拉力分散型预应力锚索在高边坡支护施工中的应用

拉力分散型预应力锚索在高边坡支护施工中的应用

发表时间：2018-12-27T16:38:56.417Z 来源：《防护工程》2018年第29期作者：李玉桥庞占强崔志远谭科梅俊兵

[导读] 以南宁五象新区总部基地地下空间项目的五象山体公园边坡支护为例，阐述了拉力分散型预应力锚索在高边坡条件下的施工工艺和技术措施。

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摘要:以南宁五象新区总部基地地下空间项目的五象山体公园边坡支护为例，阐述了拉力分散型预应力锚索在高边坡条件下的施工工艺和技术措施。

关键词:拉力分散型；预应力；高边坡；施工技术

1 工程概况

南宁五象新区总部基地地下空间项目位于南宁五象新区总部基地核心区域，在五象山体公园的边坡支护工程采用拉力分散型预应力锚索施工。

2 工程特点及难点

（1）拉力分散型预应力锚索是将预应力钢绞线分成数组，内锚段分层固结在锚孔不同深度处，预应力钢绞线传递给山体的锚固力在不同深度均匀分配。

（2）考虑高边坡土质的多样性和复杂性，解决了土质易塌孔、难成孔，施工条件差、难以满足预应力张拉要求等技术难题。

（3）锚索张拉采用分级多循环张拉，保证了预应力锁定时的极限拉力，确保拉力分散型预应力锚索前期受力稳定，高边坡整体稳定性良好。

3 拉力分散型预应力锚索的主要施工方法

3.1 施工工艺流程

拉力分散型预应力锚索施工顺序：施工准备→开挖工作面→成孔机具就位→钻进成孔→锚索下放→一次注浆→二次注浆→张拉锁定 3.2 操作要点

3.2.1 施工准备

1、技术准备

（1）本工程地下工程施工，施工前应根据地质勘察报告及周边环境、地下管线埋设等，对各施工部位地段进行详细的了解。

（2）组织各部门有关人员认真学习施工图纸和设计方案，掌握施工的形式和特点，复核需要采用的新技术，同时审查加工定货有何特殊要求。

3.2.2 开挖工作面

土体随每层锚索施工开挖，每步开挖至锚索底0.5m左右（具体按锚索钻孔机械不同确定，但锚孔位置根部土层应考虑便于腰梁施工，可开挖至腰梁底面即可），开挖一层、支护一层，直到完成。锚杆机工作面平台宽度为6米，平整、压实，靠近支护桩面开挖水沟，用于套管护壁成孔水钻用水。

3.2.3 测放孔位及成孔机具就位

（1）施工前，根据设计图纸，采用BIM软件与CAD结合，确定每个锚索孔位的位置及标高；

（2）成孔前，根据设计，现场采用全站仪与GPS相互复核，测放出孔位，并作出标记；

（3）锚杆机顺着施工道路移动至工作平台，接好电缆，水泵，钻杆正对孔位，再次复核锚索孔位置是否符合设计要求，调整好钻进角度，检查机械是否正常，确认无安全隐患。

3.2.4 钻进成孔

（1）采用锚杆机成孔，锚索成孔直径φ200mm，倾角向下30°；在粘土层、粉质粘土层中采用套管护壁钻进，钻进时利用螺旋钻把土充分倒出后再拔钻杆，这样可减少孔内虚土，方便钻杆拔出；钻进时要注意钻进速度，避免“憋钻”；在岩层中采用湿法钻进，钻孔过程须加套管护壁跟进成孔。

