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高速公路改扩建桩锚挡墙预应力锚索施工工艺

预应力锚索施工主要包括施工准备、钻孔、锚索制作和安装（下锚）、锚孔锚固段注浆、锚孔张拉锁定、锚孔自由端注浆和锚孔封头细石混凝土浇筑。具体工艺流程如下：

1.1桩锚挡墙的施工采用逆作法，先施工排桩和压顶梁，再开挖至第一排腰梁位置，进行锚孔的预留，再试作腰梁，腰梁成形后，应尽快锚索的施工作业。

1.2施工作业开始之前，应进行锚索的基本试验，即现场锚索的极限抗拔力试验。采用分级加荷、卸荷的增量试验法，记录起始荷载下和每次加荷、卸荷时锚索的位移。并满足设计及相关规范，规程要求。完成试验报告提交有关监理工程师和设计代表，待试验报告批准并经设计锚固参数确认或调整后，方可进行锚索工程施工作业。

1.3锚索施工还要进行蠕变实验本工程为XXXXXX冲孔灌注桩施工方案，确定锚杆在恒定荷载作用下位移随时间变化的规律。并达到设计和规范的要求。

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，钻孔应符合以下规定：

①锚杆钻孔不得扰动周围地层；

②钻孔前，根据设计要求和地层条件，定出孔位、做出标记；

③锚杆水平、垂直方向的孔距误差不应大于100mm。钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm；

④钻孔轴线的偏斜率不应大于锚杆长度的2%；

⑤锚杆钻孔深度不应小于设计长度，也不宜大于设计长度50cm；

⑥向孔内安放锚杆前，应将孔内岩粉和土屑清洗干净。

本项目锚索孔钻孔采用潜孔冲击式钻机。钻孔的具体流程为：在腰梁预留孔口位置处安装专用机座及钻机,用方向架放出锚索方向角,以测角仪调整倾角达设计要求,将钻机、机座及脚手架固定好,复核孔口位置、方位和倾角,确认无误后,安上冲击器和钻头,接上风管,进行钻孔。钻机钻孔时，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。钻进过程中认真记录每一钻孔的尺寸、回水颜色、钻进速度和岩芯记录等数据。造孔过程中应做好锚固段始末两处的岩粉采集，以确保锚固段位于稳定的岩层中。钻孔结束后,取下钻杆及钻具,冲洗干净,摆放整齐以备继续使用。另用一根聚乙烯管复核孔深,并以高压风吹孔,待孔内粉尘吹净,拔出聚乙烯管,以织物或水泥袋纸塞好孔口备用。

2.1钻孔过程中应注意的事项:

(1)钻孔的直径应符合设计的要求为200mm。

(2)锚孔下倾角(与水平面夹角)为20°,钻孔允许误差±1°。

(3)钻孔过程中及时测斜，及时纠偏。钻孔深度不得小于设计孔深，实际成孔深度要较设计孔深0.5m左右，以便确保设计孔深。并做好钻孔记录。

(4)钻进过程中应对每一孔地层变化(钻渣情况)、钻进情况(钻压、钻速)、地下

水情况,以及其他特殊情况等,进行记录,若遇坍孔,应立即停钻进行固壁灌浆处理(灌浆压力0.1～0.2MPa),灌浆36h后重新扫孔钻进。

(5)钻进完成后须使用高压空气(风压0.2～0.4MPa)将孔中岩粉及水全部清理干净,以免降低水泥净浆与孔壁岩体之间的粘结强度。

2.2钻孔中对特殊情况的处理:

在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时，转渣及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。

2.2.2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（非钻头破碎的、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0.4MPa，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。

锚索在钻孔的同时于现场进行编制，它由钢绞线、导向帽、架线环、紧箍环、Φ22PVC注浆管、Φ180塑料套管、OVM15锚具及锚头等部件组成,根据其受力状态可分三段:

