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1、一、基本概念及应用工程 预应力锚杆技术是利用锚杆周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层开挖面的自身稳定。预应力锚杆在国内的土建工程中，例如高层建筑深基础工程、水电工程、铁道工程、交通工程、矿山工程、军工工程等基础设施工程中逐渐得到广泛应用。比较典型的工程有北京京城大厦深基坑支护工程、三峡永久船闸高边坡预应力锚杆加固工程、首都机场扩建工程地下车库抗浮工程、小浪底水利枢纽地下厂房支护工程、京福高速公路边坡加固及滑坡整治工程。第1页/共27页二、工艺原理及施工特点 1、工艺原理 预应力锚杆的一端与岩土体或结构物连接，另一端锚固在岩土体层内，并对其施加预应力，以锚固段的摩擦力形成抗拔力，承
2、受岩土压力、水压力、抗浮、抗倾覆等所产生的结构拉力，用以维护岩土体的稳定。锚杆结构示意见图1。2、施工特点 通过对锚杆施加预应力，能够主动控质岩土体变形，调整岩土体应力状态，有利于岩土体的稳定性;施工所需钻孔孔径小，不用大型机第2页/共27页 械，结构轻巧，可靠度高;施工机具轻便简单、灵活，所需工作面小，工人劳动强度低;基本采用机械化作业，工艺简便、施工安全、便于相关工序穿插等特点。图 1 锚杆结构示意图1台座；2锚具 3承压板；4腰梁；5钻孔；6自由隔离层；7钢筋；8注浆体；Lf自由段长度；La锚固段长度。第3页/共27页三、施工设备及施工工艺 1、施工设备 KZS-100 潜孔钻机 1 台
3、、VFY-13/7-C 空压机 1 台、J3G-400B 砂轮切割机 2 台、YCW-100 穿心式液压千斤顶 1 台、ZB4-500 型油泵 1 台、JZB-110/12 注浆泵 1 台和UJW200 灰浆搅拌机 1 台以及锚具、夹具、连接器若干等。第4页/共27页2、施工工艺第5页/共27页2.1操作要点2.1.1 施工准备 1）施工前，根据图纸、地质报告以及技术规范编制专项施工方案，进行技术交底。2）根据预应力锚杆设计要求、土层条件和环境条件，合理选择材料、设备、器具，布置水、电设施。3）搭设施工工作平台。4）测量定位，设置水准点、变形观测点。第6页/共27页2.1.2 钻孔 1）在钻机
4、安放前，按照施工设计图采用全站仪进行测量放样确定孔位以及锚孔方位角，并做出标记。钻机就位后，应保持平稳，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上。2）为了确保锚固工程施工不致于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能，锚孔钻进应采用无水干钻。钻孔速度应根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。3）在钻进过程中，合理掌握钻进参数及钻进速度。第7页/共27页2.1.3 锚杆安装1）锚杆安装前对钻孔重新进行检查，对塌孔、掉块进行清理或处理。2）推送锚杆时用力要均匀一致，防止在推送过程中损伤锚杆配件和防护层，并注意在推送过程中不得使锚杆体转动，应确保将锚杆
5、体推送至预定的深度；3）推送困难时，将锚杆抽出，对抽出的锚杆仔细进行检查，并对配件安放固定的有效性、防护层的损坏程度、孔的清洁度进行观察，当发现锚杆体配件有移动、脱落或锚杆体上粘附的粉尘和泥土较多时，应加强配件的第8页/共27页 固定措施并对其它钻孔进行检查，必要时对 钻孔重新进行清理。2.1.4 压力灌浆 1）浆体配制 按设计规定选择水泥浆体材料。注浆材料应根据设计要求确定，一般宜选用灰砂比为 1：1、水灰比 0.450.50 的水泥砂浆或水灰比 0.450.50 的纯水泥浆，必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。灰浆搅拌必须采用机械强制拌和，注浆浆液应搅拌均匀，随拌随用，浆液应在初凝前用完，