（2）在钻进过程中随时注意速度、压力及钻杆倾角，待钻至规定深度后继续用水反复冲洗钻孔中泥砂，直至溢出清水为止，然后拔出钻杆。

（3）钻孔深度宜大于设计深度0.5m，孔位符合设计要求，偏差不大于20mm。钻孔倾角偏差不大于2%，杆体长度大于设计长度，自由端套管长度允许偏差+50mm。

3.2.5 锚索加工

锚索在钻孔的同时于现场进行编制，内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状。钢纹线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。正常情况下，钢绞线截断余量取50mm。将截好的钢绞线平顺地放在作业台架上，量出内锚固段和锚索设计长度，分组作出标记，例如6束钢绞线直径两端两两一组，互相对应，分别用喷漆标记用于区分，并用铁丝绑扎固定；在内锚固段的范围内穿对中隔离支架，间距60--100cm，两对中支架之间扎紧固环一道；张拉段每米也扎一道紧固环，并采用除锈、刷沥青船底漆后，缠裹两层沥青玻纤布，再装入套管中。套管两端200mm长度范围内用黄油填充，外绕扎工程胶布固定，套管的性能应符合相关规范的要求，自由段应注浆封闭；最后，在锚索端头套上导向帽。

3.2.6 锚索下放

（1）向锚索孔装索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，再以高压风清孔一次，即可着手安装锚索。

（2）钻杆拔出后在套管内安装锚索以防止坍孔，拉杆要求顺直，对自由段要套聚丙烯防护套，两端需密封。

（3）为将拉杆安放在钻孔的中心，防止自由段产生过大挠度和插入钻孔时不搅动土壁，并保证拉杆有足够的水泥浆保护层，在拉杆

的表面设置定位器，定位器的间距在锚固段位为1m左右。

（4）预应力锚索采用φs21.6钢绞线制作，抗拉极限强度标准值1860Mpa，放入锚索时预留1m伸出腰梁外，以备张拉锁定。

3.2.7 浆液搅拌及一次注浆

注浆前应清孔，排放孔内积水，注浆管与锚索同时放入孔内，采用套管护壁成孔工艺时，在拔出套管前，将杆体置入孔内，采用二次注浆工艺，第一次灌注水泥砂浆，浆液配比为0.4:1:1.5，灌浆时应在新浆液从孔口溢出后停止注浆，浆液液面下降时应及时补浆，且第一次灌浆量不应小于钻孔体积的1.2倍；第一次注浆体初凝后，方可进行第二次注浆。

注浆管应在锚杆末端La/4~La/3范围内设置注浆孔（La为锚固长度），孔间距宜取500mm~800mm，每个注浆截面的注浆孔宜取2个 3.2.8 二次注浆

第二次压注浆水泥浆，水灰比为0.5~0.55，注浆量为第一次注浆量的30%~40%，终止注浆的压力不小于1.5MP，浆液可适当加入早强剂；注浆体强度不小于200MP。水泥浆质量是确保粘结力和锚固力的核心，必须充分注意，严格控制在初凝前用完，并要遵守以下规定： A．注浆开始或中途暂停超过30分钟时，要用水润滑注浆罐及其管路； B．注浆孔口压力控制在0.4～0.6Mpa之间； C．注浆管要插至距离孔底5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，直到注满为止； D．二次注浆管应固定在杆体上，注浆管的出浆口应有逆止构造。

3.2.9 张拉锁定

1）张拉锚索前需对张拉设备进行标定。

2）锚杆灌浆后，待锚固体强度达到设计强度的75%且不小于25MPa后，即可进行预应力张拉。张拉时，先清理工作面，安装腰梁及垫板，再用千斤顶张拉分级进行锁定，锁定值按设计及规范要求进行。 3）张拉采用隔一拉一的方式，锚杆正式张拉前，要取设计拉力的10%～20%进行预拉，并对锚杆预张拉1～2次。 4）锚杆张拉要求定时分级加荷载进行，每级加至设计值的25%，最终至设计值后用锚具锁定，张拉时有安排专人操纵机械、记录和观测数据。

5）千斤顶选用YC-300型穿心顶，加载装置千斤顶油泵的额定压力必须大于试验压力且试验前应进行标定。 6）加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。 7）计量仪表测力计位移计等应满足测试要求的精度。 8）张拉时应保证张拉力作用线与孔道中心线重合。

4 结语

五象新区总部基地地下空间项目的五象山山体公园支护工程根据现场土质情况采用拉力分散型预应力锚索，推广了高边坡拉力分散型预应力锚索的施工工艺，提高了施工质量、缩短工期，同事为同行业提供相应的施工技术参考。

参考文献：

[1] GB 50086，《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》[S].

[2] GB50330，《建筑边坡工程技术规程》[S].