预应力锚索张拉施工指导性方案.pdf

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1、1 预应力锚索（杆）施工指导性方案 一、工程概况 管段起讫里程为 DK*+219.75 DK*+075.00 ，管段内共 76 段路 基，路堑边坡防护形式主要有： 预应力锚索 （杆）框架、普通锚杆框架、 孔窗式护坡（护墙）、拱形骨架、浆砌片石，路堤边坡防护形式主要有： 拱形骨架、浆砌片石护坡、正六边形砼空心块、三维柔性生态护坡。管 段内路基以路堑为主，边坡防护以预应力锚索为主。 二、边坡地质情况 沿线地形、地质条件比较复杂， 区域地质作用剧烈， 不良地质发育。 沿线边坡主要地质为泥质粉砂岩、强风化泥质砂岩、 粉质粘土，岩质软， 具有膨胀性，节理裂隙发育，岩体较破碎，部分地段有顺层， 三、整体施

2、工方案 预应力锚索（杆）防护施工主要由测量放样、钻孔、锚索制作及安 装、注浆、格梁及锚墩施工、锚索（杆）计安装、张拉及锁定、补充注 浆（二次注浆）、封锚等工序组成。在锚索施工前必须进行锚索（杆） 拉拔试验。 1、测量放样 为保证锚孔位置准确，格梁整体线型美观，可采用整体布孔位，搭 设坡面脚手架的方法。具体操作过程中严格控制好坡顶、坡脚（同一坡 面上）两条基准线（基准线一般定位格梁面高程），依据上下基准线挂 坡面线，分别确定各节点位置， 然后按照挂线位置紧贴坡面搭设脚手架， 按照格梁尺寸搭设，将锚孔位置定于脚手架节点上（要考虑钢管直径）， 局部进行高低调整，保证整体脚手架平齐。 2 2、钻孔 钻

3、机应严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角量具控 制角度，孔位、孔斜率、孔径、孔深满足规范及设计要求。成孔后孔口 进行覆盖防护，防止雨水或土渣进入孔内。钻进过程中应对每孔地层情 况、进尺速度、潮湿程度以及一些特殊情况作现场记录。如遇塌孔，应 采用套管跟进组合钻具作业或注水泥砂浆处理。锚杆（索）成孔后应及 时下放锚索（杆）并注浆。 3、锚索制作及安装 制作锚索前，准确计算钢绞线的每根长度，采用切割机切割，严禁 电焊烧割，长度一次性截取，不得采用焊接等连接，考虑锚索张拉工艺 要求，锚索实际长度比设计长度多留2m 。安装承载体过程中， 剥离钢绞 线表面塑料套管（和载体连接部位） ，将钢绞线表

4、面防腐油脂清洗干净， 然后用挤压机将挤压套和钢绞线进行机械连接。按照设计要求安装隔离 架、架线环、对中支架等配件。 压力分散型锚索因各单元锚索长度不同， 因此应对各单元锚索进行标记。编号可采用两重编号的原则，避免因施 工中因锚索拖动将标记磨损，一是对钢绞线外露段（剥皮后）用不同颜 色胶带标记；二是对外露段外套管分别采取切除不同长度的方式。以上 两种方式同时使用，特别要注意，锚索张拉时外露钢绞线套管要全部剥 离，一定要采取可靠的方法。 下锚前，应采用高压风反复清孔，并用一根聚乙烯管复核孔深，待 孔内粉尘吹净且孔深不小于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，准备下放 锚索。下锚索过程中，推送锚索时用力要均

5、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转动，将锚索体推送至预定深 3 度后，检查注浆管是否畅通， 否则应拔出锚索体， 排除故障后重新安装。 4、注浆 注浆用采用注浆机进行，必须从孔底到孔口返浆式注浆，注浆压力 不小于 0.6 0.8MPa ，浆液采用 M40水泥砂浆。浆从孔口溢出时视为注 满，必须一次注满，要多进行次补浆，以保证浆体充满钻孔。注浆完毕 后，将锚索固定在孔口中央。预应力锚杆注浆分为两次注浆，第一次为 锚固段注浆，待锚杆张拉锁定后第二次注浆。 5、格梁及锚墩施工 施工程序为：测量放线格梁开挖砂浆垫层绑扎钢筋支立模 板安装锚索孔口波纹管安装螺旋筋及孔口钢筋网安

