高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝的製作方法
2023-12-11 22:58:02 1
專利名稱：高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及預應力錨索錨固工程領域，特別涉及一種高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝。背景技術：
近年來，壓力分散型預應力錨索在複雜高邊坡加固工程中應用越來越廣泛，是因為其具有以下優點(1)結構合理，錨固端壓力分散合理。由於受力更加均衡，避免了由於應力集中導致的錨索失效，增強了錨固效果和減緩錨索應力損失時間，從而延長了錨固壽命，達到長期穩固邊坡的目的。(2)依靠承載板傳遞錨固力，對鋼絞線與漿體的粘結力沒有很高的要求，降低了不可靠因素，可以提供更大的錨固力。(3)採用了塗有建築油脂的鋼絞線，外面敷裹著高密度聚乙烯(PE)防護(4)可以縮短錨索長度，節省工程材料。注漿工序一次完成，不需要區分錨固端和張拉自由段，減少了施工工序，大大縮短施工工期，降低工程造價。 (5)由多個單元錨杆按一定技術要求組合而成的錨索實體，具有將抗拉拔力按技術要求均衡準確的分散到各個不同地質地段以及局部巖體因變形引起的局部應力能分部到整個張拉段上。但是，該類錨索施工時，相對於拉力型錨索各錨索單元容易產生受力差異，當差異較大時，容易造成個別單元應力超限或破壞，影響錨固效率，因此施工過程中結合邊坡巖土體和設備條件，研究科學合理的施工工藝是應力分散型預應力錨索實施成功與否的重要環節。
發明內容
本發明為了彌補現有技術的缺陷，提供了一種錨固力大、錨固荷載大、節省工程材料、使用壽命長的高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝。本發明是通過如下技術方案實現的
一種高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝，其特徵是包括鑽孔、錨索加工、錨索下錨、錨索注漿、錨索張拉及鎖定、錨索監測，其具體工藝步驟如下
(一)鑽孔
(1)錨索施工前選取兩根以上錨索進行作業；
(2)根據設計要求的鑽孔參數和地層類型，確定適用的鑽孔設備和工藝；
(3)將鑽機固定在堅固的基礎或腳手架上；
(二)錨索加工
(1)根據以下因素確定預應力錨索的下料長度①墊墩高度，其受坡率影響，②定位板及錨具的厚度，③應力測試儀的厚度，④千斤頂長度，⑤施工預留值；
(2)預應力錨索應嚴格按照設計尺寸進行下料，每股長度誤差不應大於50mm，無粘結鋼絞線在加工中不能損壞油脂導管；
(3)預應力錨索在加工時應平直排列，沿軸線方向每隔1.0 1. 5m設置一個隔離架，杆體的保護層的厚度不應小於2cm，隔離架應綑紮牢固並不得扭轉杆體；
(4)隔離架將錨索體各鋼絞線相互分離，隔離架由鋼、塑料或其它對杆體無害的材料組成；
(5)承載體、隔離架、注漿管與索體的綁紮不使用鍍鋅材料，錨索體在安裝前妥善保
護；
(6)預應力錨索為高壓注漿時，應在加工杆體的同時加工好止漿密封裝置，且在下杆體時一起下到設計的位置，全長無粘結型預應力錨索止漿密封裝置應放在離孔口 1. 0 1. 5m 處，其它預應力錨索應放在錨固段與自由段的分界處；
(三)錨索下錨
