好一点小编带来了什么是预应力锚杆,希望能对大家有所帮助,一起来看看吧!
预应力锚杆由锚头、杆体及垫板组成,通过锚头产生的锚固力对围岩施加一定的预压应力,主动地加固围岩。预应力锚杆主要录用高强度精轧螺纹钢作为主要受力构件,对钢筋进行预应力张拉、锁定、施加加同荷载。
预应力锚杆框架主要应用于锚固地层为碎块状及以上地层,效果较佳;对于锚同地层为类土质、全风化等情况。预应力锚杆应按设计要求进行基本试验,基本试验数量不得少于3根,基本试验孔具有相同边坡锚孔深度的代表性。基本试验宜在工程施工作业开始之前进行,并完成试验报告,提交给监理工程师和设计代表,待试验报告批准,设计锚固参数确认或调整后,方可进行锚固工程施工作业。扩展资料:预应力锚杆的基本类型:
1.机械胀壳预应力锚杆机械胀壳预应力下图所示锚杆的基本原理是利用其锥形的端部在沿螺纹旋转时,将两片带有倒钩的外壳胀开,使其压紧在岩壁上而产生锚固力。
2.树脂预应力锚杆树脂预应力锚杆的锚固端采用树脂卷作为锚固剂,由树脂药包、杆体及垫板等组成。
树脂预应力锚杆具有承载快、锚固力大、安全可靠、施工操作相对简便、适用范围广等优点,且控制围岩位移和抗震性能好,适用于Ⅰ~Ⅳ类的围岩主动支护,克服了机械胀壳预应力锚杆不宜使用在密集节理化岩石和软弱岩石的弱点。
3.水泥药卷预应力锚杆水泥药卷预应力锚杆的锚固端采用快硬水泥药卷作为锚固剂,通过快硬水泥对岩壁和杆体的粘结而起张拉锚固作用。自由张拉段采用缓凝水泥药卷作为后续锚杆的锚固与防腐层。
预应力锚杆,是由涨壳锚头,锚杆,止浆塞,垫板,螺母组成;锚杆组装后放入锚孔,用专门的预应力张拉器材,给锚杆施加一定的拉力,锚杆的拉通过垫板作用在基础上,这样锚固的效果更好预应力锚杆施工工艺:
1.钻孔成形并彻底清孔;
2.将安装有涨壳锚头的杆体直接插入成孔底部;
3.用力预紧杆体,保证锚头顶端与底部紧贴并左旋锚杆体直至旋紧后,再安装止浆塞、垫板、螺母;
4.连接常规张拉工具例如锚杆拉力计,实施预应力张拉至规定值。
工艺 3.1土层锚杆施工程序为水作业钻进法:土方开挖——测量、放线定位——钻机就位——接钻杆——校正孔位——调整角度——打开水源——钻孔——提出内钻杆——冲洗——钻至设计深度——反复提内钻杆——插钢筋或钢绞线——压力灌浆——养护——*主筋防锈——上横梁或预应力锚件——焊锚具——张拉仅用于预应力锚杆——锚头锚具锁定。土层锚杆干作业施工程序与水作业钻进法基本相同,只是钻孔中不用水冲洗泥渣成孔,而是干法使土体顺螺杆出孔外成孔。
3.2钻孔要保证位置正确,要随时注意调整好锚孔位置上下左右及角度,防止高低参差不3齐和相互交错。3.3钻进后要反复提插孔内钻杆,并用水冲洗孔底沉渣直至出清水,再接下节钻杆;遇有粗砂、砂卵石土层,在钻杆钻至最后一节时,应比要求深度多10~20cm,以防粗砂、碎卵石堵塞管子。3.4钢筋、钢绞线使用前要检查各项性能,检查有无油污、锈蚀、缺股断丝等情况;如有不合格的,应进行更换或处理。断好的钢绞线长度要基本一致,偏差不得大于5cm。端部要用铁丝绑扎牢,不得参差不齐或散架。
干作业要另焊一个锥形导向帽;钢绞线束外留量应从挡土、结构物连线算起,外留1.5~2.5m。钢绞线与导向架要绑扎牢固,导向架间距要均匀,一般为2m左右。注浆管使用前,要检查有无破裂堵塞,接口处要处理牢固,防止压力加大时开裂跑浆。
3.5拉杆应由专人*,要求顺直。钻孔完毕应尽快地安设拉杆,以防塌孔。拉杆使用前要除锈,钢绞线要清除油脂。
拉杆接长应采用对焊或帮条焊。孔附近拉杆钢筋应涂防腐漆。为将拉杆安置于钻孔的中心,在拉杆上应安设定位器,每隔1.0~2.0m应设一个。
为保证非锚固段拉杆可以自由伸长,可采取在锚固段与非锚固段之间设置堵浆器,或在非锚固段的拉杆上涂以润滑油脂,以保证在该段自由变形。3.6在灌浆前将管口封闭,接上压浆管,即可进行注浆,浇注锚固体。3.7灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序,必须认真进行,并作好记录。灌浆材料多用纯水泥浆。