6、装锚具（锚垫 板）现浇混凝土混凝土养护。 格梁在施工前，首先开槽并进行修整，然后采用C20混凝土垫层找 平，对超挖部位严禁采用松散土块回填，必须采用C20混凝土填补，严 禁格梁垫层下有虚渣和空洞。严格按照设计图纸和规范要求绑扎钢筋， 确保主筋长度及箍筋间距满足要求，钢筋接头尽量避开节点位置。模板 必须安装顺直，接缝严密，顶面可进行加盖，确保格梁面平整。浇筑过 程中，控制浇筑速度， 不宜过快，防止胀模， 浇筑过程中必须进行振捣， 确保砼密实。菱形格梁施工完砼后可在挡水堰位置埋设预埋钢筋，保证 后续挡水堰施工时与格梁的连接质量。拆除模板时，保证混凝土表面及 棱角完整，不被破坏。浇筑完后对格梁进行覆

7、盖养生，特别是锚墩位置， 必须按要求养护到位。 6、锚索（杆）计安装 若需要安装锚索 （杆）计的孔位，按照工点图中指定孔位进行安装， 4 安装前必须进行标定、编号，安装时保证锚索（杆）计座在锚墩面上， 必须放置平稳， 锚索（杆）从测力计孔中心穿过， 如发现几何偏心过大， 应及时调整。 7、张拉及锁定 在张拉前必须根据锚索锚固设计吨位选择合适的千斤顶及油压泵， 并进行标定，得出千斤顶拉力和油压表压强的张拉方程。根据相关参数 计算锚索张拉荷载及伸长量，并计算出不同荷载对应的张拉油表读数。 当格梁砼强度及孔内M40砂浆强度，达到设计强度的80% 以上，方 可进行锚索的张拉。在正式张拉前，先按照荷载为

8、0.1 倍的设计拉力预 张拉，整体张拉12 次，使锚索拉直，然后松开。压力分散型锚索进 行张拉时，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级 补偿， 分级整体张拉。在张拉过程中，当荷载每增加一级，均应稳定 5min， 并记录位移读数。 最后一级张拉荷载应维持1020min，每级稳定后测读 锚头位移不应少于3 次。张拉至 110%稳定后可进行锁定，若发先应力 损失，应及时进行补张拉。 8、补充注浆（二次注浆） 张拉锁定后，可进行补充注浆。预应力锚索应从补浆孔进行补浆， 保证波纹管及锚具内注浆饱满。预应力锚杆采用二次注浆管进行注浆， 注浆前确保排气孔畅通。 9、封锚 锚索张拉

9、完成 7 天后，对其拉力和外观进行复查，复查合格后，采 用手提砂轮机切除多余钢绞线（从锚具起预留大于10cm，但不超过锚 头），然后支模，用混凝土及时封闭锚头，要求整齐、美观。 5 四、关键工序施工（锚索（杆）张拉） 1、工艺流程图 压力分散型预应力锚索（3 单元 6 束）为图 1 所示，拉力集中型预 应力锚索、预应力锚杆为图2 所示，见下图。 施工准备 预张拉 10% 张拉前计算 校核千斤顶 及油泵 对第一单元（最长 单元）进行补偿张 拉（补偿张拉 1） 对第一、二单元同时 进行补偿张拉（补偿 张拉2） 整体张拉 50% 整体张拉 25% 整体张拉 75% 整体张拉 100% 整体张拉 11

10、0% 稳定 不稳定 稳定 不稳定 稳定 稳定 注浆 稳定 锁定，切除多余钢绞线 封锚 安装锚索计 排查分析原 因，并处理 对第一单元（最长 单元）进行补偿张 拉（补偿张拉 1） 对第一、二单元同时 进行补偿张拉（补偿 张拉2） 对第一单元（最长 单元）进行补偿张 拉（补偿张拉 1） 对第一、二单元同时 进行补偿张拉（补偿 张拉2） 排查分析原 因，并处理 不稳定 排查分析原 因，并处理 对第一单元（最长 单元）进行补偿张 拉（补偿张拉 1） 对第一、二单元同时 进行补偿张拉（补偿 张拉2） 不稳定 排查分析原 因，并处理 对第一单元（最长 单元）进行补偿张 拉（补偿张拉 1） 对第一、二单元同

11、时 进行补偿张拉（补偿 张拉2） 不稳定 排查分析原 因，并处理 注：当预应力锚索为2 单元 4 束时，每循环只进行第一步补偿张拉（补偿张拉1） ，不需第二部补偿（补偿张 拉 2） ，其他工序仍按照流程进行。 图 1：压力分散型预应力锚索张拉工艺流程图 6 施工准备 预张拉10% 张拉前计算 校核千斤顶 及油泵 整体张拉50% 整体张拉25% 整体张拉75% 整体张拉100% 整体张拉110% 稳定 不稳定 稳定 不稳定 稳定 稳定 注浆 稳定 锁定，切除多余钢绞线 封锚 安装锚索计 排查分析原 因，并处理 排查分析原 因，并处理 不稳定 排查分析原 因，并处理 不稳定 排查分析原 因，并处理