6、并严防石块、杂物混入浆液。第9页/共27页第10页/共27页2）灌浆 (1)灌浆采用压力活塞式注浆泵，灌浆压力一般不得低于 0.4Mpa，亦不宜大于 2Mpa。(2)当使用自由段带套管的预应力筋时，宜在锚固段长度和自由段长度内采取同步灌浆；将水泥浆经胶管(或用 1 根 30mm 左右的钢管作灌浆管)推入孔内，在孔端注入锚浆。灌注压力一般为 0.4Mpa 左右，随着水泥浆的灌入，应逐步将灌浆管向外拔出自至孔口，在拔管过程中应保证管口始终埋在砂浆内。灌浆时，压力不宜过大，以免吹散浆液和砂浆，待浆液或砂浆回流到孔口时，用水泥袋纸等捣入孔内，再用湿粘土封堵孔口，并严密捣实，再以 0.4Mpa 0.6M
7、pa 的压力进行第11页/共27页 补灌，补灌时稳压 2min，浆液冲破第一次灌浆体，向锚固体与土的接触面之间扩散，使锚固体直径扩大，增加径向压应力。(3)当采用自由段无套管的预应力筋时，应进行两次灌浆。第一次灌浆时，先灌注锚固段，必须保证锚固段长度内灌满，但浆液不得流入自由段。在灌注的水泥浆具备一定强度后，对锚固段进行张拉，预应力筋张拉锚固后，应对自由段进行第二次灌浆。自由段进行第二次灌注方法同使用自由段带套管的预应力筋时灌注方法。第12页/共27页3)注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时 ，宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路。4)当孔中存有积水时，一定要使积水全部排出，待溢出浆液的稠度
8、与注入的浆液的稠度一样后再抽出注浆管。5)每次注浆结束都应稳压 15min20min，以使注浆充分。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净。施工过程中，做好注浆记录。6)当注浆量不得小于计算量，其充盈系数为 1.11.3 时，浆液不能充满锚固体时，应进行补浆，补浆时以 0.4Mpa0.6Mpa的压力进行补灌，灌时稳压 2min，使补灌的浆液挤密第第13页/共27页 一次灌浆体，或向锚固体与土的接触面之间扩散，从而增加锚固体与周围土体的摩擦力。注浆完毕应将外露的钢筋清洗干净，并保护好。2.1.5腰梁的施工1)按照设计要求尺寸开挖台座基槽，将预制好的钢筋放入台座内，固定好模板浇筑混凝土，振
9、捣密实。2)腰梁施工宜在锚杆注浆完成 7d 后开始，同时采用加设套管措施对锚杆进行保护。2.1.6预应力的张拉与锁定1)张拉第14页/共27页第15页/共27页(1)张拉设备要根据锚杆体的材料和锁定力的大小进行选择。选择时应考虑它的通用性能。(2)待腰梁砼强度和锚固段浆体强度达到设计强度方能进行张拉。(3)张拉采用“双控法”及利用拉力与伸长值来控制锚杆应力，以控制油表读数为主，用伸长量来较核。当实际伸长量与理论伸长值差别大于 6%时，应暂停张拉，待查明原因后方可继续进行。(4)安装锚具前，要对锚具进行逐个严格检查。预应力锚杆张拉前，依次安装垫板和工作锚螺母，千斤顶就位，套上工具锚并拧紧工具锚螺
10、母。(5)将锚垫板表面清除干净，锚具安装应与锚垫板第16页/共27页 和千斤顶密切对中，并与锚杆轴线方向垂直，千斤顶轴线与锚杆轴线应在同一条直线上。(6)正式张拉前进行预张拉，张拉力为设计拉力的 10%20%。正式张拉荷载要分级逐步施加，每次张拉宜分为 5-6 级进行，除第一次张拉需要稳定 30 分钟外其余每级持荷稳定时间为 5分钟，不能一次加至锁定荷载。2)锁定 锚筋张拉至设定最大张拉荷载值后，应持荷稳定 1015 分钟，通过观察油泵压力值以及伸长量变化，来判断是否有预应力损失，若有及时进行补偿张拉。然后卸荷进行锁定作业。拧紧工作锚螺母，卸荷千斤顶油路即完成锁定作业。第17页/共27页2.1
