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锚杆(索)施工技术及常见质量通
1、基本介绍及适用范围
1.1岩土锚杆(索)(以下简称锚杆)包括杆体(由钢绞线、钢筋、特质钢管等筋材组成)、注浆体、锚具、套管和可能使用的连接器,使用钢绞线或高强钢丝束为杆体材料,可称锚索
1.2是一种边坡、岩土深基坑等地表工程中采用的一种加固支护方式,用金属件、聚合物或其他材料制成杆件,打入地表土体、岩体预先钻好的孔中,依靠锚固于稳定岩土层内锚杆的抗拔力平衡锚拉处的土压力
1.3锚杆适用于边坡支护、危岩锚定、滑坡整治、洞室加固及高层建筑基础锚固等工程中,当坡顶边缘附近有重要建(构)筑物时,未防止支护结构发生较大变形,此时采用预应力锚杆能有效控制支护结构及边坡的变形量,同时增加边坡滑裂面上的正应力及阻滑力,有利于建(构)筑物的安全,有利于边坡的稳定
2、主要规范标准文件
2.1《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086《建筑边坡工程技术规范》GB50330好后,进行全面质量检查,检查钻机方位、倾角、水平度和开孔钻头落点差检查合格后再进行试车;
5.
3.2钻孔:锚孔采用风动潜孔锤钻进施工,能有效地避免冲刷坡体,施工速度快;
5.
3.3钻孔时要保证位置正确上下左右及角度,防止高低参差不齐和相互交错钻进时要比设计深度多钻进100~200mm,以防止孔深不够;
5.
3.4锚杆钻孔应符合下列规定1钻孔应按设计图所示位置、孔径、长度和方向进行,并应选择对钻孔周边地层扰动小的施工方法;2钻孔应保持直线和设定的方位;3向钻孔安放锚杆杆体前,应将孔内岩粉和土屑清洗干净图5-2成孔作业
5.
3.5在不稳定土层中,或地层受扰动导致水土流失会危及邻近建筑物或公用设施的稳定时,宜采用套管护壁钻孔;
5.
3.6在土层中安设荷载分散型锚杆和可重复高压注浆型锚杆宜采用套管护壁钻孔;
5.
3.7锚孔钻进技术参数根据所钻部位孔内地层情况确定
1.
1.1钻进过程中,钻压保持平稳,不得随意增减压力;破碎岩石中则需降低钻3压;完整基岩中采用高压力
1.
1.2转数正常钻进中,保持中等转数松散土层及破碎岩石中采用低转数,完整基岩中钻进中适当提高转数
1.
1.3风量正常钻进时,在机械能力允许的前提下,尽可能加大风量,但风压不可太大遇松散、易坍塌孔段时可适当减小风量及风压
5.
3.8钻进过程中,随时保证孔内排渣畅通,及时排出孔内岩渣,为防止钻进中排渣通道堵塞及卡钻,适当控制进尺速度如遇排渣不畅时,停止给进,采用来回活动的办法疏通排渣通道,确保钻进的顺利进行
5.
3.9锚杆制作锚杆杆体采取现场制作,应由专人制作,严格按照设计图纸及相关技术规范进行施工,接长应采用直螺纹对接,为使锚杆置于钻孔的中心,应在锚杆上每隔1500mm设置定位器一个;钻孔完毕后应立即安插锚杆以防塌孔;图5-3锚杆制作
5.
3.10组装前钢筋必须平直,并进行除油和除锈处理,杆体按防腐要求进行防腐处理;
5.
3.11锚杆安放前,做好下列检查工作1锚杆原材料型号、规格、品种,以及锚杆各部件质量和技术性能符合设计要求;2锚杆孔位、孔径、孔深及布置形式符合设计及规范要求杆体的组装和保管应符合下列规定1杆体组装宜在工厂或施工现场专门作业棚内的台架上进2杆体组装应按设计图所示的形状、尺寸和构造要求进行组装,居中隔离架的问距不宜大于
2.0m;杆体自由段应设置隔离套管,杆体处露于结构物或岩土体表面的长度应满足地梁、腰梁、台座尺寸及张拉锁定的要求;3荷载分散型锚杆杆体结构组装时,应对各单元锚杆的外露端作出明显的标记;4在杆体的组装、存放、搬运过程中,应防止筋体锈蚀、防护体系损伤、泥土或油渍的附着和过大的残余变形
5.