12、 不稳定 排查分析原 因，并处理 图 2：拉力集中型预应力锚索、预应力锚杆张拉工艺流程图 2、工艺流程 （1）压力分散型预应力锚索（3 单元 6 束） 7 预张拉： 在正式张拉前，先按照荷载为0.1 倍的设计拉力预张拉，整体张拉 12 次，使锚索拉直，然后松开。 差异分步补偿张拉： 第一步：先按照差异荷载P 1张拉第一单元（最长一组锚索），并 采用 L1-2进行控制，张拉到位后锁定工作锚和工具锚；在千斤顶行程 内可不回油，压力表不归零，继续进行第二步张拉。 第二步：再按照差异荷载P2同时张位第一单元（最长一组锚索） 和第二单元（次长一组锚索），并用L2-3进行控制，张拉到位后锁定 工作锚和工具

13、锚；在千斤顶行程内不回油，压力表不归零，继续进行整 体同步张拉。 分级补偿，分级整体张拉： 按照上述，每级荷载张拉前先进行第一、二步分单元补偿张拉后， 再将三组锚索（即一、二、三单元）整体张拉，按照设计荷载的25%、 50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉，至张拉锁定。 （2）压力分散型预应力锚索（2 单元 4 束） 预张拉： 在正式张拉前，先按照荷载为0.1 倍的设计拉力预张拉，整体张拉 12 次，使锚索拉直，然后松开。 差异分步补偿张拉： 按照差异荷载 P1张拉第一单元（最长一组锚索），并采用L1-2 进行控制，张拉到位后锁定工作锚和工具锚； 在千斤顶行程内可不回油，

14、 压力表不归零，继续进行整体同步张拉。 8 分级补偿，分级整体张拉： 按照上述，每级荷载张拉前先进行第一单元补偿张拉后，再将锚索 （2 单元）整体张拉，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110% 五级分级补偿，分级整体张拉，至张拉锁定。 （3）拉力集中预应力型锚索、预应力锚杆 预张拉： 在正式张拉前，先按照荷载为0.1 倍的设计拉力预张拉，整体张拉 12 次，使锚索拉直，然后松开。 按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级整体张 拉，至张拉锁定。 3、张拉荷载和伸长量计算。 （1）压力分散型预应力锚索（3 单元 6 束） 张拉荷载计算： 锚索设计荷载采用平

15、均法进行分配，即每单元锚索承受的荷载为设 计荷载的 1/3，单根锚索承受的荷载为1/6，忽略孔道摩擦和其它不利因 素。 伸长量计算： 根据每单元锚索长度，确定各级荷载对应的伸长量。 L1=P L1 /EA L2=PL2 /EA L3=PL3 /EA 公式中（ L1、L2、L3）长度计算时，锚索有效张拉长度=锚固段 + 自由段 +锚墩轴心厚度 +锚具厚度 +千斤顶的工作长度。 差异荷载和伸长量计算： 差异伸长量： L1-2=L1-L2L2-3=L2-L3 9 差异荷载： P1=E*A*( L1-2 / L1)*2 P2=E*A*( L2-3 /L2十L2-3 / L1)*2 其中： L1， L2

16、， L3分别为第一、二、 三单元锚索的长度，且 L1L2L3； L1， L2， L3各单元锚索在各级荷载 （设计荷载的 25%、 50%、 75%、100%、110%）的作用下的伸长量； L1-2，L2-3各单元锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、 75%、100%、110%）作用下的差异伸长量； P各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作 用下单根钢绞线束的荷载； A单根钢绞线束的截面面积； E钢绞线的弹性模量； P1， P2各级荷载（设计荷载的 25%、 50%、 75%、 100%、 110%） 分步差异张拉之第一、二步级张拉荷载增量。 （2）压力分散型

17、预应力锚索（2 单元 4 束） 张拉荷载计算： 锚索设计荷载采用平均法进行分配，即每单元锚索承受的荷载为设 计荷载的 1/2，单根锚索承受的荷载为1/4，忽略孔道摩擦和其它不利因 素。 伸长量计算： 根据每单元锚索长度，确定各级荷载对应的伸长量。 L1=P L1 /EA L2=PL2 /EA 公式中（L1、L2）长度计算时，锚索有效张拉长度=锚固段 +自由段 +锚墩轴心厚度 +锚具厚度 +千斤顶的工作长度。 10 差异荷载和伸长量计算： 差异伸长量： L1-2=L1-L2 差异荷载： P=E*A*( L1-2 / L1)*2 其中： L1，L2，分别为第一、二单元锚索的长度，且L1L2； L1

