预应力锚索施工工艺措施及作用原理

预应力锚索施工工艺措施及作用原理

锚索的作用原理

预应力锚索是一种把钢绞线埋入岩层内部进展预加应力的施工技术,传递主体构造的支护应力到深部稳定岩层的主动支护方式。锚索安设锁紧后,锚索集中应力以 45 度压力分线传递到支护构造物上,在预应力作用下,围岩产生压缩,可是围岩在锚索的弹性压缩下形成“承载拱”,提高了围岩的整体性和内在抗力, 增加其强度,增大围岩的稳定强度。锚索支护能使构造物与围岩连锁在一起共同作用,能使围岩发挥出更大的承载作用,有利于外表构造的稳定,并把构造和共同工作的围岩介质组成复合体,被构造锚固的岩层能更有效地承受负荷产生的拉力和剪力,而且这些力的传递深度也比未经锚固构造的作用大得多。

预应力锚索支护一般分为自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索(对穿预应力锚索)和一般预应力锚索两种。预应力锚索的施工一般分为施工预备、钻孔、锚索制作、锚索安装、锚墩浇筑〔对穿锚索施工〕、注浆、锚墩浇筑、张拉锁定和封锚等几个步骤，具体工艺措施如下：

一、施工预备

锚索施工前应完成材料、现场试验、施工设备、测量放线及其它等一系列的施工预备。

1、材料

预应力锚索一般使用的钢绞线承受高强度〔1860MPa〕低松弛无粘结钢绞线，其性能指标应符合 GB/T5224-1995 和 ASTMA416-98 的规定。钢绞线在运输中应防止磨损。预应力锚索所使用的未镀锌的钢绞线应实行防腐措施。全部上述材料均应有出厂合格证书和标牌，经监理人检查合格前方可使用。每批预应力钢绞线均应有材质成份的质量证明书，承包人应按监理人的指示按GB/T5224-1995的规定，对预应力钢绞线抽样进展力学性能试验，并应将试验成果报送监理人。运输和贮存：在运输中应防止磨损和免受雨淋、湿气或腐蚀性介质的侵蚀。存贮期间应架空堆放，如储存时间过长，对未镀锌的钢绞线应使用乳化防锈剂喷涂外表。

自由式单孔多锚头防腐型预应力锚头静载锚固性能指标为：极限拉应力≥262KN 时，其静载锚固性能应符合GB/T14370-2023 的规定〔即锚固系数ha≥0.95，总应变εapv≥2.8％〕，并应具备良好的防腐性能。

水泥承受标号一般不低于 P.O42.5 的一般硅酸盐水泥；水泥砂浆标号满足设计图纸要求；砂承受最大粒径不大于 2.5mm 的中细砂；速凝剂和其它外加剂符合施工图纸要求，并不得含有对锚索产生腐蚀作用的成分。

2、现场试验

锚索施工应按《标准》SL46-94、DL/T5083-2023 要求先进展现场试验，检验施工工艺和测试张拉锁定后应力衰变规律，提拱超张拉或补偿张拉依据，以便指导正常施工。通过室内试验，结合设计图纸要求，筛选2～3 种砂浆、外锚墩混凝土协作比并编写试验大纲报批进展生产性试验；对张拉机具、设备和仪表进展配套率定，报监理人审批；依据监理人指令，选择有代表性的锚索进展现场生产性试验；整理试验报告报送监理、设计单位审批。

3、施工设备

施工前 42 天，向监理人提交一份包含锚固张拉的机具、设备和仪器配置以及锚固程序和方法的施工工艺报告，报送监理人审批。张拉设备、机具和仪表进展成套标定，报监理人审批，并按标定结果配套进展使用。

4、测量放线

掌握测量由专业测量工程师承受莱卡〔Leica〕TCA-2023 全站仪作导线掌握网。依据设计图纸，施工测量放样承受全站仪进展，并由阅历丰富的测量专业人员负责进展，测量仪器必需经过国家认可的检验机关鉴定前方可使用。测量确定孔位及方向线后，用红油漆在施工现场作好明显的标记，并向现场技术员作好交底工作。

