压力分散型预应力锚索施工技术

压力分散预应力锚索施工技术

摘要：结合工程实例，分析了使用压力分散预应力锚索进行滑坡锚固施工的情况，提出了保证施工质量的控制措施，对同类工程具有一定的参考价值。

关键词：压力分散型 预应力锚索 施工管理 1 简介

传统的张紧螺栓加载时，载荷不能均匀分布在固定长度上，会造成严重的应力集中。由于粘结应力分布不均匀，随着螺栓荷载的增加，在荷载传递到杆体与注浆体的界面或注浆体与地层之间的界面处会逐渐产生粘结作用。固定长度的最远端。弱化或脱离现象。压力分散锚固系统将集中荷载分散成几个较小的荷载作用于固定段的不同部位，大大降低了粘结应力的峰值。由于单元锚杆的固定长度很小，因此不会逐渐产生粘结效果。弱化，使粘结应力均匀分布在整个固定长度上，使整个螺栓固定长度X内的地层强度最大化，随着固定长度的增加，螺栓的承载能力也成比例增加. 2 工程概况

在持续强降雨的不利影响下，浦南高速某市K211+620~+960段金斗山滑坡产生了明显的工后变形和开发扩张，逐渐体现为形成了明显的连贯性。后山坡上的变形循环。边坡边界处，边坡浅层塌陷变形集中发展，两排防滑桩之间的检查孔发生剪切破坏，前排防滑桩前边坡滑桩局部倒塌，次坡脚尖附近有明显的剪胀。裂缝区，一级边坡挡土墙受剪出现水平裂缝，预

应力锚索损坏。

为保证该路段高速公路边坡稳定性和行车安全，采取综合工程措施，根除此次特大滑坡的地质灾害。本次支护加固工程分为锚索抗滑桩、锚索架和预应力锚索地梁三部分。下面简单介绍一下采用压力分散式锚索施工的锚索架和锚索地梁。 3 压力分散锚索加固方案 3.1 压力分散锚索的基本原理

压力分散式锚索采用无粘结钢绞线作为锚索主体，其主体结构由自由段和锚固段组成。压力分散锚索是将不同长度的未粘合钢绞线末端的承载体连接固定。注浆固定后，相应的钢绞线单元按一定的载荷X规律分布，并设置在锚孔的不同深度。本体将拉应力转化为压应力，通过浆料传递给锚固地层，提供工程的主要锚固力。如图1所示。

图1 压力分散锚索结构示意图

3.2 斜坡锚固方案 3.2.1 预应力锚索架

ZK211+880~+940段四级刷后边坡上安装8根4节和1根6节锚索架。锚索的水平间距为4m。负载 700KN。 3.2.2 预应力锚索地梁

ZK211+660~+954段一级边坡路堑挡土墙上设置97根带锚索的地梁，地梁中心距为3m，地梁截面尺寸为0.5×0.6m，高度为8m。高度调整地梁的长度。 ZK211+660~+780段地梁39根，上排锚索长度38m，下排锚索32m，锚索下倾角30°，设计载荷为 600KN。 ZK211+780~+954段地梁58根，上排锚索26m，下排锚索25m，锚索下倾角25°，设计荷载600KN . 3.2.3压力分散锚索结构形式

框架和地梁锚索为压力分散型，由6根φ15.24和1860MPa的高强度、低松弛、无粘结钢绞线组成，分成3个单元，每个单元由2根高强度钢组成钢绞线，低松弛无粘结钢绞线通过特制的挤压弹簧和挤压套筒对称地嵌入钢承板中，锚固段长度为12m。 4 预应力锚索试验

预应力锚索正式施工前，应进行锚索拉伸破坏试验，验证设计中使用的锚索设计参数和施工工艺的合理性以及锚索的安全系数。向设计单位提交测试报告，对设计进行验证和调整。 5 预应力锚索施工技术

以预应力锚索框架梁施工为例，介绍了压力分散锚索施工工艺。 锚索施工步骤

①锚索结构施工：包括施工准备、打孔、清孔、锚索制作、安装、注浆等；

②框架梁施工：包括框架基础开槽、砂浆内衬找平、钢筋制作安装、模板安装、混凝土浇筑、保健、锚索长度检测等；

③锚索X拉锁：包括锚索X拉、锁、试验检测、锚固密封等； 5.2预应力锚索框架梁施工工艺

《预应力锚索框架梁施工工艺流程图》见图2 ：

图2 预应力锚索框架梁施工工艺流程图

5.3主要施工方法 5.3.1施工准备

首先完成钢绞线、水泥、混凝土骨料、混凝土配合比、浆料配合比的设计并报监理批准，然后编制施工方案，组织机械设备和人员进场，进行技术交底并对施工人员进行安全培训。使用的X-pull设备经过校准，并报

告启动报告。经批准后，按设计要求进行锚索基础试验，即拉拔拉伸破坏试验。试验孔完成后，在锚浆达到28天龄、框架梁混凝土强度达到80%后进行试验。基础试验的目的是验证设计中使用的工作锚索的性质和性能、施工工艺、设计质量、设计的合理性和提供的安全储备，同时考虑抵抗物理的能力。搬运、储存、安装和施工过程中的损坏。 .