18、， L2各单元锚索在各级荷载 （设计荷载的 25%、 50%、 75%、 100%、110%）的作用下的伸长量； L1-2锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、 110%）作用下的差异伸长量； P各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作 用下单根钢绞线束的荷载； A单根钢绞线束的截面面积； E钢绞线的弹性模量； P各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）差 异荷载增量。 （3）拉力集中预应力型锚索、预应力锚杆 锚索有效张拉长度 =锚固段 +自由段+锚墩轴心厚度 +锚具厚度 +千斤 顶的工作长度。 按照设计荷载的 25%、

19、50%、75%、100%、110%的作用下，整体分 级张拉。 L= P*L/ （E*A ） 其中： L锚索（杆）的长度（为锚索时L 均等长）； L各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的 作用下的伸长量； 11 P各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）； A孔内钢绞线（锚杆）的总截面面积； E钢绞线（锚杆）的弹性模量； 4、张拉过程控制 （1）张拉前将锚垫板管内的混凝土清理干净、消除钢绞线上的锈蚀、 泥浆。锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚 索轴线在一条直线上，不得压弯或偏折锚头，确保承载均匀同轴，必要 时用钢质垫片调整

20、以满足要求。 （2）套上工作锚板，根据气候干燥程度在锚板锥孔内抹上一层薄薄 的黄油。 （3）加载速率要平缓 ,速率宜控制在设计预应力值的0.1/min 左右。 （4）在张拉过程中，当荷载每增加一级，均应稳定5min，并记录位 移读数。最后一级张拉荷载应维持1020min。 在每级加荷等级的观测时 间内，测读锚头位移不应少于3 次。 （5）在每级加荷等级观测时间内，锚头移量不大于1.0mm时，可施 加下一级荷载；否则需延长观测时间， 直至锚头位移增量2h 小于 2.0mm 时，方可施加下一级荷载。 （6）锚索张拉过程中出现下列情况之一时可视为破坏，应终止加载： 锚头位移长时间不稳定，或者不收敛;

21、 后一级荷载产生的锚头位移量是前一级荷载位移量的2 倍，即拉 拔力位移曲线图出现明显的拐点; 锚索被拉断。 12 （7）切割多余钢绞线时， 应用砂轮切割机， 如确需用加热方法切割时， 应采取保护方法使锚具夹片不受热，以确保夹片不因受热退火而滑丝。 五、安全保障措施 1、张拉设备操作工必须经过安全技术培训，经考核确认合格后， 方可上岗。 2、张拉区域周围应设置明显的警示标志和标牌，非作业人员不得 进入张拉作业区 ,千斤顶张拉方向严禁站人,施工操作者及测量人员应站 在侧面 ,严禁越过安全区。 严禁非操作人员进入张拉区。 张拉前应检查张 拉系统安全可靠，张拉时应有安全措施，张拉人员站在千斤顶旁边张拉

22、 作业，严禁任何人张拉端前面。 3、根据要求的张拉程序、控制应力、伸长值，选择适宜的张拉机 具，制定相应的安全技术措施。施加预应力的机具设备、锚具、夹具与 钢绞线或钢筋必须相互匹配。 4、张拉前应对预留孔道进行检查，孔道应定位准确、内壁光滑、 通顺，孔道内的灰渣等杂物应吹扫或冲洗干净，孔口预埋锚座钢板应与 孔道中心线垂直。 5、按要求在坡面上搭设可移动式作业平台，作业平台、脚手架， 各节点的连接必须牢固、可靠，宽度应满足施工安全要求，作业平台临 边必须设防护栏杆，上下作业平台应设安全梯等设施。 6、油泵运行过程中，严禁操作工离开岗位；需要离开岗位时，必 须停止油泵运行，并切断油路和电源。 7、张拉作业中发生异常响声或发现断丝、锚楔滑移和碎裂时，必 须停止张拉，查明原因，待采取处理措施后，方可恢复张拉。 13 8、张拉过程中，应逐根量测预应力筋（束）的伸长值和观测张拉 吨位相应压力表读数，当伸长值和压力表读数计算值出入较大时，应停 止张拉，待查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。 2012 年 3 月 1 日