谈谈预应力锚索的施工工艺及方法

谈谈预应力锚索的施工工艺及方法

【摘要】预应力锚索自1975年在我国问世以来，发展很快，应用较广，已从最初的洞室加固逐渐用在水电站的不良大坝加固、边坡抗滑支护、高压输电塔基锚固等领域，其社会效益和经济效益都比较显著，倍受人们的青睐。
【关键词】预应力锚索施工工艺方法
预应力锚索是由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端（锚杆）锚固在坚硬的岩层中（称内锚头），然后在另一个自由端（称外锚头）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固的方法，简称锚索。
1.预应力锚索的施工工艺。
预应力锚索施工主要包括造锚索孔、锚索组装、推送锚索、注浆、浇注混凝土锚垫板、张拉预应力、外锚头保护等施工流程。
（1）造锚索孔
通常利用潜孔钻机打孔，动力为压缩空气和电。钻孔机具的选择必须针对地质条件，使其与地质条件相适应，无论使用哪种钻机打孔，其钻机的推力和扭矩都要适当，并留有余地，以便在出现卡钻时能够有足够的力量进行处理，否则开足马力全速钻进，发现卡钻时就难于处理，有可能断钻杆，甚至会使全部钻杆丢在孔中。在正常钻进中出现卡钻现象，经过处理仍然卡钻，此时应退卸钻杆，钻机保持在原位，采用止浆袋向孔中定位注浆，把岩孔周围的破碎岩块胶结起来，待砂浆有一定强度时再重新打孔，以便顺利穿过破碎带。不管在那种岩石中钻孔，都要及时排渣，在钻进过程中要随时观察进尺情况，发现不正常情况时要作出正确判断，采取相应措施予以解决。在极其破碎岩层中打孔，采用上述钻进办法不能成孔时，应采用跟管钻进办法，当克服塌孔段后，再用正常钻进办法打孔。
（2）锚索组装
锚索组装要在作业台上进行，禁止在地面上组装。把已切好的钢绞线放在作业台上，按锚索的设计长度+40cm下料，用切割机锯断钢绞线，每束钢绞线的长度误差不得超过5cm。如果采用PE钢绞线，要把锚固段钢绞线外层的PE塑料管剥除，用棉纱擦掉防腐油，再用汽油清洗余下的防腐油，最后用洗衣粉擦洗，并用清水冲洗干净，裸线要套上Φ22的塑料管，留出锚固段的长度，并在锚固段与自由段交界处的塑料管端部缠上胶布或不干胶带，然后把钢绞线顺直摆好，钢绞线之间无交扭现象，张拉端钢绞线端头要平齐。
（3）推送锚索
推送锚索之前，要事先搭好作业台，使其便于作业，作好准备工作之后，数人抬着锚索运到孔位。为了安全起见，宜用绳子拴在锚索的适当位置，然后将锚索插入孔中，前面的人站在作业台上，统一口令，同时用力向孔中推送锚索，因锚索较长，后面的人要协同前面的人共同推送锚索，直至把锚索送到位。值得注意的间题是，锚索外露端要满足张拉工作长度，要精确计算，不能凭眼睛估计，防止出现锚索张拉工作长度不够或外留端过长的现象，前者锚索无法张拉，后者保证不了锚索的设计长度。如果在移动的边坡上施工，要根据边坡的移动速率事先留出滑动量。
（4）注浆
锚索孔注浆一般采用挤压式或活塞式注浆机，砂浆搅拌机用二次搅拌式。
锚索注浆要及时，特别在移动的边坡上施工锚索注浆更要及时，防止因边坡滑动压瘪注浆管。在有条件时，注浆机与孔的距离越近越好，注浆时要边注边向外拔注浆管，拔管时要有一定阻力，使注浆管的前端始终埋在砂浆里，直至全孔注满，并在孔口部稳压，保证全孔注浆饱满。
（5）浇注混凝土锚垫板
锚垫板一般为钢筋混凝土构件，要先挖基槽，如几根锚索共用一块锚垫板，其基槽底部要平顺，坡度一致，并用低标号砂浆找平。然后按设计的钢筋图编筋，编筋时底部要垫起来，留出钢筋保护层。在钢筋中的锚索要顺直，无交扭现象。编完钢筋经检查合格后即支模板，在模板的内侧要垫上砂浆垫块，留出钢筋保护层。最后把钢锚垫板套在钢绞线上，并使其与锚索相垂直，调好后将钢垫板焊在钢筋上，浇注混凝土之前把钢绞线定位器套在钢绞线上（钢绞线定位器的孔位与锚环的孔位相同），以便保证钢绞线的正确位置，给张拉锚索预应力创造条件。
一切就绪后即可浇注混凝土，在浇注混凝土时要保证混凝土的配合比与设计的标号相同。浇注混凝土时要把住混凝土振捣关，既不能漏振，也不能过振，漏振会造成混凝土不密??，甚至会出现蜂窝麻面和空洞，过振会造成混凝土离析，产生分层现象，致使混凝土不均匀，影响强度。在浇注混凝土的同时做出锚墩，其侧面与钢垫板表面成45°，以便将压应力均匀传给锚垫板。混凝土锚垫板上表面要求抹平，混凝土终凝后要养护七天以上，防止混凝土开裂。
（6）张拉预应力
张拉设备系统事先要进行标定，绘出KN-MPa曲线。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。大吨位干斤顶要用绳子拴住，防止干斤顶滑落。
当锚垫板混凝土的强度达到设计强度的70%时即可对钢绞线施加预应力。为了使张力均匀，通常要对钢绞线进行调直张拉一单根对称张拉，其张拉力一般为设计值的1/4，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。最后一级荷载要大于锁定张力值，确保锁定张力值满足设计要求（通常情况下预应力锚索的设计值为钢绞线允许强度的65%）。
（7）外锚头保护
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，故对外锚头要加以保护，防止产生锈蚀。一般情况下采用C20细石混凝土将外锚头（含钢垫板）保护起来。其作法如下：用手提式切割机把外露钢绞线切掉，留长为8～10cm，然后支模，保护层厚度不小于4cm，最后浇注混凝土。
经过上述七道工序，预应力锚索施工全部完成，这是正常情况下的做法。在施工中可能会出现这样或那样的问题，必须有一定的防范措施。
参考文献：
[1]王茂华.谈谈预应力锚索施工工艺及质量控制问题[J].云南科技管理.2010（5）
[2]翁勇.浅谈预应力锚索抗滑桩施工方法[J].施工技术，2014.8