中線、水平、橫斷面的復(fù)測,并已在邊坡上按設(shè)計圖紙確定預(yù)應(yīng)力錨索(桿)的位置。
二、施工工序
(1)錨索(桿)施工的內(nèi)容包括施工準備、造孔、錨索(桿)制作與安裝、砼結(jié)構(gòu)鋼筋制安、注漿、錨索(桿)張拉鎖定、驗收、封錨等7個環(huán)節(jié)。
(2)預(yù)應(yīng)力錨索(桿)施工基本工序:
注:上圖為使用自由段無套管的預(yù)應(yīng)力筋時采用二次注漿的基本施工工序,若采用自由段帶套管的預(yù)應(yīng)力筋時,宜在錨固段長度和自由段長度內(nèi)采取同步一次性全段注漿,并且,高壓劈裂壓漿僅限于設(shè)計要求提高地層錨固力或其它特殊要求采用。
三、 施工技術(shù)及工藝
3.1 施工準備
1)設(shè)計錨固工程坡面開挖成形并經(jīng)驗收合格后,應(yīng)盡快布置錨固工程施工作業(yè),待錨固工程施工完畢并產(chǎn)生加固作用后,方可進行下級邊坡開挖與防護。
2)施工作業(yè)開始之前,應(yīng)進行預(yù)應(yīng)力錨索(桿)的基本試驗(圖8.3.1),完成試驗報告提交有關(guān)監(jiān)理工程師和設(shè)計代表,待試驗報告批準并經(jīng)設(shè)計錨固參數(shù)確認或調(diào)整后,方可進行預(yù)應(yīng)力錨索(桿)工程施工作業(yè)。錨索(桿)試驗孔位置由監(jiān)理和設(shè)計代表現(xiàn)場確定。
試驗孔自由段不注漿,錨固段與自由段之間設(shè)置止?jié){袋,錨固段外側(cè)應(yīng)設(shè)排氣管,排氣管伸入錨固段內(nèi)5~10cm,其注漿方法和充滿標準與工程孔相同。
3)施工的場地整理及搭設(shè)工作平臺時,施工方需對已施工完成的坡面依據(jù)設(shè)計圖紙進行測量確定預(yù)應(yīng)力錨索(桿)的位置(圖8.3.2);
鉆機安裝時,按照施工設(shè)計圖采用全站儀進行測量放線確定孔位以及錨孔方位角(或拉線尺量配合測角儀定位),并作出標記。
3.2 造孔
1)錨孔測放:根據(jù)設(shè)計圖將錨孔位置準確測放在坡面上。如遇既有坡面不平順或特殊困難場地,需經(jīng)設(shè)計監(jiān)理單位認可,在確保坡體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全的前提下,適當放寬定位精度或調(diào)整錨孔定位。
2)鉆孔設(shè)備:根據(jù)錨固地層類型、錨孔孔徑、深度及施工場地條件等選擇鉆孔設(shè)備。錨孔鉆造應(yīng)采用潛孔鉆機或錨桿鉆機沖擊成孔,未經(jīng)設(shè)計允許不得采用地質(zhì)鉆機成孔。對易于塌縮孔或卡鉆埋鉆地層中應(yīng)采用跟管鉆進技術(shù)。
3)鉆機就位:鉆進施工搭設(shè)施工平臺需滿足承載能力和穩(wěn)固條件要求,準確安裝固定鉆機。錨孔開鉆就位縱橫誤差≤±50mm,高程誤差≤±100mm ,鉆孔傾角和方向符合設(shè)計要求,傾角誤差≤±1.0°,方位誤差≤±2.0°。
4)鉆進方式:錨孔鉆進應(yīng)采用無水干鉆,禁止開水鉆進,以防鉆孔施工惡化坡體地質(zhì)條件,確保孔壁的粘結(jié)性能;根據(jù)鉆機使用性能和錨固地層條件嚴格控制鉆孔速度,以防鉆孔扭曲和變徑,造成下錨困難或其它意外事故。
5)鉆進過程:鉆進過程中應(yīng)對每個孔的地層變化,鉆進狀態(tài)(鉆壓、鉆速)、地下水及一些特殊情況作好現(xiàn)場施工記錄。如遇塌孔縮孔等不良鉆進現(xiàn)象時,應(yīng)立即停鉆,及時進行固壁灌漿處理(灌漿壓力0.1~0.2MPa),待水泥砂漿初凝后,重新掃孔鉆進。
6)孔徑孔深:鉆孔孔徑、孔深要求滿足設(shè)計值。為確保錨孔直徑,要求實際使用鉆頭直徑不得小于設(shè)計孔徑。為確保錨孔深度,要求實際鉆孔深度大于設(shè)計深度0.2m。
