预应力锚索桩板墙施工工法

预应力锚索桩板墙施工工法中铁二十局集团第四工程有限公司一、前言在山岭陡峭、地形复杂、山高谷深的地区，高等级公路通过的地段造成大量的高填深挖，高桥及隧道处处可见。

在山谷深、地面横坡陡峭的地段，路基难于填筑，旱桥跨越在经济和技术上造成较大的浪费，同时也给路基稳定及桥梁的桥桩、墩柱带来隐患。

采用新型高挡墙跨越不仅开挖面小，也可消耗废方，起到安全、经济和环保的作用。

个旧至冷墩二级公路预应力锚索桩板墙工程是采用40米高预应力锚索桩板墙进行边坡治理的项目，稳定了高填方路基，减少了陡坡旱桥，预应力锚索结构由于其合理的受力机理以及在软弱岩体中能更有效的发挥土体承载力而提供了较大锚固力，通过施工经总结形成本工法。

二、工法特点1.采用MG-50A型潜孔冲击钻跟套管无水干钻，能有效的预防塌孔，保证水泥浆与孔壁岩体的粘结强度。

2.锚索材料选用低松弛环氧喷涂无粘结钢绞线（ASTMT416-88a标准270级，强度R b y=1860Kpa，松弛率为3.5%，Φj=15.24mm），配套OVM15型锚具，钢绞线强度高，性能好，可以在张拉结束后有效的进行放张或补偿张拉且弥补了钢绞线在特殊环境下中长久防腐的问题。

3.该体系能主动提供抗滑力，有效的控制岩体的位移，在锚索的锚固范围内产生亚应力带，从而从根本上改善岩体的力学性能。

4.根据现场实际地质情况，大吨位锚索主要锚于碎石土、亚粘土中，鉴于土体破碎，抗剪强度低，在锚索结构上，通过对拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较，采用分散压缩型锚索结构有突出优点。

拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较见表1。

表1 拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较三、适用范围本工法适用于公路、铁路、水利、城市建设等相关领域的浅、中、深层土石混合滑坡、土滑坡、岩石滑坡的防治工程。

四、工艺原理穿过边坡滑动面的预应力锚索，外端固定于抗滑桩上，另一端锚固在稳定整体岩体土石混合体中。

锚索的预应力使不稳定岩体处于较高围压的三向应力状态，岩体强度和变形比在单轴压力及低围压条件下好的多，结构面处于压紧状态，使结构面对岩体变形消极影响减弱，显著提高了岩体的整体性，锚索的锚固力直接改变了滑动面上的应力状态和滑动稳定条件。

五、施工工艺（一）施工工艺流程（见图1）（二）施工要点1.桩板墙施工（1）桩基施工时，应准确核对平面位置，结合地形做好桩区地面截、排水及防渗工作。

（2）桩基采用挖孔桩施工，施工方法主要有：碎石土开挖用洋镐和钢钎；软、风化岩石用风镐，；灰岩、板岩人工用钢钎硬凿；有地下水用7.5KW，20—40米扬程的浅水泵抽水人工凿后，整体板岩和弧石用静态爆破进行凿除。

