1、預應力錨索施工工法1. 前言預應力錨索在深基坑中的應用日益引起人們的關注，它是近年來發展起來用于土體開挖和邊坡穩定的一種擋土結構由于具有安全有效經濟合理等優勢，在我國基礎工程項目得以迅速推廣應用。所謂的預應力錨索是錨桿技術發展的產物，是通過鉆孔將鋼絞線或高強鋼筋錨固于穩定土體中，并通過張拉產生的預應力達到穩定邊坡土體或加固限制其變形的目的，可用于工業與民用建筑的基坑支護中,并與其他支護聯合使用均取得良好效果獲得顯著的社會效益和經濟效益。工法特點1、適用于各種場地和地形，施工作業面不大，整個加固結構輕便，占用空間小，不影響土方開挖和地下室施工，對施工場地狹小放坡困難有相鄰建筑，大型護坡設備不能進

2、場時，具有獨特優越性。2、預應力錨索即可單獨使用充分利用巖土自身強度，從而節省大量的工程材料，同時又可與其他支護結構組合使用，改善受力狀態，具有顯著地經濟效益。3、預應力錨索柔性大，有良好的抗震性和延性，可以深層加固，同時能夠主動控制巖體變形，調整土體受力狀態，有利于巖體穩定性。2. 適用范圍預應力錨索加固技術已廣泛應用于建筑結構物加固、邊坡治理、大型地下洞室及深基坑支護等工程。即可用于永久性加固，又可用于施工場地臨時加固工程，即可單獨使用又可與其他加固結構聯合使用。3. 工藝原理預應力錨索由錨固段、自由段和錨頭三部分組成。錨固段位于穩定土體內起到提供錨固力的作用。自由段是連接錨固段的部分，不

3、但起到傳遞錨固力的作用，而且對錨索鎖定提供必要的延伸量。錨頭是把拉力施加在腰梁或冠梁上，并對拉力進行鎖定。預應力錨索在基坑開挖前（過程中）預先施加應力進行鎖定，該應力通過錨索自由段傳遞到錨固段，最后有錨固段所在的穩定土體承擔，由于提前施加的錨拉力，基坑開挖時護壁樁和其后土體的位移和變形有效地受到限制。1混凝土封錨; 2錨具；3鋼墊板；4腰梁；5孔壁;6自由段經防腐處理的鋼絞線；7隔離支架；8對中支架；9水泥漿；10注漿管；11裸露鋼絞線；12導向帽；4. 工藝流程5. 施工準備6.2 技術準備1、錨索施工必須清楚施工地區的土層分布和各土層的物理力學特性，還需要了解地下水及其隨時間的變化情況，以

4、及地下水中化學物質的成分和含量，這對于確定錨索的布置選擇鉆孔方法等十分重要。2、支護施工圖紙齊全，包括支護平面圖、剖面圖及總體尺寸；擋土的結構類型、詳細設計圖紙及設計說明；標明錨索位置、尺寸（直徑、孔徑、長度）傾角和間距。3、編制錨索施工組織設計，確定施工順序；保證供水、排水和動力的需要；制定機械進場、正常使用和保養得維修制度；安排好勞動組織和施工進度計劃；施工前應進行技術交底。4、錨索支護宜在排出地下水的條件下進行施工，應采取恰當的降、排水措施排出地下水，以避免土體處于飽和狀態并減輕作用于面層上的凈水壓力。基坑四周支護范圍內應預修整，構筑排水溝或混凝土地面，防止地表水向下滲透。靠近基坑坡頂2

5、4m的地面應適當墊高，并應里高外低，便于徑流遠離邊坡。5、現場測試監控方案，以及為防止危及周圍建筑物、道路地下設施安全而采取的措施及應急方案；了解支護坡頂的允許最大變形量，對鄰近建筑物、道路、地下設施等環境影響的允許程度。6、確定基坑開挖線、軸線定位點、水準基點、變形觀測點等，并在設置后加以妥善保護。6.2 材料及機具設備的準備1、主要設備:錨桿鉆機、空壓機、高壓泵、低壓泵、泥漿攪拌機、切割機、電焊機、高壓油泵、張拉機等。2、主要材料:鉆頭、鉆具、電氣焊、鋼絞線、錨板與夾片、錨具、隔離支架、對中支架等特殊配套工具。3、材料要求: 制作錨索的材料主要有不同規格的鋼絞線和高強鋼絲。選取錨索用材料時