3.13安放杆体时,防止杆体扭压、弯曲,杆体放入角度与钻孔保持一致锚杆安放时平顺缓缓推送,推送时,严禁上下左右抖动、来回扭转和串动,防止中途卡阻,造成安装失败锚杆安放应一次完成,若中途遇阻或无法放下,拉出扫孔后再下,不可强行下入杆体插入孔内深度不小于锚杆长度的95%,杆体安放后不可随意敲击,不得悬挂重物
5.
3.14杆体的安放应符合下列要求1根据设计要求的杆体设计长度向钻孔内插入杆体;2杆体正确安放就位至注浆浆体硬化前,不得被晃动
5.
3.15注浆注浆设备应具有lh内完成单根锚杆连续注浆的能力,对下倾的钻孔注浆时,注浆管应插入距孔底300mm~500mm处,对上倾的钻孔注浆时,应在孔口设置密封装置,并应将排气管内端设于孔底
5.
3.16浆液配制注浆材料应根据设计要求确定,并不得对杆体产生不良影响,对锚杆孔的首次注浆,宜选用水灰比为5~
0.55的纯水泥浆或灰砂比为105~1:1的水泥砂浆,对改善注浆料有特殊要求时,可加入一定量的外加剂或外掺料;注入水泥砂浆浆液中的砂子直径不应大于2mm;浆液应搅拌均匀,随搅随用,浆液应在初凝前用完
5.
3.17采用密封装置和袖阀管的可重复高压注浆型锚杆的注浆还应遵守下列规定1重复注浆材料宜选用水灰比
0.45~
0.55的纯水泥浆;2对密封装置的注浆应待初次注浆孔口溢出浆液后进行,注浆压力不宜低于
2.0MPa;3一次注浆结束后,应将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净;4对锚固体的重复高压注浆应在初次注浆的水泥结石体强度达到
5.0MPa后,分段依次由锚固段底端向前端实施,重复高压注浆的劈开压力不宜低于
2.5MPa
5.
3.18张拉与锁定:锚杆的张拉和锁定应符合下列规定:Q锚杆锚头处的锚固作业应使其满足锚杆预应力的要求;图5-4锚杆张拉2锚杆张拉时注浆体与台座混凝土的抗压强度值不应小于表5-1的规定;3锚头台座的承压面应平整,并与锚杆轴线方向垂直;4锚杆张拉应有序进行,张拉顺序应防止邻近锚杆的相互影响;5张拉用的设备、仪表应事先进行标定;6锚杆进行正式张拉前,应取
0.1〜
0.2的拉力设计值,对锚杆预张拉1次〜2次,使杆体完全平直,各部位的接触应紧密;7锚杆的张拉荷载与变形应做好记录锚杆张拉时注浆体与台座混凝土的抗压强度值表5-1锚杆类型抗压强度值MPa注浆体台座混凝土土层锚杆拉力型1520压力型及压力分散型2520岩层锚杆拉力型2525压力型及压力分散型
30255.
3.19锚杆应按《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086的验收试验规定,通过多循环或单循环验收试验后,应以50kN/min〜100kN/min的速率加荷至锁定荷载值锁定锁定时张拉荷载应考虑锚杆张拉作业时预应力筋内缩变形、自由段预应力筋的摩擦引起的预应力损失的影响
5.
4、质量控制要点原材料:1锚杆相关原材料进场,按规定批次查验型式检验报告、出场检验报告或合格证等质量证明文件,外加剂产品和应提供的相关使用说明书;2原材料进场后,进行进场检验,合格后方可使用;
5.
4.2施工锚杆施工全过程中,应认真做好锚杆的质量控制检验和试验工作钻孔机具应根据土层情况和锚杆孔参数深度、直径等选取,可选用核实的地址钻机及专用锚杆钻机等,钻进方式应根据实际情况选用干钻、湿钻或风钻等,开孔于地下水位以下砂、砾层时应采用套管跟进钻进的成孔工艺
5.
4.3锚杆的位置、孔径、倾斜度、自由段长度和预加力,应符合表6-1的规定
5.
4.4钻孔前必须根据技术要求,核对孔号、孔深等技术参数,采用干钻,注意孔内异常情况孔径、孔深必须经监理确认
5.
4.5注浆灌浆前必须检查水泥标号是否与设计相符,拌合水泥须均匀,不得有沉淀,严格控制配合比,灌浆压力应满足要求,开工前必须对灌浆仪器仪表进行检查
5.
4.6注浆管应与锚杆体绑扎在一起,注浆管距孔底宜为100mm~200mm,二次注浆管的出浆孔应进行可灌密封处理
5.
