预应力锚索杆施工方案1.docx
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预应力锚索杆施工方案1
锚索（杆）高边坡防护施工方案
编制依据
1、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004
2、《公路路基施工技术规范》JTGF10-2006
3、《双永高速公路土建路基工程招标文件》相关要求
4、福建省路基施工标准化指南
一、工程概况：
工程部位、工程特点、工程数量等
工程部位：
本合同段路线位于龙岩市境内，线路穿越场区呈丘陵地貌，岩性以粉砂岩和花岗岩为主，一般地层岩体破碎，地质构造发育，地下水位较高，自然边坡稳定性较差；线路切坡遭遇顺层岩石边坡和类土质边坡。
工程特点：
区内先定重点路堑高边坡工点3个，其中K217+319～K217+460左侧边坡为类土质边坡，剥蚀丘陵地貌，坡顶缓坡约250，边坡主体由砂土状强风化泥质粉砂岩夹炭质粉砂岩组成，坡脚见碎块状岩石，层面1800∠500与线路呈小角度斜交顺倾，区间发育断层F101C，产状2850∠750，地下水埋藏较深，不甚发育；K217+490～K217+599左侧为破碎岩石边坡，剥蚀丘陵地貌区，边坡主体为强风化泥质粉砂岩夹细砂岩及其坡残积层，地下水位高，层面1800∠500线路呈小角度斜交顺倾,不利边坡稳定；K217+599～K217+723左侧边坡为岩石边坡，剥蚀丘陵地貌区，边坡主体为强风化泥质粉砂岩夹细砂岩及其坡积层，地下水位高，层面600∠500和1300∠400，发育断层和软弱夹层，不利边坡稳定；
工程数量:
K217+319～K217+460左侧边坡，4束锚索1346米，锚索试验36米，预应力锚杆1290米；K217+490～K217+599左侧边坡，4束锚索2152米，锚索试验36米，预应力锚杆1550米；K217+599～K217+723左侧边坡，预应力锚杆420米，锚杆试验32米，非预应力锚杆540米。
二、施工方案
（一）施工工序
（1）锚索（杆）施工的内容包括施工准备、造孔、锚索（杆）制作与安装、砼结构钢筋置安、注浆、锚索（杆）张拉锁定、验收、封锚等七个环节；
（2）预应力锚索（杆）施工基本工序：
注：
上图为使用自由段无套管的预应力筋时采用二次注浆的基本施工工序，若采用自由段带套管的预应力筋时，宜在锚固段长度和自由段长度内采取同步一次性全段注浆，并且，高压劈裂压浆仅限于设计要求提高地层锚固力或其它特殊要求采用。
（二）、基本试验
1、试验目的：
大规模施工前，按照施工图设计规定进行锚索基本试验，即抗拔拉破坏试验，以验证锚索的性质和性能、施工工艺、设计工艺、设计合理性、安全储备、锚索的抗拔拉承载能力、荷载、变形、松弛和蠕变等问题，以及有关搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。
如发现问题，应及时采取变更和完善等应对措施，以便调整和修正设计参数和施工工艺。
2、试验孔的布置和试验方案的确定：
布置在有代表性岩土的坡面上。
基本试验每种类型锚索数量不少于3根，试验时最大的试验荷载不宜超过锚筋承载力标准值的0.9倍，待锚固体强度大于设计强度的80%时，方可进行试验。
3、试验方法
（1）基本试验加荷等级与测读锚头位移：
a、对于压力分散型锚索，初始荷载为0.1×A×fptk+差异荷载（A为锚筋的截面积，fptk为锚筋承载力标准值），使锚筋拉直，然后松开。
随后再采用循环加荷，每级加荷增量取A×fptk的1/10～1/15倍。
压力分散型锚索各单元差异伸长量和差异荷载计算公式：
（以三单元共六束压力分散型锚索为例）：
差异伸长量：
△L1-2=△L1-△L2
△L2-3=△L2-△L3
△Li=（σ/E）·Li，（式中σ=P/A；i=1，2，3）
差异荷载:
△P1=E·A·（△L1-2/L1）·2
△P2=E·A·（△L2-3/L2+△L2-3/L1）·2
其中：
L1，L2，L3—分别为第一、第二、三单元锚索的长度，且L1＞L2＞L3；
△L1，△L2，△L3—各单元锚索在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的伸长量；
△L1-2，△L2-3—各单元锚索在给定最终张拉（投计锁定）荷载作用下的差异伸长量；
σ—给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下钢绞线束应力；
P—给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下单根钢绞线束荷载;
A—单根钢终线束的截面面积；
E—钢绞线的弹性模量；
△P1，△P2—分步差异张拉之第一、二步级张拉荷载增量。
b、锚索加荷等级与观测时间见表1。
锚索基本试验加荷等级与观测时间表1
加荷标准循环数
加荷等级（A×fptk%）
加载
最大加载量
卸载
初始荷载
—
—
—
10
—
—
—
第一循环
10
—
—
30
—
—
10
第二循环
10
20
30
40
30
20
10
第三循环
10
30
40
50
40
30
10
第四循环
10
30
50
60
50
30
10
第五循环
10
30
50
70
50
30
10
第六循环
10
30
60
80
60
30
10
观测时间（min）
5
5
5
10
5
5
5
c、在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于3次。
d、在每级加荷等级观测时间内，锚头移量不大于0.1mm时，可施加下一级荷载；否则需延长观测时间，直至头位移增量2.0h小于2.0mm时，方可施加下一级荷载。
（2）锚索试验中出现下列情况之一时可视为破坏，应终止加载：
锚头位移不收敛，锚固体从岩土层中拔出或锚索从锚固体中拔出；
锚头总位移量超过设计允许位移值；
后一级荷载产生的锚头位移增量超过前一级荷载产生位移增量的2倍；
锚索材料拉断。
（3）整理试验报告，并绘制荷载一位移（Q-S）曲线、荷载一弹性位移（Q-S0）曲线、荷载一塑性位移（Q-SP）曲线。
（4）基本试验所得的总弹性位移应超过自由段长度理论弹性伸长的80%，且小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长。
压力分散型锚索之锚固段视为零，试验中其自由段应分单元按实际全长计算。
（5）试验得出的锚索安全系数K0值由下式确定：
K0=Ru/Nt
