CN111794221B - 一种预应力锚索施工方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种预应力锚索施工方法,包括如下步骤:步骤S1:成孔,包括施工放线、钻机就位、钻进、扫孔和终孔验收;步骤S2:向钻好的孔内填充加热的碎渣,且不同深度的孔壁均填充有加热的碎渣;步骤S3:锚索制作和安装,将锚索放入孔中;步骤S4:注浆,对孔进行二次灌浆;步骤S5:围檩施工,混凝土围檩施工基底先采用5cm水泥砂浆调平,再进行钢筋制作安装;步骤S6:锚头的施工;垫板,使用与钻孔直径相匹配的钢管焊接成套筒垫;步骤S7:张拉锁定,在锚索注浆及锚头施工完后,养护2~3天后进行张拉锁定作业。本申请具有提高湿冷土质中预应力锚索浇灌水泥砂浆后硬化的强度的效果。

Description

一种预应力锚索施工方法
技术领域
本申请涉及工程施工的领域,尤其是涉及一种预应力锚索施工方法。
背景技术
现代建设工程的深基坑及边坡的施工时,为了保证护坡的结构稳定性,往往需要进行临时或者永久性支护结构,锚杆支护作为一种拉力结构体,被广泛的应用于基坑、坡体支护领域。
相关技术中,锚杆或者预应力锚索支护,主要是通过在钻孔内注浆形成的锚杆体与土体之间产生的摩擦力提供拉力。
针对上述中的相关技术,由于预应力锚索钻孔的环境可能存在土质湿度高且寒冷的情况的,在灌浆之后未硬化前,低温下土质中的水低温下在结冰时体积会发生9%左右的增长,同时产生约2500kg/cm2的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(即早期受冻破坏)而降低强度。此外,当水变成冰后,还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的结晶,减弱水泥浆与骨料和钢筋的黏结力,从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后,又会在混凝土内部形成各种各样的空隙,而降低混凝土的密实性及耐久性。由此可见,在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。
因此,发明人认为预应力锚索施工的相关技术在土质湿度高且寒冷天气的情况下对于浇灌后的水泥砂浆硬化强度仍存在缺陷。
发明内容
为了提高湿冷土质中预应力锚索浇灌水泥砂浆后硬化的强度,本申请提供一种预应力锚索施工方法。
本申请提供的一种预应力锚索施工方法采用如下的技术方案:
一种预应力锚索施工方法,包括如下步骤:步骤S1:钻孔,包括施工放线、钻机就位、钻进、扫孔和终孔验收;步骤S2:向钻好的孔内填充加热的碎渣,且不同深度的孔壁均填充有加热的碎渣;步骤S3:锚索制作和安装,将锚索放入孔中;步骤S4:注浆,对孔进行二次灌浆;步骤S5:围檩施工,混凝土围檩施工基底先采用5cm水泥砂浆调平,再进行钢筋制作安装;步骤S6:锚头的施工;垫板,使用与钻孔直径相匹配的钢管焊接成套筒垫板 ;步骤S7:张拉锁定,在锚索注浆及锚头施工完后,养护2~3天后进行张拉锁定作业。
通过采用上述技术方案,步骤S2中加热的碎渣不仅可对孔进行加热,并且具有吸水性,将孔内的水进行吸附,以使孔壁温度升高的同时,提高孔壁的干燥度,以使在步骤S4中注浆过程中,孔壁的温度使水泥水化放热较快,水泥凝固加快,水泥强度的增长速率由于孔内的较高温度而加快,并且减少水泥中的冰凌,从而减少了水泥中的空隙,提高了水泥的强度。
优选的,在步骤S2中,加热的碎渣通过烧尽的煤饼或木炭碾碎后获得,碎渣的直径控制在60mm~80mm。
通过采用上述技术方案,煤饼和木炭的成本较低且烧制方便,并且具有良好的吸水性,与浇筑进入的水泥混合还可吸收水泥中的水分的,加快水泥凝固。