6、應考慮材料的特點、錨固力大小、錨索長度和施工場地等因素。錨索材料應按設計要求選取符合有關標準的合格產品，當使用非國家標準的材料時，應對材料的性能進行充分論證，并出具相應的技術鑒定材料。使用的錨索材料必須有出廠質量證明書和標牌外，還應對其性能進行抽樣檢驗，包括外觀和力學性能兩方面。水泥用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，并有出場合格證；水用pH值小于4的水；所用的化學添加劑必須有出場合格證。6. 操作要點7.1 邊坡修整邊坡開挖必須按設計要求分層分級開挖,嚴格做到開挖一級支護一級,上一級未支護完,不得開挖下一級,避免邊坡暴露時間過長,造成新的危害。對具有特殊變形跡象的邊坡開挖,可采用分段跳挖或

7、兩側向中間推進開挖的方式并同步進行支擋。在開挖過程中要根據鉆機特點確定土方開挖深度和開挖工作面，一般挖土至預應力錨索標高以下500mm，留出的工作面寬度不小于7m。每層土體開挖后的樁面配置6.5250mm的雙向鋼筋網，并噴涂混凝噴，在涂過程中要保證預應力錨索所在位置的混凝土面平整堅固，并滿足局部抗壓要求。該過程應在土方開挖后隨即進行，防止樁間土坍塌。7.2 孔位放線按照設計要求采用拉線尺量，結合水準儀測量放線。并用油漆標記確定，確定錨孔位置。孔位坐標誤差不得大于100mm。具體位置詳見下圖7.3 造孔搭設鋼管腳手架，腳手架的平臺位置與鉆孔位置對應，鋼管腳手架的橫桿與縱桿之間利用斜桿加固，然后鋪

8、設厚木板形成鉆機操作平臺。要求腳手架在平臺和坡面上的受力點打入地層不小于20cm，同時所有的扣件牢固連接。造孔的孔深、孔徑均不得小于設計值，鉆孔的傾角、方位角應符合設計要求。其允許誤差值如下：（l）有效孔深的超深不得大于20cm；（2）機械式錨固段的超徑不得大于孔徑的3，最大不得大于5mm；（3）孔斜誤差不得大于3；凡有特殊要求時其孔斜誤差不宜大于08；（4）孔徑不得小于設計孔徑的10mm；鉆機嚴格按照設計孔位傾角和方位角準確就位，并用測角工具控制角度，當鉆進200mm300mm后應校正角度，鉆機在鉆孔過程中應做到“正、平、穩、固”，鉆進過程中鉆機的推力和扭矩要適當以便在出現卡鉆是能夠有足夠的

9、力量進行處理。鉆孔后要反復提插孔內鉆桿，并用水沖洗直至出清水，再接下一節鉆桿，為了使錨固端發揮最大的錨固作用，孔壁不得塌陷和松動，否則會影響拉桿的安放和錨索的承載力。當土層易坍塌時，應加快成孔速度，必要時下套管護壁。鉆孔過程中既要注意地下隱蔽物安全，又要防止鉆進過程中鉆到地下電纜等物的不安全因素，當發現錨孔地層出現異常情況要及時向上匯報，經分析查明后方可繼續。鉆孔必須采用清水，不能采用泥漿及渾濁泥水清孔，否則因泥漿附著于鉆孔孔壁起隔離作用，使水泥漿無法滲入周圍土體中，使水泥漿與孔壁間的摩擦力減小。7.4 錨索制作安裝鋼絞線下料長度計算公式：L=a+b+cL鋼絞線下料長度,mm;a鋼絞線設計長度

10、,mm;b外錨頭厚度，mm；c錨具長度（墊板、千斤頂），mm；下料時鋼絞線的切割應采用砂輪切割機，禁止用電焊或氣割，以免鋼絞線頭松散及鋼絞線受熱損傷而降低抗拉強度。為保證鋼絞線在孔中處于居中位置，防止自由段產生過大的撓度和插入鉆孔時不攪動孔壁并保證鋼絞線有足夠的保護層，應沿沿鋼絞線間距1.5m套上隔離支架和對中支架，并用鉛絲綁扎牢固，在綁扎過程中鋼絞線要順直，不要歪扭，更不要出現相互交錯的現象。注漿管居中放置前端距錨索端頭500mm，并在注漿管前端開設兩對注漿孔。鋼絞線前端套上導向帽，并導向帽牢固的固定在鋼絞線上。錨索自由段涂防銹漆兩道并用塑料波紋管包裹，兩端用膠帶密封防止時水泥漿液滲入自由段

