6 锚索施工
6.1 钻孔
6.1.1 钻孔前,根据设计要求和岩层条件,定出孔位,作出标记。
6.1.2 开孔时应严格校验钻具的倾角及方位角,使其与设计值一致。孔斜误差不应大于钻孔长度的3%。
6.1.3 钻孔的孔径应不小于设计值,孔距误差应小于200mm。
6.1.4 钻孔的长度应不小于设计值,也不宜大于设计长度的1%。
6.1.5 孔口岩石较破碎时,应安设孔口管,孔口管长为1.5~2.0m。
6.1.6 进行钻孔围岩固结灌浆时,应按设计要求规定执行。
6.1.7 施工中如发现与上述要求不符时,应会同设计人员商定修改。
6.2 锚索制作与安装
6.2.1 锚索制作可在加工车间或地面工棚进行。
6.2.2 预应力钢材的下料长度,应满足锚索结构设计及工艺操作要求。
6.2.3 采用钢绞线制作锚索,应遵守以下规定:
a) 钢绞线应清除油污、泥土及锈迹,应按设计尺寸下料,每股长度误差应不大于50mm;
b)钢绞线应按一定顺序平直排列,沿锚固段轴线方向每隔1.0~1.5m设置一组隔离架。捆扎材料不得采用镀锌铁丝;
c)索体自由段应采用聚乙烯软管套装包裹,并充填防腐油脂,套管两端应密封并用铁丝扎紧;
d)锚索制成后应盘成直径为1.5~2.0m的卷状。
6.2.4 采用高强钢筋制作锚索,应遵守以下规定:
a)组装前钢筋应平直,应除油除锈;
b)钢筋接头采用专用联结器(Ⅱ、Ⅲ级钢筋可用焊接方法);
c)沿杆体轴线方向每隔1.0~1.5m安设一组隔离架;
d)杆体自由段应采用聚乙烯软管套装包裹,并充填防腐油脂,套管两端密封并用铁丝扎紧。
6.2.5 锚索安装应遵守以下规定:
a)锚索安装前,应检查锚索是否完好,索体组装质量满足设计要求;
b)安装锚索时,应防止扭曲、打弯;
c)锚索安装到位后,应进行临时固定。
6.3 灌浆
6.3.1 灌浆材料应根据设计要求确定,可选用灰砂比1:1水灰比0.45~0.50的水泥砂浆或纯水泥浆,必要时可加入一定量的外加剂。
6.3.2 浆液应搅拌均匀,随拌随用,浆液应在初凝之前用完,严防石块等杂物混入。
6.3.3 灌浆作业开始和中途停止30min再作业时,可用水冲洗泵及管路。
6.3.4 向下倾斜的锚孔灌浆时,灌浆管必须插到孔底,水平孔与上仰孔灌浆时,排气管必须插到孔底,密封孔口。
6.3.5 排气管停止排气或溢出浆液,即可停止灌浆。
6.3.6 注浆体的设计强度应不低于30MPa。
6.4 张拉
6.4.1 张拉前准备应遵守以下规定:
a)张拉设备必须配套标定,并绘制压力表读数与张拉力关系曲线,以指导现场张拉作业;
b)张拉设备的压力表精度应不低于1.5级。压力表常用读数不应超过表盘刻度的75%;
c)张拉设备的标定间隔期不应超过6个月,经拆卸检修的张拉设备或经强烈撞击的压力表,均必须重新标定;
d)承压垫座应平整、坚固、承压面与锚索轴线方向垂直,也可用球铰垫片进行调整。承压垫座可以是钢结构或混凝土结构,其几何尺寸、结构强度必须满足设计要求。
6.4.2 预应力张拉应遵守以下规定:
a)锚固体与承压垫座的混凝土强度均达到15.0MPa,方可进行张拉;
b)张拉应按要求的程序进行,应避免邻近锚索的相互影响;
c)正式张拉之前,应取0.10~0.20的设计荷载,对锚索进行预张拉1~2次,使锚索各部位接触紧密,索体完全平直;
d)岩石锚索张拉控制应力不应超过预应力钢材强度标准值的0.65倍;
e)采用超张拉施工时,必须持荷稳压后才能卸荷到设计荷载进行锁定。最大超张拉力值取设计荷载的1.10倍;
f)凡具备补偿张拉条件的,应在预应力部分损失后进行补偿张拉。不具备补偿张拉条件的,可采用超载安装;
g)张拉程序应按设计荷载的0.20、0.50、0.75、1.00、1.10倍进行分级张拉,且每级张拉的载荷稳压时间不少于2min;
h)采用1台轻型千斤顶分束张拉时,必须通过试验确定其张拉程序和各分束超载安装系数。按分束分级循环张拉;
i)张拉时,加载速率每分钟不应超过设计载荷的1/10;卸载速率每分钟不应超过设计荷载的1/5;
j)预应力张拉结束后,须经验收检查,方可切割锚索的外露超长部分,其外露长度不应小于30mm。
6.5 锚索防腐