4.7注浆应分两次进行,宜采用纯水泥浆一次注浆可在下锚前或下锚后进行,水灰比
0.45〜
0.6,低压灌满为止二次注浆宜在一次注浆初凝后至终凝前进行,水灰比
0.5〜
0.65,压力宜控制在
2.0MPa〜
3.0MPao
5.
4.8张拉张拉所用的千斤顶、压力表用前必须标定或检验荷载时间、级数、锁定值要有详细的记录
5.
4.9张拉与施加预应力锁定应符合以下规定1当锚固段注浆固结体抗压强度大于15MPa或达到设计强度等级的75%后方可进行张拉;2张拉顺序应考虑邻近锚杆的相互影响,宜跳孔张拉;3张拉时,宜先采用10%设计拉力预张拉锚筋,后放松千斤顶并锁紧锚筋,然后重新张拉;4锚杆宜张拉至设计拉力的
1.05倍〜
1.10倍,且张拉应力应控制在不超过锚杆杆体强度标准值的075倍然后再按设计要求的预应力锁定;5张拉锁定后应注意保护杆体的外露部分
5.
4.10锚杆外露端与梁的锁定锁定必须平整到位、扣紧,封锚是否严实
6、检验与验收
6.1检验与检测
6.
1.1原材料及产品质量检验应包括下列内容1出厂合格证检查;2现场抽检试验报告检查;3锚杆浆体强度、喷射混凝土强度检验锚杆工程的质量检验与验收标准应符合表6-1的规定:锚杆工程质量检验与验收标准表6-1项目检验项目允许偏差或允许值序目检查方法主控1杆体长度mm+100用钢尺项目-30量无损检测2预应力锚杆承载力极限值符合验收标准现场试kN验3预应力锚杆预加力锁定符合GB50086规范表测力计荷载变化kN的要求量测4锚固结构物的变形符合设计要求现场测量一般项1锚杆位置(mm)±100用钢尺量目2钻孔直径(mm)±10(设计直径>60)±5用卡尺旦里(设计直径V60)3钻孔倾斜度(mm)2%钻孔长现场测量检查计4注浆量不小于理论计算浆量量数据5浆体强度达到设计要求式样送检杆体插入钻预应力锚6不小于设计长度97%用钢尺量孔长度杆不小于设计长度98%非预应力锚杆
6.2工程质量验收641岩土锚固与喷射混凝土支护工程验收应取得下列资料:
(1)工程勘察及工程设计文件;
(2)工程用原材料的质量合格证和质量鉴定丈件;《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22《建筑基坑支护技术规程》JGJ120《锚杆检测与监测技术规程》JGJ/T401《锚杆锚固质量无损检测技术规程》JGJ/T182《建设工程质量管理条例》《建设工程安全生产管理条例》其他现行相关规范标准、文件等
3、设备及参数
3.1锚杆施工设备组主要潜孔钻机、空压机、搅拌机、电焊机、切割机、注浆机、供水系统及电气系统组成图3-1锚杆钻孔施工
3.2常用设备及参数要求见表3-13锚杆喷射混凝土工程施工记录;4隐蔽工程检查验收记录;5锚杆基本试验、验收试验记录及相关报告;6喷射海凝土强度包括喷射泪凝土与岩体粘结强度及厚度的检测记录与报告;7设计变更报告;8工程重大问题处理文件;9监测设计、实施及监测记录与监测结果报告;10竣工图七.质量通病防治质量通锚杆倾角小、锚固力差病形成原锚杆的承载力与土体的极限摩阻力有关,一般情况下,上层土质较下因层土质差,在同样锚固长度情况下,倾角小时锚固体深入较好土体长度少不同土质的极限摩阻力差别很大防治方
1、正式施工锚杆前必须作锚杆基本试验,得出倾角、锚团长度关系,法提供设计研究决定
2、倾角必须适宜,按规范规定倾角为15〜25,不大于45选择合适角度及合适极限承载力是必要的相关图片或示意图质量通病锚具夹片滑脱,失去锚固作用形成原因
1、检验发现锚具、夹片等夹片硬度不足或不符合规范规定
2、当锚杆受力时,夹片对钢绞线因硬度不足而滑脱,预应力锚固后经不起受力而滑脱防治方法
1、夹片应采用表面渗碳工艺,提高硬度,使硬度HRC=50o-55Oo
2、锚杆施工完后应重新检查锚头有无松动、脱落,必要时重新将锚头张拉一下