11、的塑料波紋管內。要求組裝的錨索整體性好，每根鋼絞線上無傷痕，搬運過程中不走形錯位，注漿管暢通，錨固段鋼絞線無油污。最后在錨索上編號以便對號入孔。錨索主要配件示意圖a)導向帽； b）隔離支架； c）對中支架錨束制作所采用的隔離架、支撐環裝置及綁扎方式均不得妨礙張拉與灌漿的施工操作。對中支架必須保證鋼絞線處于居中位置，鋼絞線四周應有足夠的水泥漿保護層厚度，從而提高錨固力。錨索安裝應在鉆孔驗收合格后立即進行，安裝時應采用人工通過架體送入孔中完成，注漿管隨錨索綁在一起同時放入孔內，放置時要求操作人員均勻用力并按設計的傾角和方位角平順推進，嚴禁抖動、扭轉和串動防止中途散束和卡阻。在錨索推進預定深度后，檢

12、查注漿管是否暢通。7.5 灌漿灌漿的關鍵是如何將孔底的空氣、泥漿排出孔外，保證灌漿飽滿密實。注漿水泥應有出場材質證明書，應嚴格按規定計量拌合均勻，水泥漿水灰比宜采用0.45-0.50的純水泥漿。隨伴隨用，攪拌時間應3min，確保攪拌均勻并經8×8mm篩網過濾方可使用。錨索注漿分為常壓注漿和高壓注漿兩個步驟，注漿體強度不低于25Mpa。錨索放入孔后半小時內應進行一次常壓注漿，從孔底向上直至孔口溢漿為止，待漿面下降至一定位置后進行補漿，以保證注漿飽滿；二次高壓注漿在一次常壓注漿強度達到5.0Mpa后進行，且二次注漿漿液冒出孔口方可停止注漿，注漿壓力控制在2.55.0Mpa，并在施工中嚴格

13、記錄水泥用量。注漿完成后，自然養護不少于7天，在漿體硬化前，不能承受外力或有外力引起的錨桿移動。若注漿量超過理論注漿量的3倍且壓力較小時，應及時查明附近是否有地下工程。在注漿過程中還應防止注漿壓力過大造成邊坡發生破壞，所以在注漿前必須進行有關的穩定驗算和現場調查。為給錨索張拉提供依據，注漿時應對預應力錨索的漿液取樣做抗壓試驗，并要求錨索張拉時混凝土強度不得低于設計強度的80。7.6 錨具安裝錨墊板采用300×300×20鋼板，腰梁采用20a#工字鋼，腰梁與樁間用細石混凝土填充密實。安裝應保證錨具面與鋼絞線受力方向垂直。7.7 張拉鎖定預應力張拉前應對張拉設備、壓力表、千斤頂

14、等進行標定，張拉機具操作人員應定人定位持證上崗。錨索承壓墊板應平整，錨具安裝應與錨墊板和千斤頂密貼對中，千斤頂軸線與錨孔及鋼絞線同軸線，確保受力均勻。錨索張拉宜在錨固體強度大于20Mpa并達到設計強度的80后進行，預應力錨索張拉時應分段分區進行，防止臨近錨索相互影響，應采用“隔二拉一”或“隔一拉一”的方式進行。張拉開始應取1020的設計張拉荷載對錨索張拉12次，使鋼絞線拉緊各部位接觸緊密， 再進行整索張拉。分級加載和整索加載程序在補充差異荷載后分五級按有關規范規定施加，即荷載的25、50、75、100和110。最后荷載張拉時應維持10min。預應力卸載后48h內，若發現預應力損失大于錨桿設計值

15、的10時，應進行補償張拉。張拉加載及卸載應緩慢平穩。張拉過程中應采用雙重控制，以壓力表讀數為主，伸長值為輔進行復核，當錨索張拉實測伸長值與理論計算伸長值偏差超出10或小于5時，應停機檢查，待查明原因并采取措施后方可恢復張拉。張拉過程中如遇預應力鋼絞線斷裂，夾片出現可視裂紋，千斤頂嚴重漏油，油泵壓力表反應異常等情況，應停機檢查處理。張拉過程中發現有以下幾種情況容易造成張拉失敗，進而導致錨索失效。第一種破壞形式是注漿體與地層界面間發生破壞，這是因為一是注漿壓力難以達到要求，漿液擴散范圍過小；二是成孔孔壁粗糙程度難以足夠的粘結力；三是下錨后注漿不及時造成孔內可能發生坍孔，影響了注漿的質量。第二種破壞