7)錨孔清理:鉆進達到設(shè)計深度之后,必須穩(wěn)鉆1~2分鐘,防止孔底尖滅,達不到設(shè)計孔徑。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯,必須清理干凈。鉆孔完成后,原則要求使用高壓空氣(風(fēng)壓0.2~0.4Mpa)將孔內(nèi)巖粉及水體全部清除出孔外,以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結(jié)強度。除相對堅硬完整之巖體錨固外,不宜采用高壓水沖洗。若遇錨孔中有承壓水流出,待水壓、水量變小后方可下安錨筋與注漿,必要時在周圍適當部位設(shè)置排水孔處理。如果設(shè)計要求處理錨孔內(nèi)部積聚水體,一般宜采用灌漿封堵二次鉆進等方法處理。
8)錨孔檢驗:錨孔成造結(jié)束后,須經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢驗合格后,方可進行下道工序。孔徑、孔深檢查一般采用設(shè)計孔徑鉆頭和標準鉆桿在現(xiàn)場監(jiān)理旁站的條件下驗孔,要求驗孔過程中鉆頭平順推進,不產(chǎn)生沖擊或抖動,鉆具驗送長度滿足設(shè)計錨孔深度,退鉆要求順暢,用高壓風(fēng)吹驗不存明顯飛賤塵碴及水體現(xiàn)象。同時要求復(fù)查錨孔孔位、傾角和方位,全部錨孔施工分項工作合格后,即可認為錨孔鉆造檢驗合格。(錨孔底部的偏斜應(yīng)滿足設(shè)計要求,可用鉆孔測斜儀控制和檢測。)
3.3 錨索(桿)制作與安裝
1)錨筋體材料:主要以預(yù)應(yīng)力錨索、預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿為主。
預(yù)應(yīng)力錨索為綱絞線或高強鋼絲;預(yù)應(yīng)力錨桿為高強精軋螺紋鋼筋;非預(yù)應(yīng)力錨桿以滿足設(shè)計強度要求的Ⅱ級鋼筋為主。
2)錨筋體組裝:錨筋體的組裝應(yīng)遵守下列規(guī)定。
①錨筋體組裝必須搭設(shè)組裝平臺,平臺高度不小于30cm。
②錨桿組裝時,鋼筋應(yīng)平直,除油、除銹處理合格。錨桿接頭采用專用錨桿連接接頭,不得采用焊接技術(shù)。沿錨桿體軸線方向每隔1.0~2.0m,設(shè)置一個對中支架,必要時設(shè)排氣管,并與錨桿體綁扎牢固。錨桿體自由段按設(shè)計要求采用塑料套管,與錨固段聯(lián)接處應(yīng)用鉛絲綁牢和封扎嚴實,并滿足設(shè)計要求防腐處理合格。
③錨索編束時,每根鋼絞線或高強鋼絲需順直、不扭不叉、排列均勻,嚴格依據(jù)設(shè)計尺寸下料,每股長度誤差不大于±50mm。鋼絞線要求采用機械切割,嚴禁采用電弧切割,并經(jīng)除油和除銹處理合格,對有死彎、機械損傷及銹坑材料應(yīng)剔除。鋼絞線或高強鋼絲應(yīng)按設(shè)計要求平直編排,沿錨索體軸線方向自由段每1.5~2.0m設(shè)置一個隔離支架,錨固段每1.0~1.5m設(shè)置一個隔離支架,并在錨固段兩隔離支架之間中部設(shè)一道緊箍環(huán),采用16號鐵絲繞制,不得少于兩圈,保證錨索體保護層厚度不小于20mm。錨索編束(包括注漿管)應(yīng)捆扎牢固,捆扎材料不宜用鍍鋅材料。錨索體自由段應(yīng)按設(shè)計要求采用塑料套管,與錨固段相交處的塑料管管口應(yīng)密封并用鉛絲綁架。同時,要求按設(shè)計要求進行防腐處理。若采用壓力分散型錨索或其它荷載分散型錨索,應(yīng)嚴格按照設(shè)計相關(guān)要求下料和編制。
④錨索體完成隔離支架與緊箍環(huán)的組裝后,應(yīng)在其底端接裝導(dǎo)向帽,以便下錨順利。導(dǎo)向帽尺寸應(yīng)嚴格按設(shè)計要求制作,尺寸制作誤差≤±5mm,接裝定位誤差≤±20mm。導(dǎo)向帽宜采用鐵絲綁接牢固,不宜采用焊接。
⑤當采用二次補充注漿的錨筋體組裝時,應(yīng)同時裝放二次注漿管和止?jié){密封裝置。止?jié){裝置應(yīng)設(shè)在自由段和錨固段的分界處,并具良好可靠的密封性能。宜用密封袋作止?jié){密封裝置,密封袋兩端應(yīng)牢固地綁扎在錨筋體上。當采用高壓劈裂注漿提高地層錨固力時,要求以漿體強度控制開始劈注時間(一次漿體強度為5MPa),并注意二次注漿管之錨固段內(nèi)設(shè)花孔和封塞。