优选的,在步骤S2中,不同深度的孔壁均填充有加热的碎渣的方法为:分次将加热的碎渣放置于孔口,通过长管捅入不同深度的孔壁。
通过采用上述技术方案,将加热的碎渣捅入不同深度的孔壁,使孔内的不同深度均可被加热和干燥。
优选的,在步骤S2中,当孔内含水量较高时,在烧制加热的碎渣时,在煤饼或木炭加入生石灰粉末。
通过采用上述技术方案,生石灰粉末具有吸水性可吸附孔壁中的水分,并且可提高孔内的碱性,提高水泥的凝固速度。
优选的,所述步骤S4具体包括如下步骤:a、第1次灌浆:锚索和钢绞线同时放入孔底,管口距孔底150mm,以利出浆,浆液规格采用灰砂比0.5~1.0、水灰比为0.38~0.45的水泥砂浆,水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥;灌浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆,注浆速度控制在100L/min左右,注浆压力控制在0.5~1.5MPa,待到孔内的泥浆和杂质均由水泥浆体所置换溢出孔口,即完成第1次灌浆;b、第2次灌浆:待第1次灌浆浆液达到初凝强度后,进行第2次灌浆,注浆浆液采用水灰比0.45~0.50的纯水泥浆,必要时并掺入适量早强剂。
通过采用上述技术方案,二次灌浆减少水泥中的空隙,提高水泥硬化后的强度。
优选的,在步骤S4注浆之前,搅拌制备水泥砂浆时,使用50℃~70℃的热水搅拌水泥砂浆。
通过采用上述技术方案,热水搅拌,水泥的水化速度会很快,随着温度的升高,水化速度加快,凝结时间缩短。
优选的,步骤S6锚头的施工遵循如下规定:a、锚具、垫板应与锚索体同轴安装,锚索体锁定后其轴线角度偏差应≤±5°。b、应确保垫板与垫墩接触面无任何空隙;c、切割锚头多余的锚索体采用冷切割的方法,锚具外保留长度≥5cm;d、当需要补偿张拉时,应考虑保留张拉长度;e、锚头的防腐处理应符合规定。
通过采用上述技术方案,以保证锚头的质量。
优选的,所述步骤S7张拉锁定须满足以下工艺质量要求:a、张拉前整平承压板支撑构件面,安装承压板、垫板、锚具,并保持与锚杆轴线方向垂直,安装千斤顶时千斤顶轴线应与锚索轴线尽量保持重合;b、安装前应对千斤顶和高压油泵进行标定,按标定的数据进行张拉,事前检查高压油泵的工作情况、油管的畅通情况,以免在张拉时油泵工作不正常而造成张拉失败;c、张拉按一定程序进行,锚索张拉顺序应考虑对临近锚索的相互影响确定;d、正式张拉前对锚索进行预张拉2次,张拉力为设计荷载的0.1~0.2倍,以保证锚索各部位接触紧密、杆体平直,消除杆体的隐蔽变形量。拉直后再进行张拉时,其变形量起点以此状态为零点起记;e、张拉控制应力控制在0.65~0.75倍锚索强度标准值范围内;f、张拉荷载分级逐步施加,最后一次张拉将荷载增加到1.05倍设计荷载,持荷观测10~15min,如果变形无变化,锚索保持原状,油泵上压力表指针无返回现象,方可卸载到设计荷载,进行锁定作业;g、锁定作业必须严格按规范进行,使用标准锚具,锚索锁定后,如发现有明显的预应力损失,应进行张拉补偿。
通过采用上述技术方案,以使张拉锁定满足工艺质量。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
步骤S2中加热的碎渣不仅可对孔进行加热,并且具有吸水性,将孔内的水进行吸附,以使孔壁温度升高的同时,提高孔壁的干燥度,以使在步骤S4中注浆过程中,孔壁的温度使水泥水化放热较快,水泥凝固加快,水泥强度的增长速率由于孔内的较高温度而加快,并且减少水泥中的冰凌,从而减少了水泥中的空隙,提高了水泥的强度。
