锚索施工工艺及质量控制培训

预应力锚索施工工艺及质量控制浙江华东工程咨询有限公司绥江移民迁建监理部预应力锚索施工技术•1.预应力锚索定义•2.预应力锚索结构组成•3.预应力锚索分类•4.预应力锚索施工工艺•4.1材料设备•4.2工艺流程•4.3工序施工•5.预应力锚索质量控制要求•5.1质量控制流程•5.2材料设备•5.3工序控制•5.4试验验收预应力锚索施工技术1.预应力锚索定义预应力锚索：由锚具、预应力钢绞线及附件组成的结构件。由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端（锚索）锚固在坚硬的岩层中（称内锚头），然后在另一个自由端（称外锚头）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固，这种方法称预应力锚索，简称锚索。预应力锚索施工技术2.预应力锚索结构锚索主要由锚头、自由段和锚固段三部分组成。1）锚固段2）张拉段3）外锚头预应力锚索施工技术2.预应力锚索结构1-台座2-锚具3-承压板4-支档结构5-自由隔离层6-钻孔7-对中支架8-隔离架9-钢绞线l0-架线环ll-注浆体12-导向帽Lf-自由段La-锚固段预应力锚索施工技术•2.预应力锚索结构组成预应力锚索施工技术•2.预应力锚索结构组成预应力锚索施工技术•3.预应力锚索分类按内锚段受力不同分：拉力型、分散拉力型、压力型、分散压力型、拉压混合型等多种形式。预应力锚索施工技术•3.预应力锚索分类按自由段索体与孔壁接触形式不同分：无粘结锚索及有粘结锚索。无粘结锚索：由预应力钢绞线经专用防腐脂敷涂和外包层处理，张拉锁定后，其张拉段在被锚固介质内可相对滑动的预应力锚索。无粘结预应力钢绞线:用防腐润滑油脂和护套涂包的钢绞线。它与施加预应力的混凝土之间没有粘结力，可以永久地相对滑动，预应力全部由两端的锚具传递。有粘结锚索：预应力锚索经张拉锁定灌浆后其张拉段与被锚固介质无相对滑动的预应力锚索。对于有黏结的预应力锚索，也有本身具有防腐性能的钢绞线，如环氧喷涂钢绞线。预应力锚索施工技术•3.预应力锚索分类无粘结钢绞线有粘结钢绞线预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.1材料设备准备材料：钢绞线、隔离架、PVC管、钢筋、钢垫板、预应力锚具、夹片、导向帽；水泥、减水剂、速凝剂、膨胀剂、混凝土、锯末、面纱、模板等。预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.1材料设备准备设备：锚索钻机、空压机、套管、高速搅拌桶、灌浆泵、砼罐车、振捣棒、千斤顶、油泵等预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工艺流程锚索造孔锚索编制锚索安装锚索张拉封孔注浆锚头保护锚索注浆锚索张拉锚固段注浆自由段注浆无粘结锚索有粘结锚索锚墎浇筑锚墎浇筑预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序1)钻孔锚索造孔采用空压或液压潜孔钻进行钻孔。钻孔时可采用干钻或湿钻进行，其中干钻钻进行速度快，但粉尘大，不利健康；湿钻粉尘少，但钻进速度慢，且亦卡钻。钻孔程序：搭设钻机架、钻机就位、调整钻机角度位置使之符合设计要求、固定钻机、开钻。钻孔过程中，详细做好钻孔记录，包括钻进深度、时间、不同深度地质情况及过程中渗水、塌孔、卡钻等特殊情况及处理（重要，为复核孔内地质情况作判断依据。如达到孔深，但地质与设计不符，需及时联系设计处理）。终孔：钻孔达到设计深度和要求后，考虑孔内沉碴原因，要求继续超钻30~50cm左右,不允许欠钻。钻孔完毕，采用高压风水清孔后以织物等封守孔口待用。钻孔是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，一般采用潜孔冲击式钻机。该钻机所配钻杆是统一规格，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。由于钻杆长度有±5mm的误差，要求钻孔深度超出锚索设计长度O．5m左右。钻孔结束，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，以织物或水泥袋纸塞好孔口待用。两种特殊情况的处理：渗水的处理。在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时，从孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黄色团粒而无粉尘，说明孔内有渗水，岩粉多贴附于孔壁，这时，若孔深已够，则注入清水，以高压风吹净，直至吹出清水；若孔深不够，虽冲击器工作，仍有进尺，也必须立即停钻，拔出钻具，洗孔后再继续钻进，如此循环，直至结束。