水灰比为0.4~0.45左右。为防止泌水、干缩,可掺加0.3%的木质素磺酸钙。灌浆亦可采用砂浆,灰砂比为1:1或l:0.5重量比,水灰比为0.4~0.5;砂用中砂,并过筛,如需早强,可掺加水泥用量0.3%的食盐和0.03%的三乙醇胺。水泥浆液的抗压强度应大于25MPa,塑性流动时间应在22s以下,可用时间应为30~60min。
整个浇注过程须在4min内结束。3.8灌浆压力,一般不得低于0.4MPa,亦不宜大于2MPa,宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆,可有效提高锚杆抗拔力20%左右。3.9注浆前用水引路、润湿,检查输浆管道;注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备及灌浆管等。注浆后自然养护不少于7d,待强度达到设计强度等级的70%以上,始可进行张拉工艺。
在灌浆体硬化之前,不能承受外力或由外力引起的锚杆移动。3.10张拉前要校核千斤顶,检验锚具硬度;清擦孔内油污、泥砂。张拉力要根据实际所需的有效张拉力和张拉力的可能松弛程度而定,一般按设计抽向力的75%~85%进行控制。
3.11锚杆张拉时,分别在拉杆上、下部位安设两道工字钢或槽钢横梁,与护坡墙桩紧贴。张拉用穿心式千斤顶,当张拉到设计荷载时,拧紧螺母,完成锚定工作。张拉时宜先用小吨位千斤顶拉,使横梁与托架贴紧,然后再换大千斤顶进行整排锚杆的正式张拉。
锚索是通过外端固定于坡面,另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线,直接在滑面上产生抗滑阻力,增大抗滑摩擦阻力,使结构面处于压紧状态,以提高边坡岩体的整体性,从而从根本上改善岩体的力学性能,有效地控制岩体的位移,促使其稳定,达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。
一. 施工工艺及流程图如下:1. 钻孔 钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。
为确保钻孔效率和保证钻孔质量,采用潜孔冲击式钻机。钻机钻井时,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。钻孔深度要超出锚索设计长度0.5m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,塞好孔口。
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0.4 MPa,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。2. 锚索* 锚索在钻孔的同时于现场进行编制,内锚固段采用波纹形状,张拉段采用直线形状。
钢纹线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。正常情况下,钢绞线截断余量取50mm。将截好的钢绞线平顺地放在作业台架上,量出内锚固段和锚索设计长度,分别作出标记;在内锚固段的范围内穿对中隔离支架,间距60--100cm,两对中支架之间扎紧固环一道;张拉段每米也扎一道紧固环,并用塑料管穿套,内涂黄油;最后,在锚索端头套上导向帽。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。4. 锚固法注浆锚固法注浆采用排气注浆发施工。下倾的孔,注浆管插至孔底,砂浆由孔底注入,空气由锚索孔排出;上倾和水平孔,砂浆由孔口注入,空气压向孔底,由孔底进入排气管排出孔外水平锚索,空气经限浆环进入排气管。
上倾和水平锚索孔注浆过程中,当排气管不再排气,且有稀水泥浆从排气管压出时,说明注浆已满;对于下倾锚索注浆,采用砂浆位置指示器控制注浆位置。锚索孔注浆采用注浆机,注浆压力保持在0.3--0.6 MPa。5.立锚墩锚墩的作用是把锚具的集中荷载传递到岩面和调整岩面受力方向。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。