式中：
Ru—锚索极限承载力，取破坏荷载的95%；在最大试验荷载下未达到规定的破坏标准时，极限承载力取最大试验荷载值。
Nt—锚索设计荷载（设计轴向拉力值，下同）。
K0—安全系数；根据福建省的地质情况，k0值一般宜大于2.0。
5、试验结果：
报告监理工程师审查合格后，方可组织大规模施工。
（三）、施工技术及工艺
（1）准备工作
1）设计锚索（杆）工程坡面开挖成形并经验收合格后，应尽快布置锚固工程施工作业，待锚索（杆）工程施工完毕并产生加固作用后，方可进行下级边坡开挖与防护。
2）施工作业开始之前，应进行预应力锚索（杆）的基本试验，并完成预应力锚索（杆）试验报告，提交给有关监理工程师和设计代表，待试验报告批准并经设计锚固参数确认或调整后，方可进行预应力锚索（杆）工程施工作业。
锚索（杆）试验孔的具体位置应由监理和设计代表现场确定，使试验孔可反映工程孔锚固地层实际情况。
试验孔自由段不注浆，锚固段与自由段之间设置止浆袋，锚固段外侧应设排气管，排气管伸入锚固段内5～10cm，其注浆方法和充满标准与工程孔相同。
3）施工场地整理及搭设工作平台时，应对已施工完成的坡面根据设计图纸进行测量后确定预应力锚索（杆）的位置；在安装钻机时，应按照施工设计图采用全站仪进行测量放线确定孔位以及锚孔方位角（或拉线尺量配合测角仪定位），并作出标记。
（2）造孔
1）锚孔测放：
根据具体工点锚固工程施工设计图要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位在坡面上纵横误差不得超过±50mm。
如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
2）钻孔设备：
钻孔机具的选择，应该根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。
锚孔钻造应采用潜孔钻机或锚杆钻机冲击成孔，未经设计允许不得采用地质钻机成孔。
在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中应采用跟管钻进技术。
3）钻机就位：
锚孔钻进施工，应搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超±100mm，钻孔倾角和方向应符合设计要求，倾角允许误差为±1.0°，方位允许误差±2.0。
4）钻进方式：
锚孔钻进应采用无水干钻，禁止开水钻进，以确保锚固工程施工不致于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。
钻孔速度应根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。
5）钻进过程：
钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。
如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，应立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
6）孔径孔深：
钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。
为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。
为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m。
7）锚孔清理：
钻进达到设计深度之后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭，达不到设计孔径。
钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，原则要求使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。
除相对坚硬完整之岩体锚固外，不宜采用高压水冲洗。
若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。
8）锚孔检验：
锚孔成造结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。
孔径、孔深检查一般采用设计孔径钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞贱尘碴及水体现象。
同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。
（锚孔底部的偏斜应满足设计要求，可用钻孔测斜仪控制和检测。
）
（3）锚索（杆）制作与安装
1）锚筋体材料：
在边坡锚固工程中，锚筋材料一般有预应力锚索、预应力锚杆和非预应力锚杆等几种。
预应力锚索宜选用纲绞线或高强钢丝，一般适用于预应力值较大和锚固较深的工程情况。
预应力锚杆宜选用高强精轧螺纹钢筋，当预应力值较小或锚固深度较小时，可采用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋。
非预应力锚杆宜选用满足设计强度要求的Ⅱ级钢筋。
对因锚固地层松散破碎而导致成孔困难的情况，宜采用自钻式锚杆，即杆体材料一次性钻进植入，内空反压注浆。
自钻式锚杆可以设计为预应力和非预应力两种。
2）锚筋体组装：
锚筋体的组装应遵守下列规定。
当采用锚杆（钢筋）作为锚筋体时，锚杆组装前钢筋应平直，并经除油和除锈处理合格。
锚杆接头应采用专用锚杆连接接头或其它保证强度和质量要求的连接技术。
如采用焊接的搭接接头，焊接长度为30d，但不得小于500mm，并排锚杆钢筋的连接也应采用焊接。
精轧螺纹钢筋杆体一律不得采用焊接。
沿锚杆体轴线方向每隔1.0～2.0m，应设置一个对中支架，必要时设排气管，并与锚杆体绑扎牢固。
锚杆体自由段应按设计要求采用塑料套管，与锚固段联接处应用铅丝绑牢和封扎严实，并按设计要求进行防腐处理。
当采用钢绞线或高强钢丝作锚筋体时，锚索编束前，要确保每根钢绞线或高强钢丝顺直，不扭不叉，排列均匀，严格按照设计尺寸下料，每股长度误差不大于±50mm。
钢绞线要求采用机械切割，严禁采用电弧切割，并经除油和除锈处理合格，对有死弯、机械损伤及锈坑材料应剔除。
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