(1)杆體放入鑽孔前，首先檢查杆體的質量，確保杆體組裝滿足設計要求；
(2)安裝杆體時，應防止杆體過大的扭曲變形，注漿管隨杆體一併放入，注漿管頭部應插入承載體內，且在第一單元承載體尾部開一到兩個小口，並用膠帶封口 ；
(3)杆體插入孔內深度不得小於設計尺寸的95%，杆體的入孔應比設計多進20cm左右， 然後再注漿時拔出多入的長度，以保證第一個單元錨索錨頭在注漿後能被水泥淨漿包裹；
(4)錨索入孔後，及時注漿；
(5)錨索經多次入孔不成功後，對錨頭和承載體的損壞或遺失，應及時更換，對鋼絞線外包層的破壞要在鋼絞線上塗上潤滑脂後用塑料管包裹，再用膠帶纏好，經檢查確認後方可再次入孔；
(四)錨索注漿
(1)各單元錨杆全段均能自由伸長，在注漿時應全段一次到位；
(2)水泥漿液採用普通矽酸鹽水泥；
(3)漿液選用灰砂比為1:1 1 :2、水灰比0. 38 0. 45的水泥砂漿或水灰比為0. 4 0. 45的純水泥漿進行灌注；
(4)注漿漿液攪拌均勻，漿液在初凝前用完；
(5)注漿作業開始或中途停止較長時間再作業時，用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及注漿
管路；
(6)高壓注漿當孔口溢出漿液或排氣孔停止排氣時，應立即封堵孔口或排氣管，不得讓水泥漿溢出，直到壓力滿足設計要求後，方可停止注漿；
(五)錨索張拉及鎖定
(1)錨索加載速率控制在每分鐘取設計應力值的1/10，卸載速率控制在每分鐘取設計應力值的2/10 ；
(2)墊墩的錨墊板與承壓面保持平整，錨墊板保證足夠的剛度並與錨索的軸線方向垂
直；
(3)錨索張拉前應對張拉設備進行標定，得出相應的曲線參數，並對張拉設備分別進行標識；
(4)墊墩砼強度設計強度的70%時即可進行張拉，但錨固段注漿體的強度須大於設計強度；
(5)錨索在鎖定後，應對應力變化觀察一段時間，對有明顯應力損失的，要進行補償張
拉；
(六)錨索監測
(1)預應力錨索應力監測採用鋼弦式錨索測力傳感器、應變式錨索測力傳感器或液壓式錨索測力傳感器進行監測；
(2)錨墊板與錨索測力傳感器之間為嵌入式安裝，錨墊板中心孔徑必須小於錨索測力傳感器底部內環直徑；錨墊板外端有效直徑必須略大於錨索測力傳感器底部外環直徑；
(3)錨墊板具有足夠的厚度和剛度，錨墊板外表面平整整潔；
(4)造孔後，孔口構築混凝土墩臺，錨墊板位於墩臺上，錨墊板的外平面必須與穿索孔軸線垂直，其不垂直度要小於5度；
(5)錨索在整體超張拉時，最大壓力應控制在錨索測力傳感器滿量程的80%；
(6)信號傳輸電纜要貫穿安裝到監測的全過程，錨索測力傳感器電纜插頭防水處理。本發明的有益效果是該高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝，結構合理，受力均衡延長了使用壽命，產生的錨固力大、錨固荷載大，可以縮短錨索長度，節省工程材料，大大縮短施工工期，降低工程造價。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。附圖1為本發明錨索監測裝置的安裝結構示意圖。圖中，1工作錨板，2錨索測力傳感器，3錨墊板，4混凝土墩臺。具體實施例方式
附圖為本發明的一種具體實施例。該高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝，包括鑽孔、錨索加工、錨索下錨、錨索注漿、錨索張拉及鎖定、錨索監測，其具體工藝步驟如下