提升采用人工辘轳和电动葫芦。

挖孔及支撑护壁连续作业，护壁1米为一节，采用孔内现浇，一天后拆模，严格按隔桩开挖的方法进行。

（3）挖孔到位后，清理孔底，重新进行桩位放样，复查准确后开始绑轧钢筋。

在绑扎过程中若发现钢筋笼位置偏差，应及时将其调整准确。

（4）钢筋的焊接和绑扎应严格按照技术规范要求进行。

绑扎成型经检验合格后，转入下道工序——模板安装。

（5）由于桩板墙结构的特殊性，采用标准化的组合钢模。

模板支架与脚手架分离，避免引起模板变形。

在混凝土浇筑之前，用同一种脱模剂涂刷模板，且不得污染钢筋。

安装完毕后，对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查。

浇筑时发现模板有超过允许变形值的可能时，及时纠正。

（6）桩板墙桩长均大于10米，为防止离析，利用串桶倾卸，且在中途设置一至两道减速装置。

由于钢筋密度大，用4台插入式振动器同时进行捣固，浇筑层厚度15cm左右。

浇筑混凝土，必须一次性全桩浇成，否则视为断桩。

当浇筑至预留锚孔处时，仔细振捣，以保证锚孔处的强度。

在混凝土浇筑期间，设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，发现松动、变形、移位时及时处理。

专人填写混凝土浇筑记录。

（7）挡土板为钢筋混凝土矩形板，预制时两侧留有吊装孔，同时作为泄水孔。

挡土板采用直接搭接桩身的形式，桩、板连接的缝隙不用处理，若缝隙过大可采用沥青麻絮填塞。

挡土板采用平面堆放，受力面朝上（受力面按设计图纸标识），其堆积高度不宜超过5块，板块间用木块等支垫，并置于设计支点位置，运输过程要轻搬轻放。

安装时，应竖向起吊，用手牵引，防止与桩相撞，将挡土板正确就位，同时应做好防排水设施及填筑墙被填料，挡土板顶面不齐时，可用砂浆或现浇混凝土调整。

2.桩后回填桩板墙段路基填土严格按照公路工程技术规范和设计标准施工，在填料选材和路基填筑工程中加强了试验工作，从长远考虑，在填土与桩板之间填一层50cm厚的碎石深水层，从而使渗入填土路基中的雨水从挡板泄水孔排出，以保证锚索长久不受雨水的侵蚀，从而保证路基的工程质量。

3.预应力锚索施工（1）施工准备将预应力的造孔设备、注浆设备、张拉设备调至工作面附近，待工作面完成后，马上吊运至工作面，所有施工材料均应由出厂证明、合格证，钢绞线应检测合格，做好施工场地的排水工作，材料、机械的防雨、防水工作，水、电等在前期施工中已接到位，稍做处理即可满足施工要求。

（2）回填土、压密至一定高度。

填土高度按锚索张拉控制程序施工。

随时进行桩位监测。

（3）钻孔钻孔是预应力锚索施工中控制工期的关键工序，为提高钻孔效率和保证钻孔质量，采用MG-50A潜孔冲击钻机。

该钻机所配钻杆是统一规格，按锚索设计长度将钻机所需钻杆摆放整齐，钻杆用完孔深也恰好到位，由于钻杆长度均有±5mm的误差，要求实际钻孔深度超出设计孔深0.5m左右。

为防止恶化边坡岩体的工程地质条件和降低孔壁的粘结性，严禁开水钻进。

钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻进、钻压）地下水及一些特殊情况做好现场记录，如遇地层松散、破碎时应用跟套管钻进技术，以使钻孔完整不坍。

如遇坍孔或地下水丰富时，应立即停钻，进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.2～0.4Mpa），待水泥浆凝固后，再重新扫孔钻进。

钻孔到位后，用高压风（风压大于0.4Mpa）将孔内的岩粉清干净，然后，用预先做好的探孔装置，进行深孔，若探孔时轻松将探孔器送入孔底，钻孔深度符合设计要求，经验收同意后即可转入下道工序——锚索安装。

（4）锚索制作锚索制作工艺流程编束通知单下料、清洗安装承载体、挤压P锚编束安装支撑环安装注浆管验收库存穿束在预先平整好的下料场地上（场地要求宽4m、长40m左右）按下料长度进行下料，每根绞线长度误差控制在10cm左右。

下料长度计算L下=∑L i+L f+L w式中 L下——下料长度L i——各分段锚固长度L f——锚索自由段长度L w——锚索工作段长度下料要求用砂轮切割机切割好以后，钢绞线一端剥除PE15cm，对剥除部分绞线除污洗净，下好料以后，按要求设置承压板、支撑环，支撑环每1m放1个，用GYJ60A型挤压机对剥除部分挤压上P锚。

索体要求绑扎牢固，绞线应平行顺直。

对不同位置处的承载体相应的绞线外露端做出临时和永久性标记。

灌浆管绑扎在锚索体上，灌浆管头部距孔底5～10cm，灌浆管使用前，要检查有无破裂、堵赛。

绑扎好的锚索顶部要安装导向帽，以方便穿索。

锚索制好后应将承压板、P锚外部涂上防腐油漆。

检查合格后的锚索标识好以后分区存放，同时做好防雨、防晒工作。

（5）锚索安装向锚索孔安索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，即可将锚索用人工抬至工作面，用人工将锚索平顺穿入锚孔，当外露部分满足工作长度时即到位，停止穿索。

