锚索施工工艺设计

2.1 锚索的工作原理

锚索就是高挖方路段为了减少对原状土的挖方数量,保护生态环境而设计的一种特殊挡防结构。主要解决破裂面至土体临空面之间破裂土体的稳定。其作用原理是:依靠对锚索的张拉预应力,用锚具锁定在桩身上,锚索产生的反作用力通过桩身传递到破裂土体,使破裂土体在外力作用下稳定。锚索预应力一头靠锚固段承受,另一头靠桩身承受,中间穿过破裂土体。

2.2 预应力锚索在高边坡防护中有如下作用机理

(1)葫芦串机理:通过锚索进入山体,将破碎风化的孤立岩体串集在一起,象葫芦串一样形成整体,达到稳定。

(2)骨架机理:锚索进入山体与端头连接在一起,在整个边坡内外形成了钢骨架结构。

(3)组合机理:锚索孔内注入砂浆,将周边围岩组合在一起,形成一体。 3 锚索施工工艺及施工方法 第五章

施工方法及工艺要求 5.1 操作平台的回填

因挡墙较高、

钻机体积较大所以采用渣土回填碾压长堤型操作平 台。可利用现场的挖方渣土回填，完工后清运至填方区。 5.2

锚索的施工 5.2.1 施工流程

施工准备→钻机就位→钻钻杆→校正孔位→调整角度→打开空压机→钻孔（接钻杆）→钻到设计深度→冲洗→制作、安装锚索→一次 注浆→二次高压注浆→养护→安装锚索围檩→焊锚具→张拉锚索→ 锚头锁定→割除锚头多余钢铰线，对锚头进行保护。 5.2.2 施工要点 1、材料

（1）预应力锚索使用的钢绞线符合《SL46-94》的规定，运输中 防止磨损，其性能参数必须符合《预应力混凝土用钢绞线》的规定， 同时对运达工地的每批钢绞线作100%的外观检查和10%的抽样拉力试验，抽样结果和出厂产品质量证书、标志、说明书等报监理工程师批准后使用。

（2）预应力锚索的锚具必须有厂家产品合格证书，并且应符合 国家关于钢材质量的规定。

（3）采用425R 普通硅酸盐水泥，水泥质量应符合《硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）的规定。过期、变质水泥不得使用。

（4）水、砂的质量必须满足《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82 ）有关条款的规定。 2、钻孔

在操作平台上铺设木楞及模板，作为钻机的安装平台，模板与脚

手架间要可靠稳固，模板在脚手架上不得滑动。预应力锚索采用 GY-01 型钻机钻孔，钻孔的孔位、孔深、倾斜度应按设计要求进行严格控制，在锚索部位搭设施工脚手架，按孔位、孔向架设钻机，开孔时力求精确，孔深严格按要求控制： （1）钻孔不得扰动周围地层；

（2）锚索水平、垂直方向的孔距偏差不大于10cm，钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm；

（3）钻孔轴线的偏斜率不应大于锚索长度的2%； （4）锚索钻孔深度不应小于设计长度；

（5）向钻孔中安放锚索前，应将孔内岩粉和土屑清洗干净。钻孔过程中应作好锚固段始末两处的岩粉采集，如在其他部位发现软弱岩层、出水、落钻等异常情况，也应随时作好采样记录，并及时报告监理工程师。若在锚固段发现上述异常情况，应将孔深适当加长，以确保锚固段位于较好的岩层中。在不稳定地层中，或地层受扰动导致水土流失而危及邻近建筑物的稳定性时，优先采用套管护壁钻孔。钻孔过程中，若因岩石软弱破碎而导致坍孔时，可进行固结灌浆固壁。钻孔到位应采用高压风、水泥浆循环冲洗，孔内不允许有积水、石粉和石渣等。钻孔结束后，必须经监理工程师验收后，才能进行下索、注浆等工序。在安装锚索前，将钻孔孔口堵塞保护。 3、预应力锚索的制作

（1）锚索的制作宜在有防雨设施的加工棚完成，钢铰线下料前，将钢绞线放在平坦干净的水泥地面上，摊开理直，根据实际钻孔深度 及锚具长度用钢尺丈量，切割机切割，严禁电弧切割。钢绞线应清除 油污、锈斑，每根钢绞线的下料长度误差不应大于50mm。