16、形式表現為沿錨索體與注漿體界面破壞，從施工記錄及破壞情況分析來看，原因一是因為無粘結鋼絞線外包塑皮破壞，二是因為注漿漿液發生分層現象。第三種問題是以設計承載力難以鎖定錨索，錨頭位移過大；這種情況主要發生在錨墊墩坐落于土石交錯地段，還有一種原因分析后認為主要是因為錨固段埋入穩定地層中的深度不足所引起。 7.8 封錨預應力錨索為受力構件，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500mm，然后支模，保護層厚度4，最后澆注混凝土。錨索剖面圖7. 錨索施工時應注意的問題

17、1、由于地質原因，有時預定的設計孔位次造孔成功，需要調整孔位。出現這種情況時，要把廢孔用砂漿注滿，再另行開孔，調整的角度在±2°以內。2、鋼絞線在組裝前和組裝后都不要有傷痕，特別要防止電焊燒傷和硬物擊打。3、注漿管進入后，前端被泥土或巖粉堵塞，可用壓縮空氣或高壓水沖管，直到暢通為止。經過處理仍然不通，可拔出注漿管在原位另送注漿管，如果送不進去，只有有拔出錨索，重新用鉆機洗孔，再送入錨索。4、在滑動邊坡上施工錨索，先施工的錨索將首先承受因邊坡滑動產生的張力，當張力超過錨索的斷裂強度時，有的鋼絞線可能斷裂，錨具中的卡片飛出，斷裂點通常在卡片附近。如果此時多余的鋼絞線尚未切除，可

18、將斷裂錨索處的錨墊板下面的巖土挖除，把錨索切斷，重新從錨環中穿入短鋼絞線錨索，用鋼絞線對接器把鋼絞線接好，然后再單根張拉，最后把錨墊板挖空處用片石填滿，并向片石中注漿。5、在施工過程中要保護好已送入的錨索外露端，鋼絞線不能被機械碾壓，產生變型或破損。8. 試驗與監測預應力錨索試驗包括材料試驗，錨索受力性能試驗及驗收試驗。材料試驗分鋼絞線力學性能試驗、錨具硬度檢查。錨索受力性能試驗的條件，所用的錨索、張拉機具及施工工藝必須與實際工程相同，張拉力值應以測力計讀書為準。驗收試驗按設計要求隨機抽樣進行，其抽樣數一般為5，但不得小于3束驗收合格標準應由設計確定。各項試驗應提出實驗報告，實驗報告的主要內容

19、包括：試驗方法、數量使用的材料、設備、儀器、加載過程、伸長值量測，實驗結果整理分析，并作出試驗結論。施工期間監測工作必須與預應力錨索張拉同步進行，及時整理資料，迅速反饋信息，進行動態設計，調整施工工藝。按照規范規定對基坑、周邊建筑物、道路管線的沉降位移進行檢測，在基坑四周設置水平位移及沉降觀測點，基坑監測必須由專人對監測結果及時進行反饋，發現異常情況及時通知相關人員，并作研究處理。9. 質量要求1、鉆孔的孔位、孔深、傾斜度應按設計要求進行嚴格控制，保證孔位達到設計和規范要求。2、嚴格執行“三檢”制，作好班組自檢，必須作好各工序的施工記錄，施工中上道工序不合格或未經監理工程師驗收簽證的預應力錨索階段產品，不得進入下一道工序施工。3、認真做好施工記錄，各道工序施工人員必須經培訓并經考核合格后方可上崗作業，嚴禁違章操作。4、工具錨夾片與工作錨夾片兩者不可混用，工具錨夾片使用一般不宜超過10次。工作錨板、限位板和工具錨板之間的鋼絞線一定要保持順直，不能相互扭結，以保證張拉的順利進行。5、錨索入孔時索體的彎曲半徑必須大于5m。6、自由段內預應力筋宜采用帶塑料套管的雙重防腐，塑料套管材料應具有足夠的強度，保證其在加工和安裝過程中不致損壞