有时孔内渗水量大，有积水，吹出的是泥浆和碎石，这种情况岩粉不会糊住孔壁，只要冲击器工作，就可继续钻。如果渗水量太大，以至淹没了冲击器，冲击器会自动停止工作，应拔出钻具进行压力注浆。塌孔、卡钻的处理。当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往往发生塌孔。塌孔的主要标志是从孔中吹出黄色岩粉，夹杂一些原状的(非钻头击碎的、非新鲜的、无光泽的)石块，这时，不管钻进深度如何，都要立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用0．4MPa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，24小时后重新钻孔。雨季，常常顺岩体破碎带向孔内渗流泥浆，固壁注浆前，必须用水和风把泥浆洗出(塌入钻孔的石块不必清除)，否则，不仅固壁注浆效果差，还容易造成假象。预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序1)钻孔特殊情况处理：渗水：在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时，从孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黄色团粒而无粉尘，说明孔内有渗水，岩粉多贴附于孔壁，这时，若孔深已够，则注入清水，以高压风吹净，直至吹出清水；若孔深不够，虽冲击器工作，仍有进尺，也必须立即停钻，拔出钻具，洗孔后再继续钻进，如此循环，直至结束。有时孔内渗水量大，有积水，吹出的是泥浆和碎石，这种情况岩粉不会糊住孔壁，只要冲击器工作，就可继续钻。如果渗水量太大，以至淹没了冲击器，冲击器会自动停止工作，应拔出钻具进行压力注浆。塌孔、卡钻：当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往往发生塌孔。塌孔的主要标志是从孔中吹出黄色岩粉，夹杂一些原状的(非钻头击碎的、非新鲜的、无光泽的)石块，这时，不管钻进深度如何，都要立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用0．4MPa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，24小时后重新钻孔。雨季，常常顺岩体破碎带向孔内渗流泥浆，固壁注浆前，必须用水和风把泥浆洗出(塌入钻孔的石块不必清除)，否则，不仅固壁注浆效果差，还容易造成假象。亦可采用跟进套管护壁造孔。预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序2）锚索制作锚索制作共分自由段制作、锚固段制作、二次注浆管制作三部分。1、选料：锚索体选用表面无损伤、锈污的钢绞线,不得使用表面有焊痕的钢绞线。2、下料：锚索下料应采用切割机冷切，其长度为设计长度和孔外预留长度（一般1.5米左右）之和,以保证锚索张拉锁定时的要求。3、自由段制作（针对无粘结锚索）：1）防腐处理：将锚索自由段刷防锈漆，涂抹要均匀、厚实，不得有漏点。2）保护套管：沥青玻纤布缠裹二层后装入套管中，自由端套管两端200mm长度范围内用黄油填充，外绕工程胶布固定。自由端与土层间空隙用水泥浆注满。3)对自带套管的钢绞线，只需按要求封闭端口，防止浆液进入即可。预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序2）锚索制作4、锚固段制作：对钢绞线进行除锈（对自带保护套管的需剥除套管皮，并对钢绞线进行除油清洗）。将钢绞线平直放好后，每间隔1.5m（戓设计要求）设置一个隔离架（需有外架以保证保护层厚），将钢绞线依次放入定位支架的凹槽内，再用16#铁丝将其与支架扎紧。锚固段底部用铁丝将钢绞线捆扎一起后装入导向帽内固定。5、二次注浆管的制作：二次注浆管采用Φ28PVC管制作，待锚索绑扎完成后，先将PVC管沿锚索轴方向从定位支架的中间孔洞从自由段开始向底端穿进（出口离索厎或锚固段止浆环/包保留20cm间距），穿完后在锚索底部三分之一范围内用手电钻在PVC管上打孔，孔径Φ5，用作二次注浆时出浆孔眼，再用胶布将孔眼密封，以防止一次注浆时，水泥浆通过孔眼进入二次注浆管内，最后将二次注浆管与钢绞线捆扎在一起，以防止下锚时脱落。6、锚索制作完成后进行编号、登记、做好编索施工记录。