(一)鑽孔
(1)錨索施工前選取兩根以上錨索進行作業，以便對施工工藝和施工設備的適應性進行評定和比選；
(2)根據設計要求的鑽孔參數和地層類型，確定適用的鑽孔設備和工藝；
(3)將鑽機固定在堅固的基礎或腳手架上，防止鑽機振動使鑽機發生移動而造成大的鑽孑L誤差。(二)錨索加工
(1)根據以下因素確定預應力錨索的下料長度①墊墩高度，其受坡率影響，②定位板及錨具的厚度，③應力測試儀的厚度，④千斤頂長度，⑤施工預留值；
(2)預應力錨索應嚴格按照設計尺寸進行下料，每股長度誤差不應大於50mm，無粘結鋼絞線在加工中不能損壞油脂導管，若不慎損壞應立即用塑膠帶進行包裹；
(3)預應力錨索在加工時應平直排列，沿軸線方向每隔1.0 1. 5m設置一個隔離架，杆體的保護層的厚度不應小於2cm，隔離架應綑紮牢固並不得扭轉杆體；
(4)隔離架將錨索體各鋼絞線相互分離，以保證錨索體周圍均有一定厚度的漿體覆蓋， 同時也起到錨索體居中的作用，隔離架由鋼、塑料或其它對杆體無害的材料組成，不得使用木質材料；
(5)承載體、隔離架、注漿管與索體的綁紮不使用鍍鋅材料，錨索體在安裝前妥善保
護；
(6)預應力錨索為高壓注漿時，應在加工杆體的同時加工好止漿密封裝置，且在下杆體時一起下到設計的位置，全長無粘結型預應力錨索止漿密封裝置應放在離孔口 1. 0 1. 5m處，其它預應力錨索應放在錨固段與自由段的分界處。(三)錨索下錨
(1)杆體放入鑽孔前，首先檢查杆體的質量，確保杆體組裝滿足設計要求；
(2)安裝杆體時，應防止杆體過大的扭曲變形，注漿管隨杆體一併放入，注漿管頭部應插入承載體內，且在第一單元承載體尾部開一到兩個小口，並用膠帶封口，以防止有泥漿的孔內沉積物阻塞注漿管，對注漿構成隱患；
(3)杆體插入孔內深度不得小於設計尺寸的95%，杆體的入孔應比設計多進20cm左右， 然後再注漿時拔出多入的長度，以保證第一個單元錨索錨頭在注漿後能被水泥淨漿包裹；
(4)錨索入孔後，及時注漿，特別是存在坍孔隱患和鑽孔時有泥水混合物的索孔，更應及時注漿，否則將影響錨索質量，甚至錨索破壞；
(5)錨索經多次入孔不成功後，對錨頭和承載體的損壞或遺失，應及時更換，對鋼絞線外包層的破壞要在鋼絞線上塗上潤滑脂後用塑料管包裹，再用膠帶纏好，經檢查確認後方可再次入孔。(四)錨索注漿
(1)各單元錨杆全段均能自由伸長，在注漿時應全段一次到位；
(2)水泥漿液採用普通矽酸鹽水泥，不得使用高鋁水泥；
(3)漿液選用灰砂比為1:1 1 :2、水灰比0. 38 0. 45的水泥砂漿或水灰比為0. 4 0. 45的純水泥漿進行灌注；
(4)注漿漿液攪拌均勻，漿液在初凝前用完，並嚴防石塊，泥土等雜物混入漿液；
(5)注漿作業開始或中途停止較長時間再作業時，用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及注漿
管路；
(6)高壓注漿當孔口溢出漿液或排氣孔停止排氣時，應立即封堵孔口或排氣管，不得讓水泥漿溢出，直到壓力滿足設計要求後，方可停止注漿。(五)錨索張拉及鎖定
(1)錨索加載速率控制在每分鐘取設計應力值的1/10，卸載速率控制在每分鐘取設計應力值的2/10 ；
(2)墊墩的錨墊板與承壓面保持平整，錨墊板保證足夠的剛度並與錨索的軸線方向垂