6.锚索的张拉张拉锚索前需对张拉设备进行标定。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。因国产压力表初始起动压强不完全相同,所以,标定曲线上必须注明标定时的压力表号,使用中不得调换。
压力表损坏或拆装千斤顶后,要重新标定。若锚索是由少数钢纹线组成,可采用整体分级张拉的程序,每级稳定时间2~3min;若锚索是由多根钢纹线组成,组装长度不会完全相同,为了提高锚索各钢绞线受力的均匀度,采用先单根张拉,3天后再整体补偿张拉的程序。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。8.外部保护封孔注浆后,从锚具量起留50mm钢绞线,其余的部分截去,在其外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂浆保护层。为保质保量地按期完成施工任务,工地必须成立QC小时,自始至终每个阶段坚持采用科学的工作方法,制定一系列对策和实施办法,及时改善锚索体结构,积极改进施工工艺,采用先进的网络技术组织施工,尽量做到均衡生产,使钻孔、注浆、张拉、封锚等工序互不延误,交叉进行,并按统一表格做好施工记录。
二.质量控制
1. 锚位点放线,各方向允许误差均为±1cm。 2.脚手架的搭设必须稳定,对紧固件的紧固必须有人复核。 3.按设计孔口座标在脚手架上安装钻机专用钢管,将钻机放在专用钢管上,用经纬仪按边坡方向放出基线,然后用方向架放出锚索方位角,测角仪调整倾角,到满足设计要求为止。
将紧固件紧牢后,再核查一遍钻机孔位座标、方位及倾角,确认无误后,将所有紧固件再紧一遍使其误差不超过:倾角±0.5°,方位角±1°。 4.锚索孔径允许误差±2mm。 5.若遇坍孔,应立即停钻,进行固壁注浆处理,注浆24小时后重新扫孔钻进。 6.洗孔要干净彻底,孔中不得留有岩粉和水。
7.锚索的编制要确保每一根钢绞线始终均匀排列、平直、不扭不叉,锈、油污要除净,对有死弯、机械损伤及锈坑者应剔出。8.锚索的长度要根据钻孔的实际深度确定,允许误差±2cm,并对锚索按孔号相应编号。9.锚固段的定位导向花架、船形托架两者统
一.,应严格按设计要求安装在锚索上,绑扎铁口既要能承受一定的拉力,又要保证锚索的自由拉伸。
10.安放锚索要保证锚索孔壁有不少于1cm的注浆厚度,锚索安放要平直,张拉段要放在锚孔中央。11.内锚固段注浆,水泥选用525号普通硅酸盐水泥,搅拌水泥砂浆应均匀,使用时不得有沉淀,。
基坑支护锚杆施工方案
一. 工程概况地下室四层,基坑开挖深度为15.3m。本工程基坑支护采用挖孔桩连续墙,并兼作地下室外墙,支护结构还设计了2~3排预应力锚杆。
我公司根据设计图纸制定施工方案。
二. 设计概况本基坑支护设计2~3排预应力锚杆,每排均采用一桩一锚布置,计514根锚杆。基坑平面尺寸为6562.2m。锚杆布设在标高-3.0~-9.0m,东、南面倾角为30,西、北面倾角为45。杆材采用2×7φ5~5×7φ5钢铰线,入中风化岩锚固段3~5m,锚杆孔直径为150,灌浆材料采用强度25MPa的水泥砂浆或水泥浆,锚索设计轴向拉力为150~550kN。
因北面基坑施工的影响,将原北面锚杆由2排调整为3排,锚杆倾角调整为45。
三. 施工方案
1. 施工总平布置预应力锚杆施工与基坑土方开挖需精心组织,密切配合,从而确保基坑锚索及土方开挖施工有条不紊顺利进行。锚杆钻机均布置在基坑内,按施工要求布置在土平台上,土平台宽度为5m。
在场地南面、东面和北面各布置一套注浆设备,水泥堆场与注浆机相邻;锚杆加工场布置在南侧,施工水电接口分3个设置在注浆机旁。总平面布置详见附图一。
2. 施工顺序
1.总施工顺序第一层土方-1.5~2.5m 试验锚杆 北、东面一层锚杆 西、南面一层锚杆
第二层土方-4.5m
北、西面二层锚杆-6m 第三层土方-7.5~8.5m
北、西、南、东面三层锚杆-9m 第四层土方-15.6m 出土坡道口锚杆
2.预应力锚杆施工工艺分层开挖土层 锚杆孔定位 锚杆成孔 锚杆制安 第一次注浆
第二次高压注浆部分 锚头支座制安
锚索张拉锁定
3. 施工方法及技术要求
1.预埋钢套管:本工程锚杆位置须用钢套管在挖孔桩中预埋,挖孔桩施工时,预埋180mm内径钢套管,按锚杆设计倾角30或45,焊接在钢筋笼上,套管内填充泡沫块。