附图说明
图1是本申请的方法流程框图。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种预应力锚索施工方法。参照图1,预应力锚索施工方法包括如下步骤:
步骤S1:成孔:
a、锚索钻孔主要内容有:施工放线、钻机就位、钻进、扫孔和终孔验收等,采用锚杆钻机跟管钻进方式成孔,合金钻头冲水钻进,孔径Ф150mm。
b、钻机就位对中,调对入射角度(30°),定位复查无误后,启动钻机钻进,钻孔过程中要到达“准、平、稳”要求;钻进深度要求比设计深度增大0.4m,供无法返出的残渣沉积,以确保锚杆深度达到设计要求。
c、锚索钻孔时,孔间水平方向允许偏差为±10mm,垂直方向允许偏差为±50mm,钻孔倾斜允许偏差为3‰,终孔孔深宜大于设计孔深40cm,终孔后清孔要彻底,施工现场利用清水循环冲洗;并在检查验收合格后插入锚索进行灌浆施工。
步骤S2:向钻好的孔内填充加热的碎渣,且不同深度的孔壁均填充有加热的碎渣。其中,加热的碎渣可通过烧尽的煤饼或木炭碾碎后获得,碎渣的直径控制在60mm~80mm,以便于碎渣在孔内滚动。在将碎渣填充入孔内的过程中,采用分次投入的方式,分次将加热的碎渣放置于孔口,通过长管捅入不同深度的孔壁,并且用长管将碎渣捣碎,避免灌浆时受堵。当孔内含水量较高时,在烧制加热的碎渣时,在煤饼或木炭加入生石灰粉末。
步骤S3:锚索制作与安装:
锚索是用Φ15.20钢绞线组成,钢绞线fy=1860N/mm。
锚索制作过程中应满足以下技术要求:
a.下料长度按设计孔深+腰梁(0.50m)+钢垫板(0.057m)+千斤顶工作长度(0.4m)+0.30m,每股长度偏差控制50mm以内,采用冷切割下料。
b、锚束沿轴线方向每隔3m设置一束线环(定位器),锚固段两束线环中间设一隔离架,张拉段用塑料套管包裹,与锚固段相交处的管口应密封并用铁丝捆扎牢固;
c、保证钢丝间有一定间隙,以保证灌浆后锚束内空隙填实充分,钢丝和杆体得到充分的握裹和保护;
d、注浆管采用塑胶管,插入束线环或隔离架的中央;
e、在编排钢铰线时,同时安放2根注浆管,分别供第1次、第2次注浆使用,供第2次注浆使用的注浆管,在锚固段,每隔0.5m打一对穿Ф6小孔,连同出浆口,一并用胶布包好。
步骤S3还包括锚索安装与运输:
在钢铰线组合成索和钻孔完成后及时进行,安装前先清洗孔壁,确定孔壁无粘附泥浆并复查钢铰线材料型号、规格、各部位质量是否满足设计要求无误后,将锚索抬起徐徐放入孔内至设计深度。
放入过程中,严禁上下抖动、来回扭转和撞动,防止中途散束和卡阻,造成安装失败。
步骤4:注浆:
锚索安设完,对锚孔及钢绞线验收合格后进行注浆。由于施工的环境温度较低,为加快水泥的水化速度,缩短凝结时间,在制备水泥时,使用50℃~70℃的热水搅拌水泥砂浆。
a、第1次灌浆
锚索和钢绞线同时放入孔底,管口距孔底150mm,以利出浆。浆液规格采用灰砂比0.5~1.0、水灰比为0.38~0.45的水泥砂浆,水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥。灌浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆,注浆速度控制在100L/min左右,注浆压力控制在0.5~1.5MPa,待到孔内的泥浆和杂质均由水泥浆体所置换溢出孔口,即完成第1次灌浆。
b、第2次灌浆待第1次灌浆浆液达到初凝强度后,进行第2次灌浆,注浆浆液采用水灰比0.45~0.50的纯水泥浆。必要时并掺入适量早强剂(如三乙醇胺)。
步骤S5:围檩施工