⑥壓力分散型(拉壓復(fù)合型)錨索錨固段鋼質(zhì)承載板與擠壓套之間要求采用對拉栓接固定,所有鋼質(zhì)材料外露部分表面要求涂刷防銹漆保護。擠壓套要求進行現(xiàn)場擠壓抽樣試驗,抽樣數(shù)量宜為1~2%,試驗荷載一般不小于200KN;外錨頭所用錨具也必須進行抽樣試驗,一般抽樣數(shù)量為3~5%,并滿足相關(guān)技術(shù)指標。對于壓力分散型(拉壓復(fù)合型)錨索,各單元錨索應(yīng)有明確可靠標記,以便采用差異分步張拉。
3)錨筋體防腐:錨筋體自由段的防腐與隔離應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求施做。
錨筋體防腐與隔離一般采用首先刷防銹油漆,然后涂脫水黃油,最后外套塑料套管處理。錨筋體的防腐宜采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋和壓力分散型錨頭等技術(shù),提高自由段的防腐等級和改善錨固段的工作狀態(tài)。
4)隔離支架:隔離支架應(yīng)由鋼質(zhì)、塑料或其他對錨筋體無損害的材料制作。
5)塑料套管:塑料套管的材質(zhì)、規(guī)格和型號應(yīng)滿足設(shè)計要求。套管盡量避免剪斷和接頭,如有接頭應(yīng)綁接牢固并作密封處理,確保不產(chǎn)生拉脫和破損現(xiàn)象。
6)注漿管:注漿管需滿足設(shè)計要求,具有足夠強度,保證在注漿施工過程中注漿順利,不堵塞、爆管或破損拉斷。一次注漿管捆扎在錨筋體中軸部位,注漿管頭部距錨筋體末端宜為50~100mm。若采用二次注漿,須另置注漿管。二次補充注漿管捆扎在防腐塑料套管外側(cè),二次高壓注漿管與一次注漿管一起捆扎或采用同一管路,管口要求用膠布封堵嚴實,并按設(shè)計要求預(yù)留花管孔眼和安放止?jié){裝置。
7)錨筋體長度:嚴格依據(jù)設(shè)計要求制作,錨固段長度制作允許誤差為±50mm,自由段長度除滿足設(shè)計要求外,應(yīng)充分考慮張拉設(shè)備和施工工藝要求,一般預(yù)留超長1.0~1.5m。
8)錨筋體檢驗:錨筋體制作完成后,需對錨筋體各部件進行檢查。筋股順直完好、無死彎硬折或嚴重碰割損傷,排列分布與編束綁架應(yīng)符合設(shè)計要求。錨筋自由段防銹漆、防腐油和各項纏繞密封措施應(yīng)符合設(shè)計要求,防銹漆刷蓋均勻,不見黑底;防腐油完全覆蓋和填充錨筋材料與外環(huán)層之間的空間;纏繞密封牢固嚴實。錨筋自由段塑料套管、注漿套管、隔離(對中)支架、緊箍環(huán)、以及導(dǎo)向尖殼綁扎捆架應(yīng)符合設(shè)計要求,塑料套管綁扎穩(wěn)固密塞,具有足夠強度,外觀完好,無破損修補痕跡;注漿管安裝位置正確,捆扎勻稱,松緊適度;隔離(對中)支架、緊箍環(huán)和導(dǎo)向尖殼等分布均勻、定位準確,綁扎結(jié)實穩(wěn)固。并且,應(yīng)按錨筋體長度和規(guī)格型號進行編號掛牌,使用前需經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師認可。
9)錨筋體的儲存、運輸與吊裝:錨筋體的儲存、運輸與吊裝應(yīng)因地制宜擬定方案。組裝完成的錨筋體應(yīng)順直分開,保證通風(fēng)干燥。在運輸和吊裝過程中,應(yīng)細心操作,不得損傷錨筋體及其防護介質(zhì)和組成部件。
10)錨筋體安裝:錨筋體入放錨孔前,應(yīng)檢查錨筋體制作質(zhì)量,確保錨筋體組裝滿足設(shè)計要求,并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師認可。
3.4 注漿施工
錨孔鉆造完成后,應(yīng)及時安裝錨固體并進行錨孔注漿,原則上不得超過24小時。