2.成孔:成孔采用XY-
1.2或MCJ-50型锚杆钻机成孔,成孔直径为150mm,当成孔中遇障碍不能达到设计孔深或地质条件与设计不符时,应立即与甲方及设计单位联系,及时确定处理方案。
3. 锚杆孔钻至中风化岩面时,须取芯检验后,再继续施工。入中风化岩长度为3-6m,孔底超过设计长度0.5m。
4.成孔完成后须采用清水循环洗孔,洗净孔底沉渣。泥浆比重控制在1.1-1.2范围。
5. 按设计要求将2~5×7Φ5钢铰线*成束,自由段采用硬质PVC塑料管隔离,自由段钢铰线须涂油防腐处理。孔口预留1.2m张拉段钢铰线。
6. 杆材焊接必须符合规范要求。杆体上每隔1.0~1.2m设置隔离架,确保锚索能安放于孔中间,锚头安装导向帽。下锚时须将注浆管绑在锚索前端,使注浆管送至钻孔底部。
7. 按设计要求采用高压注浆法,注浆主材为32.5R或42.5R普硅纯水泥浆,对设计拉力400kN以内的锚杆采用32.5R水泥注浆, 对设计拉力大于400kN的锚杆采用42.5R水泥注浆,水灰比为0.50~0.55,水泥浆搅拌时间不少5min,三乙醇早强剂掺入量为0.03%。
8.根据锚索试验结果,对锚固段较短而又不入岩的锚杆,采用二次高压注浆施工方法。二次注浆应重点加强土层锚固段抗拔力。制锚时预埋二根注浆管,本工程二次注浆管端头预埋在距锚索端头处,并在锚固段每隔1.0m留孔洞,按预定注浆量高压注浆,形成锚杆扩大头。
9. 注浆采用孔底注浆,第一次注浆压力为0.3~0.8MPa,注浆完成一半后,再逐浙将管拔出。
二次注浆间隔3~5小时进行,二次注浆压力为1.2~2.5MPa。
10. 锚杆张拉前须将锚杆孔口补浆处理,并将桩体预埋管段进行防渗处理后再张拉锁定。1
1.桩体外锚头支墩采用250×250mm的钢锚墩,钢锚墩用厚度为20mm的钢板*,锚头支墩结构详见附图二。
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2.工程锚杆注浆完成7天后,浆体强度达到设计强度的75%以上即可进行张拉。张拉过程分二次进行,第一次张拉按设计荷载的1.2倍进行检验,第二次按80%设计轴力张拉锁定。
4. 施工中的特殊问题及处理措施
1. 土方开挖易与锚杆施工产生矛盾,锚杆施工必须与基坑开挖同步交叉作业,土方分层开挖应根据锚杆施工顺序进行,沿基坑周边5m范围应严格按锚杆施工平台预留,锚杆施工平台详见附图三。
2. 土方开挖时应将桩孔护壁采用挖土机破除,桩芯砼面10cm必须及时用手风镐修凿,努力为锚杆施工创造工作面。
3. 施工中出现坍塌及流沙涌水时,采用XY-2型液压钻机护管法成孔,待注浆后再将护管拔出。流沙涌水处,用排水管导水,然后再作局部灌浆处理。
4. 降水及渗流积水处理,基坑开挖时先开挖一些集水坑和底坡排水沟,用潜水泵抽排至地面排水沟排走。
5. 北面及西面锚杆钻孔施工时会遇到临近基坑土钉,当难于穿越时,采用先局部注速凝水泥浆后,再用金刚石钻头穿越与土钉交叉段。
6. 锚杆施工中,遇周边建筑物桩基础时,必须立即向甲方及现场监理报告,根据实际情况进行调整,不能损伤周边建筑物桩基础。
7. 锚杆施工期间,要求监测单位加强对基坑变形监测,特别是基坑北侧,临近基坑的支护状况对该处安全较为不利。
四. 试验锚杆施工
1. 选取东区第一排111#、113#、115#锚杆及北区93#、95#、97#锚杆进行钻孔、注浆、张拉、锁定的试验性施工,检验设计的合理性及施工工艺与设备的适应性。
2. 试验的东区锚杆杆体为4×7φ5钢绞线,长度约22.5m,锚杆孔径为150mm,倾角30,设计拉力400kN;北区锚杆体为2×7φ5钢绞线,长度为18.0m,锚杆孔径为150mm,倾角45,设计拉力150kN。所选择的锚杆具有代表性。
3. 采用XY-1型钻机钻孔,按已定施工方案工艺实施。
钢绞线、水泥等原材料先进场后需进行主要技术性能检验,张拉设备进行标定检验。
4. 锚杆锚固体强度达到设计强度等级的75%时进行锚杆张拉试验,最大试验荷载取锚杆轴向拉力设计值N的1.2倍。
5. 锚杆试验加载等级及锚头位移测读间隔时间应符合下列规定:
1.初始荷载取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍。
2.加载等级与观测时间按下表进行:锚杆试验加荷等级及观测时间
表1加载等级 0.1N 0.25N 0.5N 0.75N 1.0N 1.2N111#、113#、115锚杆张拉力kN 40 100 200 300 400 48093#、95#、97#锚杆张拉力kN 15 37.5 125 112.5 150 180观测时间min 5 5 5 10 10 15
3. 在每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移3次。
4.达到最大试验荷载后观测15min,卸荷至0.1N,并测读锚头位移。
6. 试验结果按每级荷载对应的锚头位移列表整理,并绘制锚杆荷载~位移Q~s曲线。
7. 锚杆锚头位移不应小于自由段长度弹性变形计算值的80%,且不应大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值。
五. 施工�。
层锚杆的施工过程包括成孔、安放拉杆、灌浆和张拉锁定等工序。
1.成孔土层锚杆的成孔可采用螺旋式钻孔机、旋转冲击式钻孔机和冲击式钻孔机。
应用较多的是压水钻进法成孔工艺。它可把成孔过程中的钻进、出渣、清孔等工序一次完成。当土层无地下水时,亦可用螺旋钻干作业法成孔。
2.安放拉杆 拉杆在使用前要除锈,钢绞线要清除油脂。土层锚杆的全长一般在10m以上,长的达到30m。
3.灌浆 是土层锚杆施工中的一个关键工序。锚杆灌浆一般用纯水泥浆,水泥常用普通硅酸盐水泥,地下水如有腐蚀性,宜用防酸水泥。水灰比多用0.4左右,其流动度要适合泵送,为防止泌水、干缩和降低水灰比,可掺加0.3%的木质素磺酸钙。
常用的灌浆方法为一次灌浆法,即利用压浆泵将水泥浆经胶管压人拉杆内,再由拉杆管端注入锚孔,灌浆压力为0.4MPa。待浆液流出孔口时,用水泥袋纸塞人孔内,用湿粘土堵塞孔口,严密捣实,再以 400~600kPa的压力进行补灌,稳压数分钟即告完成。
4.张拉和锁定 土层锚杆灌浆后,预应力锚杆还需张拉锁定。
张拉锁定作业在锚固体及台座的混凝土强度达15MPa以上时进行。
在锚杆正式施工之前,一般需进行下列准备工作:
1.锚杆施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物理力学特性天然重度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角等,这对于确定锚杆的布置和选择钻孔方法等都十分重要。还需了解地下水位及其随时间的变化情况,以及地下水中化学物质的成分和含量,以便研究对锚杆腐蚀的可能性和应采取的防腐措施。
2.要查明锚杆施工地区的地下管线、构筑物等的位置和情况,慎重研究锚杆施工对它们产生的影响。
3.要研究锚杆施工对邻近建筑物等的影响,如锚杆的长度超出建筑红线应得到有关部门和单位的批准或许可。同时也应研究附近的施工如打桩、降低地下水位、岩石爆破等对锚杆施工带来的影响。
4.编制锚杆施工组织设计,确定施工顺序;保证供水、排水和动力的需要;制订机械进场、正常使用和保养维修制度;安排好劳动组织和施工进度计划;施工前应进行技术交底。钻孔钻孔工艺影响锚杆的承载能力、施工效率和成本。
钻孔的费用一般占总费用的30%,有时达50%。钻孔要求不扰动土体,减少原来土体内应力场的变化,尽量不使自重应力释放。
1.钻孔机械我国目前用的锚杆钻孔机械有两类,一类是从国外引进的锚杆专用钻机如德国的Krupp钻机、日本的RPD和Koken钻机、意大利的Worthing to钻机、Stensaccl钻机等;另一类是国产钻机如北京市机械施工公司研制的MZ-II型钻机及地质钻机和工程钻机改装的锚杆钻机。
钻孔方法的选择主要取决于土质和钻孔机械。常用的锚杆钻孔方法有:
1.螺旋钻孔干作业法当锚杆处于地下水位以上,呈非浸水状态时,宜选用不护壁的螺旋钻孔干作业法来成孔,该法对粘土、粉质粘土、密实性和稳定性较好的砂土等土层都适用。进行螺旋钻孔,可用上述的工程地质钻机XU-600型等带动螺旋钻杆,亦可用MZ-II型螺旋钻。
