1前言
预应力锚索加固技术源于国外,它是锚杆技术发展的产物。1933年,阿尔及利亚A.Coyne工程师首次将锚索加固技术用于水电工程的坝体加固并获成功。从40年代末至70年代初,锚索加固技术得到了迅速的发展,加固理论、设计方法和有关规范也逐步出现和完善。我国的锚索加固技术始于60年代,1964年梅山水库在右岸坝基的加固中首次成功地使用了锚索加固技术。国内铁路系统自80年代开始应用预应力锚索结构于路基边坡加固防护工程中,1987年铁一院在宝成线首次采用预应力锚索加固危岩边坡,获得成功。
预应力锚索加固效果的好坏,在很大程度上取决于施工工艺是否合乎要求。
2预应力锚索加固施工控制工艺
预应力锚索加固施工主要控制工艺有成孔、制索、注浆、张拉锁定、试验验收。
(1)成孔
成孔是预应力锚索加固施工的第一步,锚索孔是锚索的工作空间。钻孔在锚索施工中占据较大比重的工作量,是影响工程费用和工期的关键性因素。在钻孔施工前,应根据设计要求的钻孔参数和地类型,确定适用的钻孔设备和工艺,力求达到提高工作效率和降低工程费用的目的。
①锚索钻孔要求干钻,禁止开水钻,以确保锚索施工岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。锚索孔径的大小应根据需要确定:预应力锚索的保护层厚度不应小于20mm,临时性预应力锚索的保护层厚度不应小于10mm。即
(1)
式中—锚索钻孔直径;
—锚索直径;
—保护层厚度,永久性锚索取20mm,临时性锚索取10mm。
②锚索孔下倾与水平面夹角为宜在之间,允许误差±1°,为确保锚孔深度,实际钻孔深度要求大于设计深度0.3m。
锚索倾角的确定,应依据锚索的经济性与锚索提供的抗滑力共同确定。
③钻进过程中应对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速),地下水及一些特殊情况作现场记录,如地层松散、破碎时,应采用跟管钻进技术,使钻孔完整。若遇塌孔,应立即停钻,进行固壁灌浆处理(灌浆压力0.1~0.2MPa),待水泥砂浆初凝后,重新扫孔钻进。
④钻孔完成后必须使用高压空气(风压0.2~0.4MPa)将孔中岩粉及水全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。
⑤锚孔造好后,需经有关质检部门检查后,方可进行下一步工序。
⑥锚孔钻进时,应做好记录,若地形条件与设计不符,应及时通报设计单位,以便及时变更设计。
锚索钻孔直径一般大于80mm,长度一般大于10m,在岩石中,应优先选用潜孔冲击类钻机。潜孔冲击类钻机所钻凿钻孔的孔壁粗糙而对锚索的锚固十分有利。在松软破碎的岩体中一般使用旋转钻和带套管的钻机,在这类岩体中的钻孔有时需要多次钻孔注浆循环才能成孔。
(2)锚索制作
①锚索材料应选用高强度、低松弛预应力钢绞线,锚具可采用OVM型(包括配套的锚垫板、夹片和螺旋筋)。
②锚索编束前,要确保每根钢绞线顺直,不扭不叉,排列均匀,除锈,除油污,对有死弯,机械损伤及锈坑处应剔除。自由段钢绞线涂抹黄油作防腐处理后再套具有一定强度的PVC软管,PVC软管不得有破损。
③锚固段架线环与紧箍环每隔1m间隔设置。紧箍环系8号铅丝绕制,不少于两圈,自由段每隔2~3m设置一道架线环,以保证钢绞线顺直。架线环可自制,也有塑料成品。
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