预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺2）锚索制作拆开钢绞线清洗锚固段剥皮编索导向帽安装预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序3）锚索安装向锚索孔装索前，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。安装下倾锚索比较简单，没有更多的技术问题。安装上倾和水平锚索时要注意以下四点：检查定位止浆环和限浆环的位置，损坏的，按技术要求更换；检查排气管的位置和畅通情况；锚索送入孔内，当定位止浆环到达孔口时，停止推送，安装注浆管和单向阀门；锚索到位后，再检查一遍排气管是否畅通，若不畅通，拔出锚索，排除故障后重新送索。预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序4）锚索注浆a.注浆流程：高压风清孔—间遏注浆—屏浆—补偿注浆a.锚索浆液按设计要求有净浆、砂浆等b.浆液拌制宜采用高速搅拌桶c.锚索注浆泵有活塞式、螺杆式等，目前一般选用螺杆式d.无粘结锚索采用全段一次注浆，有粘结锚索分锚固段和自由段二次注浆。e.灌浆可采取间隙灌浆法或反复屏浆法，灌浆压力应符合设计要求一般为0.5~0.7MPa，当孔口回浆管排浆与进浆比重一致时进行屏浆，屏浆压力宜为0.3~0.4MPa，时间为20-30min.（屏浆：是指灌浆段的灌浆达到结束条件后（压力、注入率、持续时间满足要求），再继续使用灌浆泵对灌浆孔段灌注稀浆，施加压力的措施。这实际是将灌浆结束条件中的“持续时间”延长）预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序5）锚墎浇筑锚墩是一个受压构件，它把锚具的集中荷载传递到岩面，此外，由于一般情况下孔口岩面不会与锚索轴线垂直，所以，锚墩还有调整岩面受力方向的作用。为了使锚墩上表面与锚索轴线垂直，预先将一根外径与钻头直径相同的薄壁钢管和垫板正交焊牢，浇筑锚墩前将钢管的另一端插入钻孔即可。锚墎浇筑一般采用定型钢模。预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序6）锚索张拉a.在张拉前首先检查待张拉锚索的净浆与锚墩砼试块强度报告，强度达到设计要求(一般净浆强度R7d≥35Mpa，锚墩砼R7d≥30Mpa)，才能允许张拉。b.张拉前，张拉设备需进行标定。标定时，将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好，在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次，取平均值，绘出千斤顶出力(kN)和压力表指示的压强(Mpa)曲线，作为锚索张拉时的依据。c.张拉程序：安装锚具夹片→预紧(钢绞线调直)→分级张拉至设计荷载→超张拉→锁定除设计有明确规定外，一般应采用先进行单根预应力钢绞线预紧，使锚索各股预应力钢绞线的应力均匀后再进行整索张拉。分级张拉：一般按0.2\0.25\0.5\0.75\1\1.05`1.1倍设计轴向拉力进行分级张拉，前五级每级持荷2~5min，第6级持荷10min后进行锁定。d.如实做好相关记录。预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序7）封孔注浆补偿张拉后，立即进行封孔注浆。对于下倾锚索，注浆管从预留孔插入，直至管口进到锚固段顶面约50cm；对于上倾和水平锚索，通过预留注浆管注浆。孔中的空气经由设在定位止浆环处的排气管排出。（具体同注浆步骤）预应力锚索施工技术•4.预应力锚索施工工艺•4.2施工工序7）锚头保护在预应力锚索锁定后48h内没有出现明显的应力松驰现象，即可进行封锚。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。最后装上保护罩，填充好油脂进行封锚，或在其外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂浆保护层（根据设计要求）。封锚后保持桩面整洁美观。预应力锚索施工技术•5.预应力锚索质量控制要求•5.1质量控制流程承包人提交施工方案监理审查施工方案锚索试验锚索孔测量放样锚索孔钻孔锚索孔成孔清孔锚索穿索锚索注浆(监理旁站）锚墩砼浇筑锚索张拉(监理旁站）外锚头浇筑结束重新编写施工方案批准否合格孔道是否需要处理锚索孔灌浆扫孔锚索编索是否合格锚索锁定吨位及钢绞线伸长值检查合格签发《预应力锚索编制检查验收表》签发《预应力锚索造孔检查