（2）锚索体的长度等于锚头以内的长度加外露长度。外露长度包括撑脚高度、张拉千斤顶高度、工具锚板及工作锚板厚度与预留长度（一般为200mm）。编束时一定要把钢绞线理顺后在进行绑扎。钢铰线下料或编束后如搁置时间较长，应采取临时防锈措施。

（3）内锚固段需组装成枣核状。量出内锚段的长度并作出标记，在此范围内穿对中隔离架，间距1~1.5m，两对中隔离架之间扎铅丝一 道，内锚固段锚束分二层组装，隔离支架应能使钢绞线可靠分离。张拉段每隔2m 设置一道对中支架，端头2m 区段内加密到1m。对支架应保证其所在位置处锚索体的注浆厚度大于20 mm，对中支架之间扎铅丝一道，锚索入孔前应逐段剪去铅丝。

（4）钢铰线成束后，要检查其长度、组装直径、钢铰线有无交叉和重叠等，进行验收合格后方可使用。对合格的锚索要登记挂牌，标明锚索编号、锚索长度，以防装错孔位。

（5）锚索入孔时，不能过多地来回抽动锚索体，且送入孔道的速度应均匀，防止损坏锚索体和使锚索体整体扭转。锚固段安装一根排气管和一根灌浆管，灌浆管由孔口经张拉段，穿过定位止浆环直至导向帽，用于锚固段注浆；排气管由孔口经张拉段穿过定位止浆环即止，用于锚固段注浆时排气。张拉段需专门设一根灌浆管，伸至止浆环附近即可。 4、锚索存储

锚索制作完成后应尽早使用，不宜长期存放。宜存放在干燥清洁的场所。当存放环境相当湿度超过85%时，杆体外露部分应进行防潮处理。

5、锚索安放

预应力锚索安装时，由工人将加工好的锚索从堆放区抬运至工作面平台，再送至锚索区入孔。锚索入孔前对钻孔重新进行通孔检查，对塌孔、掉块应进行清理干净或处理，不得欠深。安装前应对锚索体进行详细检查，核对锚索编号与钻孔孔号，并对损坏的配件进行修复和更换。推送锚索时用力要均匀一致，应防止在推送过程中损坏锚索配件。推送锚索时不得使锚索扭压和弯曲。注浆管宜随锚索一同放入钻孔。锚索放入孔内应与钻孔角度保持一致。在将锚索体推送至预定深度后，检查排气管和注浆管是否畅通，否则应拔出锚索体，排除故障后重新安装。

6、灌浆内锚段灌浆在锚索入孔后即可进行，自由段灌浆则在锚索张拉锁定后进行，浆液选用水灰比0.5 的纯水泥浆。向下倾斜的钻孔内注浆时，注浆管的出浆口应插入距孔底300~500mm 处，浆液自下而上连续灌注，且确保从孔内顺利排水、排气。注浆管应能在一小时内完成单根锚索的连续注浆。注浆后，不得随意敲击锚索，也不得在锚索上悬挂重物。注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完。采用二次注浆对锚固体的二次高压注浆，应在一次常压注浆形成的水泥结石体强度达到5MPa 后进行。止浆密封装置的注浆应待孔口溢出浆液后进行，注浆压力不宜低于2MPa。浆体强度检验用的试块不少于一组，每组不少于6个试块。

7、锚头垫板的安装锚索垫板采用300 mm×300 mm×20 mm （厚）钢板，中间钻孔径60mm索孔。 8、锚具安装

锚具必须有厂家产品合格证书，并经过规定的试验验收程序方可使用，锚具表面的防锈油脂使用前一定要清洗干净，不得有油污、铁屑、泥沙等杂物。锚具各组件按次序依次安装好，锚垫板和锚板应对 中并相吻合。 9、锚索的张拉