锚索往孔内穿时，索体必须平顺，不得扭绞，同时应避免损伤PE管及支撑环脱落。

锚索安装工作结束后即可进行灌浆工作。

（6）注浆注浆采用3SNS系列注浆泵，搅拌采用灰浆搅拌机进行。

浆液要搅拌均匀，随绞随用，并在初凝前用完。

严防石块等杂物混入浆液。

注浆材料为纯水泥浆，水泥选用普通硅酸盐525＃，水灰比为0.38，外加10%UEA-Z型复合膨胀剂和0.6%的高效早强减水剂。

浆体强度不小于40MPa，注浆压力大于0.3MPa。

边注浆边缓慢抽拔注浆管，保证注浆管口处于浆液面一下。

并保证浆体密实、饱和，达到设计浆体强度。

待孔口溢出清晰的浆体即可停止注浆。

注浆过程中要做好相关记录，并做好试验块。

（7）锚索的张拉待锚孔注浆体强度达到设计要求后，（按上述配合比施工一般七天就可达到40MPa以上）根据回填土的高程（一般高于相应锚孔4米）和监理工程师书面通知即可进行张拉。

张拉前须对张拉机具进行配套标定，计算出千斤顶受力与油压的线性方程，用于张拉油压与张拉力的控制。

安装锚板前，要用棉纱擦净锚板内的泥沙油污。

钢绞线穿入锚板的顺序，力求与钢绞线束绑扎的顺序一致，防止交叉缠绕。

张拉前，钢绞线外包的PE护管用锯条割掉（注意不要伤着钢绞线），不得用火烧钢绞线，剥除PE后要清除防腐油脂。

锚索张拉应根据填土情况、锚孔数分次分级进行。

张拉方式用小千斤顶对每个承载体按由内向外的顺序对称进行张拉，第一级观测时间需稳定10分钟外，其余每一级需稳定2—5分钟，分别记录每一级钢绞线的预应力施作情况。

张拉过程中必须进行桩位监测和锚索应力的测试工作。

张拉结束后，将锚板外的钢绞线处理好，不能松散，以备再进行张拉。

为防止外锚头的长期暴露，每次结束后应作相应的防护。

每级张拉的稳定时间必须保证，张拉时以张拉油压为主，伸长值进行校核。

当出现异常情况时，必须停止作业进行检查，查明原因后方可继续进行作业。

预应力施作时，对每一次控制应力N j i应进行如下施作方式：①对每一孔锚索的每一次N j i的施作均应按承载体由内向外的顺序进行。

且每一次的施作N j i针对每一个承载体上的钢绞线又须按两步来完成：（设控制应力为N j i）测量、记录持续2min第一步：0 0.1N j i 0.25N j i 0.5N j i（测量记录后不顶压锁定）每根锚索的每一个承载体上的钢绞线采用小千斤顶按第一步的步骤对称张拉结束后进行第二步的操作。

测量、记录持续2min 测量、记录第二步：0 0.5N j i 0.75N j i 1.0N j i不顶压锁定稳压3min②当填土到位时，预应力最终控制应力的施作按①中第一步、第二步完成后对每根钢绞线进行顶压锁定。

（8）再回填、压密、造孔预应力施作后再进行回填、压密工作（同时要进行桩位的监测），至一定的高度后，再造桩上上部锚索孔，如此循环5、6、7的工作。

（9）张拉锁定、封锚按以上工序循环进行到回填土填满到位后，对桩上所有锚索进行张拉锁定，每次张拉需对桩位进行监测。

预应力张拉完成后，用手提砂轮机切除多余钢绞线，外留长度20cm。

最后桩上保护罩，填充好油脂进行封锚，封锚后保持桩面整洁美观。

4.轴力监测桩、锚支挡体系的受力涉及到两个方面，一是桩自身提供的抗力，一是锚索提供的抗力。

两者应有一个合适的力度，锚索受力过大则设计安全性降低，桩身受力过大同样对桩的安全性也构成影响。