3、工厂交付锚具、夹片时应作详细检查验收,施工单位对锚具质量应切实负起责任相关图片或示意图—质量通病注浆不饱满形成原因
1、注浆机设备存在问题;
2、浆液配制为严格按照要求水灰比进行配制;
3、二次注浆压力及水灰比未控制到位防治方法
1、施工前和施工中及时检查各类设备的工作状态及性能;
2、按照规范及设计要求严格进行浆液的配制;
3、一次注浆低压灌满为止二次注浆宜在一次注浆初凝后至终凝前进相关图片或示意图行,水灰比
0.5〜
0.65,压力宜控制在
2.0MPa〜
3.0MPa锚杆锚固长度不够质量通病形成原因
1、锚杆加工长度不够;
2、钻孔孔深不足,存在塌孔;
3、未在安装前进行钻孔深度和下料长度尺寸进行验证防治方法
1、加强施工过程质量控制,在锚杆安装前,对钻孔深度和锚杆下料尺寸进行验收;
2、在锚杆安装过程中,由质检员严格控制注浆质量及锚杆插入长度(控制外露长度);
3、严格按照设计及规范要求钻至足够深度,制作满足相关要求的锚杆杆体及注浆管长度相关图片或示意图常用设备及参数要求表表3-1设备参数要求类型成孔可使用多功能钻机、浅孔钻机,根据施工场地不同,可选择步履式式、设备履带式、固定安装式钻机进行施工空压转子喷射空压机供风量不应V9m3/min,泵送式空压机不应V4m3/min;机风压稳定,波动值不应>
0.01MPa,风压不宜V
0.6MPa;送风管工作承压能力不宜V
0.6MPa注浆具有足够内径,能使浆体压至钻孔底部能承受l.OMPa的压力;二次管高压注浆管耐压力不应V
5.0MPa供水保证供水量的稳定及足够内径设备不同类型预应力锚杆工作特性及适用条件表3-2序锚杆类型工作特性及适用条件号1拉力型锚杆锚固地层为硬岩、中硬岩或非软土层;单锚的极限受拉承载力为200kN-lOOOOkN;当锚固段长大长大于8m(岩层)和12m(土层)时,锚杆极限抗拔承载力的提高极为有限或不再提高;锚杆长度可达50m或更大2压力型锚杆锚固地层为硬腐蚀性较高的岩土层;单锚的极限受拉承载力SOOkN(土层)~IOOOkN(岩石);当锚固段长大长大于8m(岩层)和12m(土层)时,锚杆极限抗拔承载力的提高极为有限或不再提高;良好的防腐性能;锚杆长度可达50m或更大压力分散型锚杆3锚固地层为软岩、土层或腐蚀性较高的地层;锚杆的极限抗拔承载力可随锚固段长度增大成比例增加;单位长度锚固段承载力高,且蠕变量小;良好的防腐性能;锚杆长度可达50m或更大拉力分散型锚杆4锚固地层为软岩或土层;锚杆的极限抗拔承载力可随锚固段长度增大成比例增加;单位长度锚固段承载力高,且蠕变量小;锚杆长度可达50m或更大后(重复)高压灌适用于土层或软岩中的临时性或永久性锚杆;单位长度锚5注锚杆固段抗拔承载力可提高
1.0倍以上;可对锚固段周边地层实施多次高压灌注6可拆芯式锚杆锚固于岩石或土层中的临时性锚杆;锚杆预应力筋材需拆除的工程锚固工程设计中,锚杆的类型应根据工程要求、锚固地层性态、锚杆极限受拉承载力、不同类型锚杆的工作特征、现场条件及施工方法等综合因素选定在软岩或土层中,当拉力或压力型锚杆的锚固段长超过8m(软岩)和12m(土层)仍无法满足极限抗拔承载力要求或需要更高的锚杆极限抗拔承载力时,宜采用压力分散型或拉力分散型锚杆不同类型预应力锚杆的工作特性与适用条件应符合表3-2的要求
4.材料及参数
4.1锚杆杆体采用的钢绞线应符合下列规定
4.
1.1钢绞线、环氧涂层钢绞线、无粘结钢绞线,应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线GB/T5224的有关规定;
4.
1.2对拉锚杆及压力型锚杆宜采用无粘结钢绞线;
4.
1.3除修复外,钢绞线不得连接
4.2锚杆杆体采用的钢筋应符合下列规定
4.
2.1锚杆预应力筋宜采用预应力螺纹钢筋;
4.
2.2当锚杆极限承载力小于200kN且锚杆长度小于20m的锚杆,也可采用普通钢筋;
4.