（1）预应力锚索的张拉作业其基本施工程序如下：

机具率定→分级理论值计算→外锚头混凝土强度检查→张拉机 具安装→预紧→分级张拉→锁定→签证。

（2）锚索张拉待锚固灌浆抗压强度达到15 MPa 时，才能对预应力锚索进行张拉和锁定。

（3）张拉前必须把张拉机具、测力装置及所需附属机具准备齐全，并都进行过严格的率定和校验。对率定和校验过的机具要妥善保管，以免影响精度，机具率定或校验证书必须经过验收合格后方可使用， 张拉设备在张拉前必须配套标定，并将率定合格证书报监理工程师。 张拉设备的标定间隔期不宜超过六个月，经拆卸检修的张拉设备或经常强烈撞击的压力表，都必须重新标定。

（4）锚索正式张拉前，应取0.1~0.2 设计轴向拉力值Nt，对锚索预张拉1~2 次，使其各部位的接触紧密，杆体完全平直。 （5）锚索张拉到1.1~1.2 设计轴向拉力值Nt 时，土质为砂质土时保持10 分钟，为粘性土时保持15 分钟，然后卸荷到锁定荷载进行锁定作业。

（6）张拉各量级稳定前后，均应量测钢绞线的伸长值与回缩值，若实测伸长值与理论伸长值相差超过10%或小于5%，应停止张拉，查 明原因后才能重新张拉。锚索张拉完毕锁定后，会产生一定的应力损

失。因此在进行第二次注浆前，应进行一次补偿张拉，其间隔时间不得少于72h。补偿张拉完成后即可进行封孔注浆。补偿张拉的施载吨位为设计吨位的105%，锚索注浆封孔7d 后，还应对孔口段的离析沉缩部分，进行补封注浆。松弛损失一般为锁定吨位的3%~4%，在补偿张拉前，应注意检查。若发现异常吨位时要查明原因进行处理。 （7）认真填写张拉记录，锚索施工全部完成后，施工单位应向 监理工程师提交必须的验收资料。

10、外锚头保护端头锚在补封注浆结束后，进行锚头混凝土保护帽封堵施工。切去锁定板外多余的钢绞线（锁定板外预留100mm），按设计尺寸采用混凝土封头,混凝土覆盖层厚度不小于20cm，封头底部需包住承压钢板。 第六章 质量控制措施

1、钻孔的孔位、孔深、倾斜度应按设计要求进行严格控制，其 孔距偏差允许为±10cm，倾斜度及方位角允许偏差为±2°，有效孔 深的超深不大于20cm，且每钻进5m，用测斜仪校正一次，保证孔位达到设计和规范要求。

2、严格执行“三检”制，作好班组自检，必须作好各工序的施工记录，施工中上道工序不合格或未经监理工程师验收签证的预应力锚索阶段产品，不得进入下一道工序施工。

3、认真做好施工记录，各道工序施工人员必须经培训并经考核 合格后方可上岗作业，严禁违章操作。

4、工具锚夹片与工作锚夹片两者不可混用，工具锚夹片使用一般不宜超过10 次。工作锚板、限位板和工具锚板之间的钢绞线一定要保持顺直，不能相互扭结，以保证张拉的顺利进行。

5、锚固段和张拉段交界处的止浆环必须能承受大于0.5MPa 的注浆压力，且不漏浆，止浆环处钢绞线与止浆环之间必须密封好， 止浆环充气压力≥0.5MPa，并用压力表检查有无漏气现象。 6、锚索入孔时索体的弯曲半径必须大于5m。

7、锚索上安装的各种进回浆管应保持通畅，管路系统耐压值不 低于设计灌浆压力的1.5 倍。

8、对于张拉合格并锁定后的锚索，在相隔24h 至72h 时间内，按5%的比例随机抽检锁定吨位。实测值不得大于设计值的5%，并不得

小于设计值的3%。 9、灌浆结束标准： (1)灌浆量大于理论吸浆量；

(2)回浆量比重不小于进浆量，稳压15min，孔内不在吸浆，即进、排浆量一致。

10、锚索锚固段、张拉段灌浆必须采用灌浆自动记录仪。 11、封孔灌浆的沉缩部分复灌后不得有脱空现象。

12、在锚索张拉注浆体强度达到70%以前，其20m 范围内不得进行爆破作业。