直；
(3)錨索張拉前應對張拉設備進行標定，得出相應的曲線參數，並對張拉設備分別進行標識；
(4)墊墩砼強度設計強度的70%時即可進行張拉，但錨固段注漿體的強度須大於設計強度；
(5)錨索在鎖定後，應對應力變化觀察一段時間，對有明顯應力損失的，要進行補償張拉。(六)錨索監測如圖1中，
(1)預應力錨索應力監測採用鋼弦式錨索測力傳感器、應變式錨索測力傳感器或液壓式錨索測力傳感器進行監測；
(2)錨墊板3與錨索測力傳感器2之間為嵌入式安裝，錨墊板3中心孔徑必須小於錨索測力傳感器2底部內環直徑；錨墊板3外端有效直徑必須略大於錨索測力傳感器2底部外環直徑，錨索測力傳感器2頂端設有工作錨板1 ；
(3)錨墊板3具有足夠的厚度和剛度，錨墊板3外表面平整整潔；
(4)造孔後，孔口構築混凝土墩臺4，錨墊板位於墩臺上，錨墊板3的外平面必須與穿索孔軸線垂直，其不垂直度要小於5度；
(5)錨索在整體超張拉時，最大壓力應控制在錨索測力傳感器滿量程的80%；
(6)信號傳輸電纜要貫穿安裝到監測的全過程，錨索測力傳感器電纜插頭防水處理。在具體實施時還要注意以下問題 1.按設計要求進行現場基本試驗
為了取得現場實際資料與數據，確定土體的極限承載力，從而最終確定預應力錨索錨固段的實際長度和結構分布，在錨固工程正式開始前進行預應力錨索現場基本試驗。試驗準備、造孔、編束、穿束、灌漿、混凝土承載墩製作、試驗拉拔。(1)任何一種新型錨索活已有錨索用於未曾應用過的土層時，必須進行基本試驗， 且基本試驗錨索數不得少於3根。(2)基本試驗錨索的結構參數、材料及施工工藝和工程施工的錨索相同。(3)最大試驗荷載不超過預應力材料強度標準值的0. 8倍。2.鑽孔機械選擇
(1)在選擇鑽孔機械時，可能會受到鑽孔所通過地層的類型、鑽孔幾何尺寸、設計要求的鑽孔精度、工程規模、工期和現有設備情況等多種因素的影響。一般來說在巖石中應優先選用潛孔鑽機，這不僅是由於經濟方面的原因，更重要的是潛孔衝擊類鑽面所鑿鑽孔的孔壁粗糙而錨索的錨固十分有利；在鬆散的巖體中，一般使用旋轉鑽和帶導管的鑽機，在這類巖體中的鑽孔多數需要多次鑽孔注漿循環才能成孔；在粘性土中使用帶麻花鑽杆的鑽機比較適宜。(2)潛孔類鑽機所使用的衝擊器(又稱潛孔錘)按配氣類型分為有閥式和無閥式兩大類，國內使用較多的是J系列和CHR系列有閥式潛孔器，這類潛孔器對氣壓的要求較高，個別零件的使用壽命較短，柱銷容易破壞使鑽頭掉入孔內；而無閥式衝擊器較好的克服了有閥式衝擊器存在的問題，且適應性強，在不同氣壓下(0.7飛.OMPa)均可正常工作。在金麗溫17標高邊坡所使用的潛孔器，全是有閥式(J系列)的，在施工中，經常掉鑽頭，而不得不從重新再次開孔，結果成本大幅提高。(3)對於導管跟進鑽孔，必須使用專用鑽機、偏心鑽頭和配套衝擊器才能進行。導管應根據工期、業主要求、鑽孔單價進行選擇。3.鑽孔施工應注意下列事項
①根據設計要求和土層條件，定出孔位；
②鑽孔水平方向的誤差不應大於50mm，垂直方向誤差不應大於IOOmm；
③鑽孔開孔誤差不得超過士2.5°，鑽孔底部的偏斜尺寸不應大於錨索長度的1/30 ；
④錨索孔深不應小於設計長度，但也不宜過大，一般根據地質情況和鑽孔角度以及錨索類型而定；
⑤錨索成孔後應及時清孔，溼式造孔應注水衝洗，直至孔口流出清水為止；
⑥在鑽孔過程中有地下水從孔口溢出時，應採用固結注漿，以免錨固段注漿體流失或強度降低。