用该法成孔有两种施工方法:一种方法是钻孔与插入钢拉杆合为一道工序,即钻孔时将钢拉杆插入空心的螺旋钻杆内,随着钻孔的深入,钢拉杆与螺旋钻杆一同到达设计规定的深度,然后边灌浆边退出钻杆,而钢拉杆即锚固在钻孔内;另一种方法是钻孔与安放钢拉杆分为两道工序,即钻孔后在螺旋钻杆退出孔洞后再插入钢拉杆。后一种方法设备简单,简便易行,采用较多。为加快钻孔施工,可以采用平行作业法进行钻孔和插入钢拉杆。
用螺旋钻杆进行钻孔,被钻削下来的土屑对孔壁产生压力和摩阻力,使土屑顺螺旋钻杆排出孔外。对于内摩擦角大的土,和能形成粗糙孔壁的土,由于钻削下来的松动土屑与孔壁间的摩阻力小,土屑易于排出,就是在螺旋钻杆转速和扭矩相对较小的情况下,亦能顺利地钻进和排土。对于含水量高、呈软塑或流动状态的土,由于钻削下来的土屑与孔壁间的摩阻力大,土屑排出就较困难,需要提高螺旋钻杆的转速,使土屑能有效地排出。凝聚力大的软粘土、淤泥质粘土等,对孔壁和螺旋叶片产生较强的附着力,需要较高的扭矩并配合一定的转速才能排出土屑。
因此,除要求采用的钻机具有较高的回转扭矩外,还要能调节回转速度以适应不同土的要求。国产的QYDZ型汽车式全液压多功能钻机亦可用于螺旋钻孔。该机用于钻设锚杆斜孔时,钻具由动力装置与钻杆两部分组成。动力回转装置用NJM-1.0内曲线液压马达作动力源,马达装于封闭的箱体内。
使用时只要将动力装置箱体的端面法兰盘与伸缩壁端面的法兰盘用螺栓连接即可。马达出轴通过联轴器与钻杆相联,由变幅油缸把吊臂调至需要角度。利用伸缩臂油缸实现钻进加压即可进行锚杆成孔。该机最大钻深可达25m。
螺旋钻孔所用之钻杆,每节长约2~6m,根据钻孔直径选择螺叶外径和螺距,螺叶外径与螺距需有一定的比值。用此法钻孔时,钻机连续进行成孔,后面紧接着进行安放钢拉杆和灌浆。此法的缺点是当孔洞较长时,孔洞易向上弯曲,导致锚杆张拉时摩擦损失过大,影响以后锚固力的正常传递,其原因是钻孔时钻削下来的土屑沉积在钻杆下方,造成钻头上抬。
2.压水钻进成孔法该法是锚杆施工应用较多的一种钻孔工艺。这种钻孔方法的优点,是可以把钻孔过程中的钻进、出渣、固壁、清孔等工序一次完成,可以防止坍孔,不留残土,软、硬土都能适用。但用此法施工,工地如无良好的排水系统会积水多,有时会给施工带来麻烦。
用此法钻孔,可用国产工程地质钻机改装的XU-600、XU-6.00-
3.XU-300-
2.XJ-100-1型等钻机及国外进口的专用钻机。钻进时冲洗液压力水从钻杆中心流向孔底,在一定水头压力约0.15~0.30MPa下,水流携带钻削下来的土屑从钻杆与孔壁之间的孔隙处排出孔外。钻进时要不断供水冲洗包括接长钻杆和暂时停机时,而且要始终保持孔口的水位。待钻到规定深度一般钻孔深度要大于锚杆长度0.5~1.0m后,继续用压力水冲洗残留在钻孔中的土屑,直至水流不显浑浊为止。
钻机就位后,先调整钻杆的倾斜角度。在软粘土中钻孔,当不用套管钻进时,应在钻孔孔口处放入1~2m的护壁套管,以保证孔口处不坍陷;钻进时宜用3~4m长的岩芯管,以保证钻孔的直线形。钻进速度视土质而定,一般以30~40cm/min为宜,对锚杆的自由段钻进速度可稍快,对锚固段,尤其是扩孔时钻进速度可稍慢。
钻进中如遇到流砂层,应适当加快钻进速度,降低冲孔水压,保持孔内水头压力。对于杂填土地层包括建筑垃圾等,应设置护壁套管钻进。
3.潜钻成孔法此法是利用风动冲击式潜孔冲击器成孔,这种工具原来是用来穿越地下电缆的,它长不足lm,直径78~135mm,由压缩空气驱动,内部装有配气阀、气缸和活塞等机构。它是利用活塞往复运动作定向冲击,使潜孔冲击器挤压土层向前钻进。
由于它始终潜入孔底工作,冲击功在传递过程中损失小,具有成孔效率高、噪音低等特点。为了控制冲击器,使其在钻进到预定深度后能将其退出孔外,还需配备1台钻机,将钻杆连接在冲击器尾部,待达到预定深度后,由钻杆沿钻机导向架后退将冲击器带出钻孔。导向架还能控制成孔器成孔的角度。
常用的国产潜孔冲击器,有C80、C100和C150等型号。潜钻成孔法宜用于孔隙率大、含水量较低的土�。
1.钻孔
1.钻孔直径、深度、倾斜度应满足设计及规范要求。
2.钻孔位置应根据设计精确定位,间距不应大于2cm.