5、其它

制定预应力锚索制作、安装的安全操作规程，报送监理人审批；搭设满足施工要求，安全牢靠的施工排架。搭设要牢靠，并经监理和安全部门验收方可使用。

二、钻孔

1、一般承受 KLEM 和MD 系列钻机进展钻孔，施工时依据设计要求，不同的

锚索选用不同直径的钻头。施工排架搭设要结实，钻机定位准确，水平孔须用

2mm/m 精度的水平尺校核钻机钻杆水平，测量仪测定钻进方向角。调整好孔向再

牢靠固定钻机。

2、开孔钻进要低转速，低压推动，当成孔约 50cm，需再次校核孔向，准时调整钻机。在钻进过程中假设孔深已到达预定施工图所示的深度，而仍处于裂开带或断层等脆弱岩层时，应延长孔深，连续钻进，直至监理人认可为止。对于裂开带或渗水量较大的围岩，在安装锚索前，对锚孔进展灌浆处理。

3、钻进过程中认真记录每一钻孔的尺寸、回水颜色、钻进速度和岩芯记录等数据。造孔过程中应做好锚固段始末两处的岩粉采集，以确保锚固段位于稳定的岩层中。钻孔完毕时，应连续不断地用压力风水彻底冲洗钻孔，钻孔冲洗干净后才能安装锚索。在安装锚索前，应将钻孔孔口堵塞保护。

4、对穿锚索造孔尽量从已施工锚杆的一侧开孔钻进，以避开密集锚杆群。

5、倾斜孔在钻进时承受导向仪掌握斜度，准时测斜、纠偏。钻孔完毕后，应测量孔斜、方位角及孔深，不符合设计要求的孔作废孔处理，并全孔灌注M25 水泥砂浆回填后重钻。

6、其它

钻孔机具应经监理人批准，所选钻机应适合打各种角度的孔，钻孔深度应满足设计图纸规定。钻头应选用硬质合金钻头或金刚石钻头。

锚索孔开孔偏差不得大于 10cm，端头锚的孔斜误差不得大于孔深的 2％，对穿锚不得大于1％。钻孔孔径不应小于施工图纸和厂家产品说明规定的要求。

预应力端头锚的锚固端应位于稳定的基岩中，假设孔深到达预定设计图纸所示的深

度，而仍处在裂开带或断层等脆弱岩层时，应延长孔深，连续钻进，直至监理人认可为止。

对于裂开带或渗水量较大的围岩，在安装锚索前，应对锚孔进展灌浆处理，待灌浆强度超过 5MPa 时，再进展扫孔。

锚索通过浇混凝土构造时，应按 SL46-94 第 3.2 节的规定在混凝土构造内的锚

孔部位预留孔。

三、锚索制作运输及安装

1、锚索制作在有防雨设施的加工厂完成。按实际孔深满足张拉和设计要求的最小长度进展下料。下料前认真检查钢绞线的外表，没有损伤的钢丝或钢绞线才能使用。

2、无粘结端头锚钢绞线内锚段需在加工厂按设计长度先去除内锚固段 PE 套，并用喷射热水溶解脱脂；在内锚固段与自由张拉段相连部位，钢绞线 PE 套管用环氧砂浆封口，以免灌浆时浆液浸入。

3、锚索的钢绞线应按设计图纸要求进展绑扎制作成束。对于无粘结端头锚索，内锚固段需组装成枣核状，量出内锚固段的长度并作出标记，在此范围内穿对中隔离支架，间距 2.0m，两对中隔离支架之间扎胶带一道；内锚固段锚束分层组装，其中 500kN、1000kN 和1750KN 级按一层组装，2023KN 级和3000kN 级为二层；隔离支架应能使钢绞线牢靠分别，使每根钢绞线之间的净距≥5mm，且使隔离支架处锚索体的注浆厚度大于 10mm。编束时肯定要把钢绞线理顺后再进展绑扎，最终在内锚固段端头装上锥形导向帽。隔离支架应选用塑料隔离支架。张拉段每隔 2.0m 设置一道对中支架，端头 2m 区段内加密到 1m；对中支架应保证其所在位置处锚索体的注浆厚度大于 10mm，对中支架之间扎胶带一道。对穿式无粘结锚索，支架间距 2m，其它要求同无粘结预应力端头锚索。进回浆管路应与钢铰线结实联结。

4、钢绞线两端与锚头嵌固端应结实联结，两嵌固端之间的每根钢绞线长度应全都。