6.5.1 对锚索的腐蚀环境,应进行充分调查。防腐方法必须适应锚索的使用环境,对张拉端、自由段和锚固段部分应区别对待。
6.5.2 一般腐蚀环境中的锚索,其锚固段可采用水泥砂浆或纯水泥浆封闭灌注,保护层的厚度不小于20mm。严重腐蚀环境中的锚索,其锚固段应采用可靠的双层防腐措施。
6.5.3 自由段索体表面应涂防腐油脂或防锈剂,再套装聚乙烯软管,然后全孔封闭灌浆。
6.5.4 锚索外露部分采用混凝土或喷射混凝土密封。
6.6 施工安全
6.6.1 预应力锚索施工前,必须制定各工序的安全操作规程。
6.6.2 张拉操作人员未经培训不得上岗,张拉时必须按操作规程进行,禁止违章操作。
6.6.3 锚索安装作业区内,禁止其它工序交叉作业,张拉时,千斤顶出力方向45o范围内,禁止人员进入。
6.6.4 供钻孔、安装、灌浆和张拉等施工的脚手平台,必须牢固可靠,并经验收检查合格后方可使用。
6.6.5 各类锚具在张拉和锁定过程中,不得敲击或猛烈震动,防止夹片失效而飞出伤人。
7 试验与监测
7.1 任何一种新型锚索或未曾应用过的岩层条件,应进行基本试验。
7.2 基本试验应有代表性,试验锚索不应少于3根,其锚索参数、材料及施工工艺应与工程锚索相同。
7.3 初始荷载为设计荷载的0.2倍,分级张拉力分别为设计荷载的0.25、0.50、0.75、1.00、1.20倍。
7.4 验收试验锚索数量应取总数的5%,最大试验荷载不应超过预应力钢材强度标准值的0.75倍。取设计荷载的1.05~1.20倍为验收试验最大荷载。
7.5 锚索验收试验判定原则:
a)在最大荷载作用下,锚索位移不超过设计允许位移值;
b)按应力控制应为:实测值不得大于设计值5%,并不得小于设计值3%。
7.6 重要工程的预应力锚固施工,应对锚索的预应力变化状况进行长期监测。监测锚索数量不应少于总数的5%,监测时间不宜少于12个月。
7.7 可采用钢弦式、应变式或其它机械式测力计,二次仪表应选用防爆型。
7.8 预应力变化值不应大于设计荷载的20%。
7.9 长期观测资料应及时调整、分析、作好信息反馈。
8 工程验收
8.1 工程竣工验收应按MT5009及国家有关规定执行。
8.1.1 竣工验收应具备以下条件:
a ) 预应力锚固工程已按批准的设计文件施工完毕,质量符合要求,能够正常交付使用;
b)施工中发现的问题,经处理已达到设计要求。
8.1.2 竣工验收,施工单位应提交下列资料:
a)原材料、锚夹具出厂合格证,现场检验报告,代用材料试验报告;
b)锚索施工记录;
c)设计变更文件;
d)工程重大问题处理文件;
e)施工期内安全监测及观测资料;
f)竣工图表及竣工报告。
预应力锚索由高强度钢绞线、成套锁具、托盘等构件组成,安装时与树脂锚固剂配合使用并施加一定的预紧力。钢绞线是由一组钢丝沿一根纵轴钢丝左旋缠绕而成的;锁具是由锚头外套、锚头锁片、橡胶圈组成的成套锚固装置。
钢绞线的直径一般为15.2mm,长度为5000-8000mm。钢绞线强度有1720MPa和1860MPa两个级别,优先选用1860MPa强度级别。其力学性能及技术要求应符合GB/T 5224的规定。
钢绞线的伸长率(标距500mm)应不小于3.5%;锚索安装后应施加100kN的预紧力,钢绞线破断负荷应大于220kN。
锚索托盘采用Q235A材质、抗拉强度在380MPa及其以上的碳素结构钢平托盘,承载能力应与钢绞线匹配。托盘中心孔直径比钢绞线直径大2mm,最小几何尺寸不小于250mm X 250mm X 20mm。
锚索用7Φ5钢绞线制作,在乎坦无泥的加工场加工,每根钢铰线误差小于50mm。锚固段每隔2.0m设-个架线环,用火烧丝绑扎牢固。架线环形式应根各钻机的施工工艺相适应,以利于施工。HD钻机系列采用套管跟进作业,用塑料圆盘作为架线环易与套管接头相卡,铁制的锚头在下锚时易损坏套管内壁,所以HD钻机施工中的锚索在原设计的基础上加以改进:架线环形状改为流线性,换掉铁制锚头,改为用较软材料包裹锚头,锚索自由段套人塑料管保护,两端应裹严密,防止漏入水泥浆。锚索加工检验合格完后,方可下放。杆体放人孔内后,外露张拉长度1.5m(以桩外边为准)。