混凝土围檩施工基底先采用5cm水泥砂浆调平,再进行钢筋制作安装,钢筋接头需错开,同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2,且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。模板采用小块钢模板,在锚孔周围,钢筋较密集,一定要仔细振捣,保证质量。
步骤S6:锚头的施工:
锚头施工应遵循以下规定:
a、锚具、垫板应与锚索体同轴安装,锚索体锁定后其轴线角度偏差应≤±5°。
b、应确保垫板与垫墩接触面无任何空隙。
c、切割锚头多余的锚索体采用冷切割的方法,锚具外保留长度≥5cm。
d、当需要补偿张拉时,应考虑保留张拉长度。
e、锚头的防腐处理应符合规定。
垫板:
锚索用垫板的材料一般为普通钢板,外形为方形,其尺寸大小和厚度应由锚固力的大小确定,为了确保垫板平面与锚索的轴线垂直和提高垫墩的承载力,一般使用与钻孔直径相匹配的钢管焊接成套筒垫板。
步骤S7:张拉锁定:
在锚索注浆及锚头施工完后,养护2~3天后(水泥强度达到90%以上),可进行张拉锁定作业,作业须满足以下工艺质量要求:
a、张拉前整平承压板支撑构件面,安装承压板(混凝土腰梁)、垫板、锚具,并保持与锚杆轴线方向垂直,安装千斤顶时千斤顶轴线应与锚索轴线尽量保持重合;
b、安装前应对千斤顶和高压油泵进行标定,按标定的数据进行张拉,事前检查高压油泵的工作情况、油管的畅通情况,以免在张拉时油泵工作不正常而造成张拉失败;
c、张拉按一定程序进行,锚索张拉顺序应考虑对临近锚索的相互影响确定;
d、正式张拉前对锚索进行预张拉2次,张拉力为设计荷载的0.1~0.2倍,以保证锚索各部位接触紧密、杆体平直,消除杆体的隐蔽变形量。拉直后再进行张拉时,其变形量起点以此状态为零点起记;
e、张拉控制应力控制在0.65~0.75倍锚索强度标准值范围内;
f、张拉荷载分级逐步施加。最后一次张拉将荷载增加到1.05倍设计荷载,持荷观测10~15min,如果变形无变化,锚索保持原状,油泵上压力表指针无返回现象,方可卸载到设计荷载,进行锁定作业;
g、锁定作业必须严格按规范进行,使用标准锚具,锚索锁定后,如发现有明显的预应力损失,应进行张拉补偿。
本申请实施例一种预应力锚索施工方法的实施原理为:步骤S2中加热的碎渣不仅可对孔进行加热,并且具有吸水性,将孔内的水进行吸附,以使孔壁温度升高的同时,提高孔壁的干燥度,以使在步骤S4中注浆过程中,孔壁的温度使水泥水化放热较快,水泥凝固加快,水泥强度的增长速率由于孔内的较高温度而加快,并且减少水泥中的冰凌,从而减少了水泥中的空隙,提高了水泥的强度。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种预应力锚索施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:成孔,包括施工放线、钻机就位、钻进、扫孔和终孔验收;
步骤S2:向钻好的孔内填充加热的碎渣,且不同深度的孔壁均填充有加热的碎渣,分次将加热的碎渣放置于孔口,通过长管捅入不同深度的孔壁,在烧制加热的碎渣时,加热的碎渣通过烧尽的煤饼或木炭碾碎后获得,碎渣的直径控制在60mm~80mm,在煤饼或木炭加入生石灰粉末;
步骤S3:锚索制作和安装,将锚索放入孔中;
步骤S4:注浆,对孔进行二次灌浆;
步骤S5:围檩施工,混凝土围檩施工基底先采用5cm水泥砂浆调平,再进行钢筋制作安装;
步骤S6:锚头的施工;垫板,使用与钻孔直径相匹配的钢管焊接成套筒垫板;
步骤S7:张拉锁定,在锚索注浆及锚头施工完后,养护2~3天后进行张拉锁定作业。
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