2.预应力锚杆
1.锚杆钢筋的直径、长度、顺直度应符合设计要求。
2.锚杆应按设计安装对中器,保证锚杆位于钻孔中心。
3.锚杆头嵌入肋柱的长度或锚杆头与面板的连接长度应符合设计要求。
3.注浆
1.注浆应严格按配合比进行,大面积注浆前应进行试注。
2.注浆压力符合设计要求,注浆应饱满。有条件时,应采用锚杆注浆密实度检测仪检测注浆密实度。
4.锚锭板及墙体
1.当现浇肋柱时,锚杆头嵌入肋柱的长度应符合要求并与骨架钢筋按设计连接;当采用拼装面板或肋柱时,锚头与肋柱、面板的连接方式及长度应满足设计要求。
2.肋柱平面位置应符合设计及规范要求,以保证预制挡土板的安装精度。
3.墙体的平面位置、倾斜度、混凝土强度均应符合设计及规范要求。
5.质量控制要点
1.钻孔。钻孔的直径、深度、倾斜度必须满足设计及规范要求,尤其是坡面破碎时,应防止坍孔。
2.注浆。
严格按配合比施工,从孔底向孔口注浆,应保证注浆的密实度。
3.预应力锚杆与肋柱或装配式墙面板的连接长度、连接方式必须符合设计要求。
第1章一般规定
1. 当基坑开挖不能放坡时,可采用土层锚杆支护。
2. 土层锚杆施工前,应确定基坑支护所承受的荷载、锚杆的布置、锚杆承载能力、锚杆稳定性、锚固段长度、直径和落杆直径等。
第2章钻孔
1.钻孔方法和机具的选择,应根据地质条件、设计要求、现场情况等因素确定。宜采用旋转式钻机。当在孔隙率大、含水量低的土层中钻孔时,可采用冲击式钻机时。当在呈非浸水状态的黏土、粉质黏土、砂土等土层中钻孔时,可采用旋转冲击式钻孔机。
2. 钻孔应符合下列条件:A. 在注浆完成前,钻孔不得坍塌;B. 钻孔时不应采用膨润土循环泥浆护壁;C. 锚固段应进行局部扩孔,并应深至土体主动滑动面5 米以外;D.钻孔的垂直允许偏差不宜超过孔深的20%;第3章锚杆
1.钢筋锚杆应除锈,并应作防腐处理。
钢绞线锚杆锚固段的油脂应清除。
2. 锚杆布置应符合下列要求:A. 最上层锚杆的锚固段的上覆土层厚度不应少于3 米;B. 锚杆上下层的间距宜为1.5~3.0 米,同层锚杆的间距宜为1.0~2.5 米;C. 斜锚杆的倾角宜为15°~45°。
3. 锚杆安装应符合下列要求:A. 锚杆应安置于钻孔中心;B. 在锚杆表面上应设置定位器。
定位器的间距,在锚固段宜为2 米,在自由段宜为2.5~3.0 米。
4. 根据基坑土的性质、开挖深度等,可对锚杆施加预应力,其数值宜为设计荷载的70%~80% 。第4章注浆
1. 土层锚杆注浆可采用水泥浆或水泥砂浆。
水泥宜采用普通硅酸盐水泥。当地下水有腐蚀性时,应在水质化验后,确定注浆材料。
2. 水泥浆的水灰比宜为0.45~0.5;水泥砂浆的灰砂比宜为1:0.5~1:1;水泥浆宜掺加0.3%的木质素磺酸钙外加剂。
3. 锚固段注浆必须饱满密实。宜采用二次注浆,注浆压力宜大于2MPA。
4. 注浆管*应符合下列要求:A. 当采用一次注浆时,注浆管长度应比锚杆长度长500 毫米;当采用二次注浆时,二次注浆管长度应比一次注浆管长度短500 毫米; B. 注浆管接头宜采用外缩节,注浆管与锚杆应固定; C. 注浆管管口1.0~1.5 米长度内宜作成梅花管,其孔眼间距宜为100~120 毫米。 第5章 张拉锚固
1. 当土层内锚固段的浆液达到设计强度后,土层锚杆方可张拉固定。
2. 锚杆应进行抗拉性能试验,其数量宜为总数的2%,且不应少于2 根。
3. 锚杆进行抗拉性能抽检时,加载宜按设计荷载的25%、50%、75%、100%、120%依次进行,直至达到极限荷载。 第6章 工程验收
1. 土层锚杆施工后,应进行验收试验,验收试验的锚杆数量不应少于锚杆总数的5%,且不应少于3 根。
2. 土层锚杆验收试验设备,宜采用传心式千斤顶。
3. 进行土层锚杆验收试验时,加载宜按设计荷载的25%、50%、75%、100%、120% 依次进行。
1.锚杆杆体的*锚杆材料的确定取决于锚固工程对象、锚杆承载力、锚杆长度、数量及现场提供的施加应力及锁定的设备。锚杆材料可用普通钢筋、精轧螺纹钢筋和高强钢丝、钢绞线。
在施工方面,短锚杆的制备、安放就位和施加预应力都是较简单的,而长锚杆处理起来就比较困难,因此,*长锚杆最好使用钢丝或多股钢绞线。特别是使用钢绞线,柔性好,便于运输,可以插入钻孔达数十米,即使在较小的操作平台上,不管钻孔的方向如何,都可采用这种锚杆。
