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1、孙小平刘长海张成刚(铁道部第十三工程局一处)【提要】结合西康线工程实例, 详细介绍锚索挡墙施工工艺和有关质量控制措施。【关键词】格梁式锚索挡墙施工工艺预应力预应力锚固技术以其独特的效果、灵活的工艺、多种的功能、较低的成本等一系列优点, 在世界各国得到了广泛的应用, 在我国曾被列 为“七五”科技攻关项目。 在广大科技工作者的 辛勤努力下, 研制出的锚具、张拉千斤顶、传感 器、钢绞线等, 其性能达到了国际先进水平。 随 着我国国民经济的发展, 锚固技术在公路、码 头、高层建筑深基础和水库堤坝等工程中已有 较 多 应 用。 在 西 康 铁 路 D K 198 + 20816 D K 198+ 280
2、165 段路堑边坡加固施工中, 我们 应用了这一技术。 现将施工情况介绍如下。生溜坍, 节约圬工, 在线路左侧采用三级格梁式锚索挡土墙护坡 (见表 1)。 挡墙高度自下而上 分别为6 m 、6 m 、5 m , 边坡坡度为 1012。 立 柱 间 距 为 4 m , 横 梁 间 距 为 2 m 。锚 孔 直 径90 mm , 下倾角 10°, 孔深分别为12 m 、11 m 、10 m 。锚索采用 1510 - 1570 - ¦ - GB 5224 -85 型钢绞线, 每米锚索由 4 束 7<5 ( 公称直径1512) 钢绞线组成。 在各级锚索挡土墙间设宽115 m
3、、厚014 m 的浆砌片石平台, 挡墙顶设浆砌 片石护坡, 格梁间及格梁挡土墙两端边坡用 C 15 喷射混凝土防护。工程概况锚索挡土墙设计12西 康 线 第 十 四 标 段 D K 198 +20816211各级锚索挡土墙的组成及设计结果212钢绞线性能D K 198+ 280165 段地形左高右低, 地表局部为中更新膨胀土覆盖外, 其余为泥盆系中统千枚 岩夹灰岩, 片理清晰, 风化严重。 为了减少土石 方工程, 降低边坡高度, 防止边坡被雨水冲刷产钢绞线规格为 1510 - 1570 - 85 型, 其性能参数列于表 2。¦ -GB 5224锚具型号为 XM型。图 1 锚索结构构造
4、及其装配示意 30 铁道建筑1999 年第 10 期表 1各级锚索挡土墙组成部分的基本参数图 2 预留孔示意图表 2 钢绞线性能参数图 3 扩张环示意图立模浇注混凝土, 在孔位附近预留注浆孔及排气孔 (见图 2)。313 锚索组装钢绞线经调查、去污、除锈后, 截取钢绞线, 长度为: 钻孔实际长度+ 外锚墩厚度+ 千斤顶 长度+ 工具锚和工作锚厚度+ 张拉操作预留量, 另外考虑截长误差约为 50 100 mm , 每根 钢绞线实际截取长度比设计长度长115 m ( 见表 1)。 截取钢绞线采用无齿锯, 每束锚索由 4束 7<5 (公称直径 <1512) 钢绞线组成, 按设计量 出内锚
5、固段和张拉段锚索长度并分别作标记。在内锚固段范围内的锚索每隔1 m 穿一个扩张 环 ( 见图 3) , 两支架间扎一道紧箍环 ( 采用 铁丝)。张拉段的钢绞线暂时放入塑料管内并涂黄油, 在锚索端安装好导向尖锥帽后, 平顺放好待 用。每根锚索外端做好编号, 以便在向孔内送索 后装千斤顶上的外夹具锚塞时识别编号, 达到 钢绞线平直的目的。314 安装锚索将组装好的锚索抬至孔位处, 经核对确认 锚索与孔位一致后清孔, 将注浆管与锚索一起 31 213锚索结构锚索结构构造及其装配见图 1。施工工艺3311造孔钻孔采用潜孔钻机, 用经纬仪放出基线和 事先定出的孔位, 用方向架定出锚索方向, 据之调整钻机
6、位置, 确认无误后将钻机固定好, 安上 冲击器和钻头, 接好风管即可开钻。在钻孔过程中每5 m 用测斜仪校正一次钻孔方向, 钻孔至 设计深度后立即停钻, 取下钻杆和钻具, 冲洗干净, 用聚乙烯管复核孔深, 用高压风将孔内吹净 后拔出聚乙烯管, 然后用水泥袋纸将孔塞好。312浇注横梁、立柱横梁、立柱为 C 30 钢筋混凝土, 绑扎钢筋,铁道建筑1999 年第 10 期© 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 项目数值直径mm 公称截面积mm 2 千米质量( k