1)注漿設(shè)備:注漿設(shè)備應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求采用的注漿材料、注漿方式和注漿壓力,并結(jié)合實際錨固地層情況,綜合確定選用相應(yīng)注漿設(shè)備。
2)注漿材料:注漿材料依據(jù)設(shè)計圖紙要求確定。一般宜選用灰砂比1:1~1:2,水灰比0.38~0.45的水泥砂漿或水灰比0.4~0.45的純水泥漿,必要時可以加入一定量的外加劑或摻加劑。
3)原材料要求:水泥宜使用普通硅酸鹽水泥,必要時采用抗硫酸鹽水泥,不得使用高鋁水泥。細骨料應(yīng)選用粒徑小于2mm的中細砂;砂的含泥量按重量計不得大于3%;砂中所含云母、有機質(zhì)、硫化物及硫酸鹽等有害物質(zhì)的含量,按重量計不宜大于1%。拌合水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì),不得使用污水;永久性錨固工程不得使用PH值小于4.0的酸性水和硫酸鹽含量按SO-24計算超過水重1%的水。必要時,水泥漿中可加入控制泌水或延緩凝結(jié)等外加劑,但必須符合產(chǎn)品標準;水泥漿中氯化物的總含量不得超過水泥重量的1%;除二次高壓注漿(劈裂注漿)和自由段二次注漿(補充注漿)外,一般不宜采用膨脹劑。
4)注漿準備:注漿準備工作除嚴格認真?zhèn)渲圃牧吓浔群捅匾O(shè)備外,在注漿作業(yè)開始和中途停止較長時間再作業(yè)時,宜用水或水泥漿潤滑注漿泵及注漿管路。
5)注漿漿液:注漿漿液應(yīng)嚴格按照配合比攪拌均勻,隨攪隨用,漿液應(yīng)在初凝前應(yīng)完,并嚴防石塊、雜物混入漿液。注漿漿體強度不應(yīng)低于20MPa。
6)注漿結(jié)束:錨孔灌漿作業(yè)一般宜為孔底返漿方式注漿,直至錨孔孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時,方可停止注漿。注漿結(jié)束后,應(yīng)將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈。
7)注漿記錄與試驗:注漿作業(yè)過程應(yīng)做好注漿記錄。同時,每批次注漿都應(yīng)進行漿體強度試驗,且不得小于兩組,保證滿足設(shè)計漿體強度要求。
8)一次常壓注漿:一次常壓注漿分為錨固段注漿和全段一次性注漿兩種注漿方式,一般常采用全段一次性注漿。
9)二次補充注漿:二次補充注漿適用于一次常壓錨固段注漿的情況,即在預(yù)應(yīng)力張拉鎖定工序完成之后,對錨固體的自由段進行補充充填注漿。其優(yōu)點可使施加預(yù)應(yīng)力盡量傳遞至錨固段,但其施工工藝和工序相對復(fù)雜,非設(shè)計特殊要求情況,一般不予采用。
10)二次高壓注漿(劈裂注漿):根據(jù)設(shè)計要求,為提高錨固段的抗拔能力,宜采用二次高壓注漿,即劈裂注漿。二次高壓注漿的注漿材料宜選用水灰比0.45~0.5的純水泥漿。一次常壓注漿作業(yè)從孔底開始,直至孔口溢出漿液,即全段一次性注漿;一次常壓注漿結(jié)束后,應(yīng)將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈。對止?jié){密封裝置的注漿應(yīng)待孔口溢出漿液后進行,注漿壓力不宜低于2.5MPa。對錨固體的二次高壓注漿應(yīng)在一次注漿形成的水泥結(jié)石體強度達到5.0MPa進行,注漿壓力、注漿數(shù)量和注漿時間可根據(jù)錨固體的體積及錨固地層情況確定,并分段依次由下至上進行。
3.5 張拉鎖定與封錨
1)張拉鎖定設(shè)備:錨筋的張拉必須采用專用設(shè)備,并在張拉作業(yè)前對張拉機具設(shè)備進行標定,錨筋鎖定工作應(yīng)采用符合技術(shù)要求的機具。對錨桿的張拉鎖定,根據(jù)設(shè)計要求,亦可使用簡易張拉方式和相應(yīng)鎖定器具。
2)錨筋張拉:錨筋張拉應(yīng)遵守下列規(guī)定。
①錨斜托臺座的承壓面應(yīng)平整,并與錨筋的軸線方向垂直。