1.棒条锚杆的*棒条锚杆的*,一般按锚杆要求的长度切割钢筋,并在杆体外端加工成螺纹以便安放螺母,在杆体上每隔2~3m安放隔离件,以使杆体在孔内居中,保证有足够的保护层。国内生产的精轧螺纹钢筋,屈服强度达750MPa,可用套筒连接钢筋及锁定预应力,使用方便。目前国内生产的Φ32和Φ25两种规格的精轧螺纹钢筋,是*极限拉力值小于600kN的棒条锚杆的理想材料。
预应力锚杆的自由段张拉段除涂刷防腐涂料外,还应套上塑料管或包裹塑料布,使之与水泥浆体分隔开。
2.多股钢绞线锚杆的*国内常用的锚杆钢绞线为7Φ4和7Φ5两种,其主要力学性能见表5-2。多股钢绞线*的锚杆构造如图5-14和图5-15所示。
图5-14为临时性预应力锚杆索的构造,其锚固段的钢绞线呈波浪形,是通过夹紧环与扩张环隔离环的交替设置而成的。一经常使用的隔离环的构造如图5-16所示,它同时具有两种功能,既能使钢绞线分离,使之周边有足够的水泥浆粘附,又能保证所需的保护层厚度不小于20mm。隔离环的间距为1.0~1.5m。
图5-15为永久性预应力锚杆索的构造,它与临时性预应力锚杆索的主要区别是用塑料波形管对锚固段进行封闭,波形管与杆体间用灰浆或树脂充填,并借助波形管粗糙的外表面使它与周围的灰浆有可靠的粘结。这样,即使在杆体施荷以后,波形管外表面的灰浆体出现横向裂缝,也不会再有危险,因为它被完好的波形管保护着。国内目前使用的永久性预应力锚杆索采用波形管的仍不多。
表5-2 钢绞线的主要力学性能N/mm
2.图5-14 临时性多股钢绞线*的锚杆的构造图5-15 永久性多股钢绞线*的锚杆的构造由法国土层锚杆公司发明的,已广泛应用的IRP锚固方法,虽然也是一种多股钢绞线锚杆,但在构造上却有自己的特色。它主要靠把锚杆自由段与锚固段分离开来的密封袋和带环圈的套管图5-1
7.,通过对锚固段进行高压灌浆处理必要时可重复进行,从而实现锚固。图5-16 隔离环的构造图5-17 带有密封袋和带环圈套管装置的锚杆构造这种密封袋在对岩层进行灌浆时可以取代钻孔中的橡胶或皮革密封圈。无纺布密封袋长2.0m,采用滑动方法套在锚杆锚固段上端,袋的两端紧固在杆体上,当杆体插入钻孔并拔出护壁套管后,向密封袋中低压注入灰浆,密封袋将膨胀并挤压钻孔壁,从而把锚固段分开。
图5-18 开有小孔的注浆套管空洞用橡胶环圈覆盖带环圈的套管是一根直径较大的塑料管,其侧壁每隔1.0m就开有小孔,孔的外部用橡胶环圈盖住图5-1
8.,从而使灰浆能从该管流入钻孔内,但不能反向流动,一根小直径的注浆钢管通入套管,注浆钢管上有限定注浆区段的两个密封圈,当其位于必要深度的橡胶环圈处,在压力作用下即可向钻孔内注入灰浆。
3.多根钢丝锚杆的*用钢丝组成大型锚索不仅费时而且需要占用较大的加工场地。首先将钢丝校直并切割成要求的长度,然后借助带孔的金属分线板将钢丝按层次布置好,并在每隔0.5~1.0m处接合在一起。*过程中,最重要的是钢丝就位,因为放置的钢丝若在全长上不是相互平行的,就不能利用钢丝的截面,而且会降低钢丝的强度。
在原捷克斯洛伐克使用的承载力为1MN的锚杆由直径为7mm的24根钢丝组成就是分两层布置的图5-1
9.。内层由8根直径为7mm的钢丝组成,钢丝绕在内径为12mm的螺旋圈上,每个圈的径向间距为5~6mm,围绕每层再缠上直径为2.2mm的钢丝,绕在内层上的钢丝可作为两层钢丝间的隔离物,并和中心螺旋线一起确保灰浆渗入钢索内。外层缠绕16根钢丝。图5-19 锚头和用由直径为7mm的24根钢丝组成的锚杆
2.锚杆杆体的安放在一般情况下锚杆杆体与灌浆管同时插入钻孔底部,尤其对于土层锚杆,要求钻孔完后立即插入杆体,插入时将锚杆有支架一面向下方,若钻孔使用套管,则在插入杆体灌浆后再将套管拔出。
若是用风钻钻出的小口径锚杆孔,则要求灌浆后再插入杆体。锚杆插入时要求顺直,并应除锈,如采用的杆体为两根以上,应按需要的长度将锚杆点焊成束,间隔2~3m点焊一点。杆体长度不够设计长度则要求焊接,焊接可采用对焊或帮焊。
帮焊时可采用T-55电焊条。帮焊长度按钢筋混凝土工程施工及验收规范GBJ-65钢筋焊接技术要求,例如采用两根帮条四条焊缝,帮条长度不小于4dd为锚杆钢筋直径,焊缝高度一般不小于7~8mm,焊缝宽度不小于16mm。
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