锚固段:依靠浆体与周围岩土之间的摩阻力来提供锚固力；

自由段:主要起传力作用,长度与地层性质（破碎岩层或滑体厚度）有关；

锚索自由段和锚固段每隔2米设置一个架线环，架线环采用厚度δ=5mm的Φ60钢管。周围还设置四根Φ8的钢筋支架，钢筋支架与钢管焊接，起到对中定位和保证锚索在整个制作及下锚过程中不变形以及保证每根钢绞线被砂浆均匀握裹，提供锚固力，使钢绞线外侧留出一定的砂浆保护层，防止锚固段钢绞线锈蚀的作用。架线环表面要保证基本平滑，避免损伤钢绞线。并在锚固段两架线环中间设一道紧箍环，采用16号铅丝绕制，不少于两圈，同时保证锚索体保护层厚度不小于20mm。锚索体完成架线环与紧箍环的组装后，应在其底端接装导向帽（左图），防止推送锚索时顶卡孔壁，影响下锚。导向帽尺寸应严格按设计要求制作，尺寸制作误差≤±5mm，接装定位误差≤±20mm。导向帽采用δ=5mmΦ60的钢管，且与钢绞线焊接固定。

张拉设备一般采用液压穿心式千斤顶，液压顶压器，配油压表

，挤压机、顶紧器、电动压浆机、高压油泵、手提砂轮切割机。锚束张拉的设备和仪器应进行定期配套标定，其间隔期不得超过6个月。超过标定间隔期的设备和仪器或遭猛烈碰撞的仪表，必须重新标定后才能使用。标定时要绘出KN—MPa曲线。

张拉前准备工作：①、检查孔道是否堵塞；②检查锚垫板是否与预应力筋垂直，张拉力作用线与预应力的轴线是否重合一致；③检查锚具与锚垫板是否紧密结合，清除锚垫板上的杂物。

①．千斤顶的轴线必须与锚孔及锚索轴线一致，而且不可压弯和偏折锚头部分，确保承载均匀且同轴。张拉时加荷卸荷要平稳，使油压徐徐上升或下降，张拉过程中千斤顶后面禁止站人，防止发生意外。大吨位千斤顶要用绳子拴住，防止千斤顶滑落。

②．当锚固体强度大于22.5MPa，锚索腰梁达到设计强度75%后即可对钢绞线施加预应力。为了使张力均匀，张拉可采取整体张拉或单根张拉后整体张拉的方法，当采取后一种方法时，通常要对钢绞线进行调直，张拉—单根，其张拉力一般为设计值的1╱4，各单元的张拉力应相同。然后再整组张拉，根据设计张力的大小，一般分三级进行张拉，并在每一级荷载下稳压5min以上，尽量消除锚垫板混凝土和钢绞线的徐变影响。张拉各级加载稳压前后，均量测钢绞线的伸长率和松弛率，伸长率要求不小于3.5%；对于70%公称最大负荷下1000h的Ⅰ级松弛率不大于8%，对于80%公称最大负荷下1000h的Ⅰ级松弛率不大于12%，若伸长率和松弛率不满足规范的规定，应停止张拉。最后一级张拉力要大于锁定荷载值（200KN），确保锁定荷载值满足设计要求。

③．锚筋张拉应按一定程序进行，锚筋张拉顺序还应考虑邻近锚孔的相互影响。

④．张拉所用的设备额定值必须大于最大使用张拉值，并有富余度，以确保重复使用后的精确度仍能满足要求。

⑤．对于有补偿张拉要求的锚索，应在张拉锁定后7d左右进行，补偿张拉的张拉力为超张拉力。

锚索张拉完成后，进行自由段补充充填注浆，注浆材料同锚固段。其优点是将施加预应力尽量传递至锚固段。

7.锚孔封头细石混凝土浇筑

预应力锚索为永久受力构件，外锚头一旦失效就会前功尽弃，故对外锚头和锚垫板要加以保护，防止产生锈蚀。一般情况下采用浇筑C25细石混凝土包住锚头和锚垫板，保证混凝土保护层厚度不小于50mm。处于腐蚀性环境中的临时性锚索，其锚具和锚垫板应装设防护罩，且罩内应充填防腐油脂。

具体的作法如下：用手提式切割机把外露钢绞线切掉，留长为8～10㎝，切除时一定要轻，严禁产生高温，以免锚夹片处应力损失，最好加水或加油冷却。然后支模，最后浇注混凝土。

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施工单位：中交第四公路工程局有限公司

设计浆量：注浆设备：注浆日期：

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锚具型号：张拉设备：张拉日期：