11、.7 封锚 张拉达到设计要求后，用砂轮切割机切掉张拉端多余的预应力筋，预应力筋的外露长度不宜小于其直径的 1.5 倍，且不宜小于 30mm，用环氧树脂涂封锚具及外露预应力筋，封闭前应将锚具周围的混凝土凿毛、冲洗干净，凸出式的锚头宜配置钢筋网片，用微膨胀细石混凝土进行封闭。第18页/共27页 2.2 劳动组织 现场施工可根据工作面大小及工期要求分为若干作业组进行，工种包括钢筋工、机械操作手及普工等。劳动力组织情况见表 1。序号工种人数1钢筋工22机械操作手23普工24合计6表1第19页/共27页四、质量控制1、质量控制标准 1.1预应力锚杆施工技术指标应符合标准锚杆喷射混 凝土支护技术规范GB
12、50086、建筑边坡工程技术规范GB 50330、岩土锚杆设计与施工规范的规定。1.2预应力锚具与连接器应符合现行国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T 14370 和预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ 85 的规定。1.3现场抽检的锚杆数量不少于锚杆总数的 5%且不得少于3 根进行抗拔力试验。1.4锚筋组装、安装的允许偏差应符合表2、表3。第20页/共27页项次项目允许偏差1钢筋长度50mm钢固段长度50mm塑料套管端头定位50mm2注浆管中心定位50mm端头定位50mm项次项目允许偏差1入孔方向倾角1.0方位2.02入孔深度200mm表2.钢筋组装的允许偏差表3.钢筋安装
13、的允许偏差第21页/共27页2、质量保证措施 2.1 根据设计文件要求编制详细的施工方案，严格按技术要求进行施工，每道工序合格后，方可进行下道工序作业；2.2 钢筋、水泥、锚具等材料应有产品合格证及相应的检验、试验报告；2.3 预应力筋表面不应有污物铁锈或其他有害物质；2.4 用仪器测定钻机导向架的倾角，在钻进过程中随时检查倾斜度。2.5 在钻进过程中根据实际地层变化情况，随时调整钻进参数，以防止造成孔斜偏差。2.6 钻孔的孔深、孔径均应符合设计要求，钻孔深度不宜比规定值大 200mm 以上，钻头直径不第22页/共27页 应比规定的钻孔直径小 3.0mm 以上；2.7 锚杆体放入锚孔前应清除钻
14、孔内的石屑与岩粉；2.8 灌浆后，浆体强度未达到设计要求前，预应力筋不得受扰动；2.9 锚杆基本试验的地质条件、锚杆材料和施工工艺等应与工程锚杆一致，数量不得少于 3 根第23页/共27页五、安全与环保1、安全措施 1.1 预应力施工操作人员在用电及机械使用时应遵守施工现场临时用电安全技术规范JGJ 46 及建筑机械使用安全技术规程JGJ 33 的有关安全规定；1.2 施工前应认真进行技术交底，施工中应明确分工，统一指挥；1.3 张拉预应力锚杆前应对设备全面检查并固定牢靠张拉时孔口前方严禁站人；1.4 拱部或边墙进行预应力锚杆施工时其下方严禁进行其他作业；1.5 注浆管路应畅通，防止塞泵、塞管；1.6 机械设备的运转部位应有安全防护装置。第24页/共27页2、环保措施 2.1 严格执行建筑施工场界噪声限值，控制 和降低施工机械和运输车辆造成的噪声污染。2.2 合理安排作业时间，避免夜间施工，使施工噪声对周围环境影响减少到最低程度。2.3 适当控制机械布置密度，条件允许时拉开一定距离，避免机械过于集中形成噪音叠加。2.4 粉尘的作业环境中作业，除洒水外，作业人员还配备劳保防护用品。2.5 工程完工后，及时进行现场彻底清理，并按设计要求采用植被覆盖或其它处理措施。第25页/共27页完完谢谢收看第26页/共27页感谢您的观看！第27页/共27页