4.鑽孔精度控制
保證良好的鑽孔精度，主要是孔的平直程度。鑽孔同心度不好，錨索安裝後直線度同樣也不會好，錨索在張拉過程中會與孔壁之間產生摩擦，帶來張拉過程中的摩擦損失。5.編索質量控制
保證良好的編索質量，為避免索體之間打絞而產生摩擦，一般用隔離架分開，但隔離架中的單索編號必須前後順序一致，否則，單索之間在張拉過程中會產生摩擦。保證良好的穿索質量，由於索體很長，在送索過程中，可能位於孔上部的索體到孔底後會位於下部或翻轉，這樣張拉時就會產生扭轉。6.測力計、錨墊板與千斤頂的同心控制
保證錨索測力計與錨墊板的同心連接，為了使錨索測力計與鑽孔同心，應使用指定廠家生產的錨墊板，使得錨索測力計嵌入錨墊板以便保持同心，否則，錨索測力計在張拉過程中會產生滑移。保證錨索測力計與張拉千斤頂同心。錨索張拉過程中靠千斤頂提供作用力，而千斤頂本身的自重較大，如果二者不同心，則在張拉過程中千斤頂與測力計之間產生偏轉或滑移，這樣就會造成測試所得的錨固力與千斤頂的頂出力有差別。7.張拉工藝控制
如果工程條件允許，儘量採用兩端張拉，以減少管道摩擦所產生的應力損失。採用超張拉工藝，使構件其它截面應力也相應提高，當張拉力回降至ο con時，錨索因要回縮而受到反向摩擦力的作用，一般情況下這個回松影響不能傳遞到受力最大的跨中截面，即使傳到其影響也很小，這樣跨中截面的預加應力也就因超張拉而獲得了穩定的提高。8.錨索監測步驟
①按工程監測要求選擇好要監測的錨索；
②按測力計的安裝要求，將每個測力計安裝於所選定的錨索；
③按錨索工作鎖定荷載將錨索進行張拉鎖定；
④觀測記錄應力值的變化，在最初階段應根據設計監測頻率要求進行；
⑤施工期內，監測工作由施工單位負責監測，預應力錨固工程竣工後，移交運行單位繼續觀測；
⑥若監測過程中，發現錨索預應力變化值異常或超過錨索設計軸向拉力值的10%，應分析原因，採取補救措施，排除危險隱患。
權利要求
1. 一種高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝，其特徵是包括鑽孔、錨索加工、錨索下錨、錨索注漿、錨索張拉及鎖定、錨索監測，其具體工藝步驟如下 鑽孔(1)錨索施工前選取兩根以上錨索進行作業；(2)根據設計要求的鑽孔參數和地層類型，確定適用的鑽孔設備和工藝；(3)將鑽機固定在堅固的基礎或腳手架上； 錨索加工(1)根據以下因素確定預應力錨索的下料長度①墊墩高度，其受坡率影響，②定位板及錨具的厚度，③應力測試儀的厚度，④千斤頂長度，⑤施工預留值；(2)預應力錨索應嚴格按照設計尺寸進行下料，每股長度誤差不應大於50mm，無粘結鋼絞線在加工中不能損壞油脂導管；(3)預應力錨索在加工時應平直排列，沿軸線方向每隔1.0 1. 5m設置一個隔離架，杆體的保護層的厚度不應小於2cm，隔離架應綑紮牢固並不得扭轉杆體；(4)隔離架將錨索體各鋼絞線相互分離，隔離架由鋼、塑料或其它對杆體無害的材料組成；(5)承載體、隔離架、注漿管與索體的綁紮不使用鍍鋅材料，錨索體在安裝前妥善保護；(6)預應力錨索為高壓注漿時，應在加工杆體的同時加工好止漿密封裝置，且在下杆體時一起下到設計的位置，全長無粘結型預應力錨索止漿密封裝置應放在離孔口 1. 0 1. 