冉黎
【摘要】預應力錨索自1975年在我國問世以來,發(fā)展很快,應用較廣,已從最初的洞室加固逐漸用在水電站的不良大壩加固、邊坡抗滑支護、高壓輸電塔基錨固等領域,其社會效益和經(jīng)濟效益都比較顯著,倍受人們的青睞。
【關鍵詞】預應力錨索 施工工藝 方法
預應力錨索是由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面,把一端(錨桿)錨固在堅硬的巖層中(稱內錨頭),然后在另一個自由端(稱外錨頭)進行張拉,從而對巖層施加壓力對不穩(wěn)定巖體進行錨固的方法,簡稱錨索。
1.預應力錨索的施工工藝。
預應力錨索施工主要包括造錨索孔、錨索組裝、推送錨索、注漿、澆注混凝土錨墊板、張拉預應力、外錨頭保護等施工流程。
(1)造錨索孔
通常利用潛孔鉆機打孔,動力為壓縮空氣和電。鉆孔機具的選擇必須針對地質條件,使其與地質條件相適應,無論使用哪種鉆機打孔,其鉆機的推力和扭矩都要適當,并留有余地,以便在出現(xiàn)卡鉆時能夠有足夠的力量進行處理,否則開足馬力全速鉆進,發(fā)現(xiàn)卡鉆時就難于處理,有可能斷鉆桿,甚至會使全部鉆桿丟在孔中。在正常鉆進中出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象,經(jīng)過處理仍然卡鉆,此時應退卸鉆桿,鉆機保持在原位,采用止?jié){袋向孔中定位注漿,把巖孔周圍的破碎巖塊膠結起來,待砂漿有一定強度時再重新打孔,以便順利穿過破碎帶。不管在那種巖石中鉆孔,都要及時排渣,在鉆進過程中要隨時觀察進尺情況,發(fā)現(xiàn)不正常情況時要作出正確判斷,采取相應措施予以解決。在極其破碎巖層中打孔,采用上述鉆進辦法不能成孔時,應采用跟管鉆進辦法,當克服塌孔段后,再用正常鉆進辦法打孔。
(2)錨索組裝
錨索組裝要在作業(yè)臺上進行,禁止在地面上組裝。把已切好的鋼絞線放在作業(yè)臺上,按錨索的設計長度+40cm下料,用切割機鋸斷鋼絞線,每束鋼絞線的長度誤差不得超過5cm。如果采用PE鋼絞線,要把錨固段鋼絞線外層的PE塑料管剝除,用棉紗擦掉防腐油,再用汽油清洗余下的防腐油,最后用洗衣粉擦洗,并用清水沖洗干凈,裸線要套上Φ22的塑料管,留出錨固段的長度,并在錨固段與自由段交界處的塑料管端部纏上膠布或不干膠帶,然后把鋼絞線順直擺好,鋼絞線之間無交扭現(xiàn)象,張拉端鋼絞線端頭要平齊。
(3)推送錨索
推送錨索之前,要事先搭好作業(yè)臺,使其便于作業(yè),作好準備工作之后,數(shù)人抬著錨索運到孔位。為了安全起見,宜用繩子拴在錨索的適當位置,然后將錨索插入孔中,前面的人站在作業(yè)臺上,統(tǒng)一口令,同時用力向孔中推送錨索,因錨索較長,后面的人要協(xié)同前面的人共同推送錨索,直至把錨索送到位。值得注意的間題是,錨索外露端要滿足張拉工作長度,要精確計算,不能憑眼睛估計,防止出現(xiàn)錨索張拉工作長度不夠或外留端過長的現(xiàn)象,前者錨索無法張拉,后者保證不了錨索的設計長度。如果在移動的邊坡上施工,要根據(jù)邊坡的移動速率事先留出滑動量。
(4)注漿
錨索孔注漿一般采用擠壓式或活塞式注漿機,砂漿攪拌機用二次攪拌式。
錨索注漿要及時,特別在移動的邊坡上施工錨索注漿更要及時,防止因邊坡滑動壓癟注漿管。在有條件時,注漿機與孔的距離越近越好,注漿時要邊注邊向外拔注漿管,拔管時要有一定阻力,使注漿管的前端始終埋在砂漿里,直至全孔注滿,并在孔口部穩(wěn)壓,保證全孔注漿飽滿。
(5)澆注混凝土錨墊板
錨墊板一般為鋼筋混凝土構件,要先挖基槽,如幾根錨索共用一塊錨墊板,其基槽底部要平順,坡度一致,并用低標號砂漿找平。然后按設計的鋼筋圖編筋,編筋時底部要墊起來,留出鋼筋保護層。在鋼筋中的錨索要順直,無交扭現(xiàn)象。編完鋼筋經(jīng)檢查合格后即支模板,在模板的內側要墊上砂漿墊塊,留出鋼筋保護層。最后把鋼錨墊板套在鋼絞線上,并使其與錨索相垂直,調好后將鋼墊板焊在鋼筋上,澆注混凝土之前把鋼絞線定位器套在鋼絞線上(鋼絞線定位器的孔位與錨環(huán)的孔位相同),以便保證鋼絞線的正確位置,給張拉錨索預應力創(chuàng)造條件。
一切就緒后即可澆注混凝土,在澆注混凝土時要保證混凝土的配合比與設計的標號相同。澆注混凝土時要把住混凝土振搗關,既不能漏振,也不能過振,漏振會造成混凝土不密實,甚至會出現(xiàn)蜂窩麻面和空洞,過振會造成混凝土離析,產生分層現(xiàn)象,致使混凝土不均勻,影響強度。在澆注混凝土的同時做出錨墩,其側面與鋼墊板表面成45°,以便將壓應力均勻傳給錨墊板?;炷铃^墊板上表面要求抹平,混凝土終凝后要養(yǎng)護七天以上,防止混凝土開裂。
(6)張拉預應力
張拉設備系統(tǒng)事先要進行標定,繪出KN-MPa曲線。張拉時加荷卸荷要平穩(wěn),使油壓徐徐上升或下降,張拉過程中千斤頂后面禁止站人,防止發(fā)生意外。大噸位干斤頂要用繩子拴住,防止干斤頂滑落。
當錨墊板混凝土的強度達到設計強度的70%時即可對鋼絞線施加預應力。為了使張力均勻,通常要對鋼絞線進行調直張拉一單根對稱張拉,其張拉力一般為設計值的1/4,然后再整組張拉,根據(jù)設計張力的大小,一般分三級進行張拉,并在每一級荷載下穩(wěn)壓5min以上,盡量消除錨墊板混凝土和鋼絞線的徐變影響。最后一級荷載要大于鎖定張力值,確保鎖定張力值滿足設計要求(通常情況下預應力錨索的設計值為鋼絞線允許強度的65%)。
(7)外錨頭保護
預應力錨索為永久受力構件,外錨頭一旦失效就會前功盡棄,故對外錨頭要加以保護,防止產生銹蝕。一般情況下采用C20細石混凝土將外錨頭(含鋼墊板)保護起來。其作法如下:用手提式切割機把外露鋼絞線切掉,留長為8~10cm,然后支模,保護層厚度不小于4cm,最后澆注混凝土。
經(jīng)過上述七道工序,預應力錨索施工全部完成,這是正常情況下的做法。在施工中可能會出現(xiàn)這樣或那樣的問題,必須有一定的防范措施。
參考文獻:
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