2.3锚杆联接构件均应能承受100%的杆体极限抗拉承载力
4.3注浆用水泥宜采用普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥,水泥应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175的有关规定,对防腐有特殊要求时,可采用抗硫酸盐水泥,不得采用高铝水泥;水泥强度等级不应低于
32.5压力型和压力分散型锚杆用水泥强度等级不应低于
42.
54.4注浆料用的细骨料应符合下列规定
4.
4.1水泥砂浆只能用于一次注浆,细骨料应选用粒径小于
2.0mm的砂;
4.
4.2砂的含泥量按重量计不得大于总重量的3%,砂中含云母、有机质、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量,按重量计不得大于总重量的1%
4.5注浆料中使用的外加剂应符合下列规定
4.
5.1通过配比试验后,水泥注浆材料中可使用外加剂,外加剂不得影响浆体与岩土体的粘结和对杆体产生腐蚀;
4.
5.2对锚杆过渡管内二次充填灌浆时,也可使用膨胀剂;
4.
5.3水泥浆中氧化物含量不得超过水泥重量的
0.1%
4.6锚具应符合下列规定
4.
6.1预应力筋用锚具、夹具和连接器的性能均应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T14370的有关规定;
4.
6.2依锚杆的使用目的,可采用能调节锚杆预应力的锚头z
4.
6.3锚具罩应采用钢材或塑料材料制作加工,需完全罩住锚具和预应力筋的尾端,承压板的接转应为水密性接缝
4.7承压板和台座应符合下列规定
4.
7.1承压板和台座的强度和构造应满足锚杆拉力设计值,以及锚具和结构物的连接构造要求;
4.
7.2承压板及过搜管宜由钢板和钢管制成,过渡钢管壁厚不宜小于5mm
4.8承压板和台座应符合下列规定
4.
8.1居中隔离架应由钢、塑料或其他对杆体与注浆体元害的材料组成;
4.
8.2居中隔离架不得影锚杆注浆体的自由流动;
4.
8.3居中隔离架的尺寸应满足预应力筋保护层厚度的要求
4.9锚杆杆体保护套管材料应符合下列规定
4.
9.1应具有足够的强度和柔韧性;
4.
9.2应具有防水性和化学稳定性,对预应力筋无腐蚀影响;
4.
9.3应具有耐腐蚀性,与锚杆浆体和防腐剂无不良反应;494应能抗紫外线引起的老化
4.10注浆管应符合下列要求
4.
10.1注浆管应有足够的内径,能使浆体压至钻孔的底部,一次注浆和充填灌浆用注浆管应能承受不小于IMPa的压力;
4.
10.2重复高压注浆管应能承受不小于
1.2倍最大注浆压力
5.常规工艺流程及质量控制要点
5.1常规工艺流程见图5-1图5-1常规工艺流程图
5.2施工准备
5.
2.1岩土工程勘察报告、设计文件、图纸会审纪要、施工组织设计、施工方案等已备齐,锚杆工程施工前,应根据锚固工程的设计条件、现场地层条件和环境条件,编制出能确保安全及有利于环保的施工组织设计
5.
2.2锚杆施工作业区(作业面)障碍物处理完毕,满足施工要求,施工设施准备就绪
5.
2.3施工前应认真检查原材料和施工设备的主要技术性能是否符合设计要求524作好施工相关的水、电管线布置工作,保证进场后可立即投入施工施工现场内道路、基坑坡道应符合设备运输车辆和汽车吊的行驶要求,保证运输安全;
5.
2.5在裂隙发育以及富含地下水的岩层中进行锚杆施工时,应对钻孔周边孔壁进行渗水试验当向钻孔内注入
0.2MPa~
0.4MPa压力水lOmin后,锚固段钻孔周边渗水率超过
0.01m3/mm时,则应采用固结注浆或其他方法处理
5.
2.6组装设备时应设立隔离区,专人指挥,非安装人员不得在组装区域内,严格按程序组装;
5.
2.7安排材料进场,应按要求及时进行原材料检验和检测;
5.
2.8开工前应对施工人员进行质量、安全技术教育,并完成技术交底
5.3施工工序要点
5.
3.1设备就位根据设计图纸要求,测量人员测定锚杆孔的孔位,打入标桩,注明锚孔编号开钻前对钻机安装进行复测检查,钻机安装质量不仅影响钻孔质量,同时还会影响施工进度和人员安全,安装做到〃正、平、稳、固〃要求,确保钻机受力后不摇摆、不移位钻机安装。
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