5m 處，其它預應力錨索應放在錨固段與自由段的分界處；錨索下錨(1)杆體放入鑽孔前，首先檢查杆體的質量，確保杆體組裝滿足設計要求；(2)安裝杆體時，應防止杆體過大的扭曲變形，注漿管隨杆體一併放入，注漿管頭部應插入承載體內，且在第一單元承載體尾部開一到兩個小口，並用膠帶封口 ；(3)杆體插入孔內深度不得小於設計尺寸的95%，杆體的入孔應比設計多進20cm左右， 然後再注漿時拔出多入的長度，以保證第一個單元錨索錨頭在注漿後能被水泥淨漿包裹；(4)錨索入孔後，及時注漿；(5)錨索經多次入孔不成功後，對錨頭和承載體的損壞或遺失，應及時更換，對鋼絞線外包層的破壞要在鋼絞線上塗上潤滑脂後用塑料管包裹，再用膠帶纏好，經檢查確認後方可再次入孔；錨索注漿(1)各單元錨杆全段均能自由伸長，在注漿時應全段一次到位；(2)水泥漿液採用普通矽酸鹽水泥；(3)漿液選用灰砂比為1:1 1 :2、水灰比0. 38 0. 45的水泥砂漿或水灰比為0. 4 0. 45的純水泥漿進行灌注；(4)注漿漿液攪拌均勻，漿液在初凝前用完；(5)注漿作業開始或中途停止較長時間再作業時，用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及注漿管路；(6)高壓注漿當孔口溢出漿液或排氣孔停止排氣時，應立即封堵孔口或排氣管，不得讓水泥漿溢出，直到壓力滿足設計要求後，方可停止注漿； 錨索張拉及鎖定(1)錨索加載速率控制在每分鐘取設計應力值的1/10，卸載速率控制在每分鐘取設計應力值的2/10 ；(2)墊墩的錨墊板與承壓面保持平整，錨墊板保證足夠的剛度並與錨索的軸線方向垂直；(3)錨索張拉前應對張拉設備進行標定，得出相應的曲線參數，並對張拉設備分別進行標識；(4)墊墩砼強度設計強度的70%時即可進行張拉，但錨固段注漿體的強度須大於設計強度；(5)錨索在鎖定後，應對應力變化觀察一段時間，對有明顯應力損失的，要進行補償張拉；錨索監測(1)預應力錨索應力監測採用鋼弦式錨索測力傳感器、應變式錨索測力傳感器或液壓式錨索測力傳感器進行監測；(2)錨墊板與錨索測力傳感器之間為嵌入式安裝，錨墊板中心孔徑必須小於錨索測力傳感器底部內環直徑；錨墊板外端有效直徑必須略大於錨索測力傳感器底部外環直徑；(3)錨墊板具有足夠的厚度和剛度，錨墊板外表面平整整潔；(4)造孔後，孔口構築混凝土墩臺，錨墊板位於墩臺上，錨墊板的外平面必須與穿索孔軸線垂直，其不垂直度要小於5度；(5)錨索在整體超張拉時，最大壓力應控制在錨索測力傳感器滿量程的80%；(6)信號傳輸電纜要貫穿安裝到監測的全過程，錨索測力傳感器電纜插頭防水處理。
全文摘要
本發明涉及壓力分散型預應力錨索錨固工程領域，特別涉及一種高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝。該高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝，其特徵是包括鑽孔、錨索加工、錨索下錨、錨索注漿、錨索張拉及鎖定、錨索監測。該高邊坡壓力分散型預應力錨索施工工藝，結構合理，受力均衡延長了使用壽命，產生的錨固力大、錨固荷載大，可以縮短錨索長度，節省工程材料，大大縮短施工工期，降低工程造價。
文檔編號E02D5/74GK102392443SQ201110317998
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者王清標 申請人:山東科技大學