7、 g·km - 1 ) 标准抗拉强度M P a 最低破坏荷载kN 延伸率为 1% 时的荷载kN 延伸率%屈服强度比%15124139135109415701002401202041231590锚 索 挡 土 墙一级二级三级孔数个 每孔深度m自由段长度m 锚固段长度m 锚索长度m挡墙长度m高度m横梁断面( cm ×cm )立柱断面( cm ×cm )5712571315721056016×015015×0165111561215646015×01450145×0152410551115445015×014014
8、15;015装入, 缓缓插入孔底, 使注浆管管口与孔底保持30 50 cm 的距离。315灌注砂浆锚索锚固段和张拉段均需 400# 水泥砂浆, 水泥砂浆的比例为: 水泥砂子水= 11 ( 0135 0140 ) , 水泥采用 525# 普通硅酸盐水 泥, 砂子用纯净的河砂, 要过筛分选。 为提高砂 浆的早期强度, 按水泥用量的 112 % 加入早强剂; 为防止砂浆收缩, 按水泥用量的 10 % 加入 膨胀剂。注浆采用孔底返浆法, 将注浆管插到距孔底 30 50 cm 处, 用压浆机将砂浆通过注浆 管注入孔底, 砂浆从孔底向外依次充满并将孔内空气排出。第一次注浆只注锚固段, 砂浆充满 的位置通过
9、砂浆位置显示仪及注浆量来控制。316张拉锚索锚索张拉应在横梁立柱及锚固段砂浆达到 设计强度后进行, 张拉前需对张拉设备包括千 斤顶、油泵、管路、液压顶压器、液压控压阀和压力传感器等进行核验。 连接、安装好各设备后,采用 整 体 张 拉。 按 设 计 荷 载 的 25% 、50% 、100% 、115% 逐级张拉, 其中除最后一级的张拉 时间为 20 30 m in 外, 其余级别张拉时间均为3 5 m in。317补偿张拉对于钢绞线的松弛、地层徐变等因素造成 的预应力损失, 在张拉后 6 10 d 内进行补偿张拉, 然后加以锁定。318后期处理补偿张拉后立即封口注浆, 注浆管从预留 孔插入,
10、直插到管口距锚固段50 cm 为止, 当预 留孔有浆液溢出时即停止注浆。 封口注浆后用C 15 号混凝土封外锚头。319喷混凝土格梁间及格梁挡土墙两端岩石边坡用 C 15 喷射混凝土防护, 粒径为 0125 015 mm ; 粗骨 料采用纯净的圆砾或角砾, 最大粒径不得大于25 mm , 大于15 mm 的颗粒控制在 20 % 以下。 喷射混凝土的配合比为水泥砂子石子=1215215 (重量比) ; 水灰比为 0145 016,喷射作业采用半湿式。3110 工程试验在施工过程中, 为确保工程质量, 进行了以 下几项试验和测试工作: 孔径、孔斜度、孔深的测试; 钢绞线材质试验; 锚具性能试验;千
11、斤顶、油泵、压力表的校验; 锚索锚固张 拉试验; 注浆配合比选定, 外加剂掺量的选 定; 试件抗压试验。下面着重介绍一下锚索锚固张拉试验结 果: 孔位: 第一级第一排第 18 孔(由安康至西安方向) ; 钻孔深度: 11194 m ; 钻孔倾角: 1018° 锚 索长度: 13140 m ; 锚固段注浆长度: 8113 m ; 张拉 时 间: 注 浆 后 第 24 天; 张 拉 时 试 件 强 度:4112 M P a; 张 拉 力: 超 张 拉 600 kN , 退 至500 kN 锁定; 钢绞线伸长量: 1212 cm 。试验表 明, 锚索未发现异常, 内锚固段砂浆粘结力符合要求
12、。经验体会4格梁式预应力锚索挡土墙与传统路堑加固边坡技术相比, 具有明显优越性, 主要表现在: ( 1) 结构形式轻巧, 不受高度限制, 圬工量小; (2) 该技术工艺简单, 操作灵活, 各工序之间可 平行作业; (3) 改善了施工条件, 减轻了劳动强 度, 安全性强。预应力锚固技术在铁路路堑边坡 加固中的成功应用, 为其发展提供了更广阔的 空间。改回日期: 1999- 07- 08(责任审编邵根大) 32 铁道建筑1999 年第 10 期© 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.