试验孔的具体位置由监理设计代表现场确定，试验孔必须反映工程孔锚固地层的实际情况。测试孔的自由部分没有灌浆。锚固段与自由段之间设置灌浆止流袋。锚固段外设置有排气管。排气管深入锚固部分 5-10 厘米。注浆方法与工程孔相同。试验过程中，应记录各级荷载、锚头位移等详细数据，并及时向设计单位提交试验报告，对设计进行验证和调整。 5.3.2边坡土方开挖

①、按线开挖原则：严格按设计坡率和坡高测线，按坡架，按线开挖，不得超挖或欠挖；

②。分级开挖分级支护原则：特别是在边坡高、地质条件差的情况下，应先施工上边坡的锚索架梁，并进行X拉。只有在得到有效保护的情况下，才能开挖下一级边坡；

③。分层分段开挖原则：当边坡地质条件较差或上边坡防护尚未达到要求，需要开挖下边坡时，为减少对边坡的扰动，边坡开挖高度的方法是对设计边坡的每一级分层开挖，或将同一水平边坡分成若干段，间隔开挖，分段保护；

④。尽量减少人为干扰的原则：当边坡已经处于不稳定状态时，应采用静态爆破、控制爆破和液压冲击破碎相结合的施工方案。

5.3.3脚手架和放样

边坡开挖完成后，应清除地表松散体。用测量仪按设计图放开孔位，然后按孔位搭好脚手架。为了保证施工的安全性和连续性，脚手架必须完全覆盖在斜坡上，并固定在斜坡上。连接紧固件牢固，并有专人定期检查，不内容晃动。施工时要求钻机上下错开。还需要搭建稳定的作业平台，保证钻井质量。在布置曲线段的坡度时，由于坡面总则呈扇形发散或收敛，为了保持竖筋上下对齐，竖筋往往上下间隔开。此时应根据现场情况调整竖筋。梁的合理受力是第一位的。 5.3.4锚孔钻孔

钻机应严格按照设计要求的孔位、倾角和方位角进行准确定位。设置钻机工作平台时应充分考虑这一点，用测斜仪定位倾角和方位角。钻孔必须采用干式钻孔，施工人员必须配备必要的防尘设备或在风口安装吸尘装置。严禁水钻，确保锚索施工不会恶化边坡岩体工程地质条件，保证孔壁的粘结性能。

根据所用钻机的性能和锚固地层的情况，严格控制钻井速度，防止钻井发生偏斜、变形和缩径，造成锚固困难或其他事故。在钻井过程中做好施工记录，包括地层变化、地下水等特殊情况。

在钻孔过程中，如果遇到塌孔、缩孔等现象，应立即停止钻孔，并进行实壁注浆。如果在锚孔中遇到带压水，总则在水量和水压变小后再安装锚索和灌浆。处理。孔的直径和孔的深度不得小于设计值。为保证钻孔直径不小于钻头设计直径，总则要求钻孔深度超过50cm。达到设计深度后，不能立即停止钻孔。 5min ，防止孔底夹出，达不到设计孔径。

图3 锚孔钻孔平台

5.3.5清孔

钻孔完成后，用高压空气将孔内的岩粉和水体全部清除出孔，以免降低水泥砂浆与孔内岩土体的结合强度墙。清孔完成后，应进行孔检查。检查内容包括：孔径、孔深、孔清理质量，并复查孔位、倾角和方位。 5.3.6 锚索体的制作与安装

织前先搭好防晒防雨棚和生产平台，生产平台要求离地50cm 。钢绞线截断长度为锚索设计长度+ X牵引段长度（预留1.5m ），采用机械截断，严禁弧焊，截断长度误差不大于超过50 毫米。钢绞线卸完后进行组装，将成品钢绞线平放在工作台上，在每根钢绞线的上下两端做编号标记，然后安装挤压套筒、挤压弹簧、承压板、限位片、丝圈、注浆管、导帽等。 挤压头装配时，挤压套筒和挤压弹簧要安装准确，挤压顶要均匀、充分地推动。轴承体装配时，定位要准确，挤压套通过螺栓牢固地栓接在轴承体与限位件之间。钢丝圈间距控制在1.0m ～1.5m，钢丝圈必须设置在锚孔口的位置。穿过电缆的注浆管的安装应定位准确，绑扎牢固牢固。应进入导向帽5 ~ 10cm 深。导帽点焊固定在最前面的承重板上，并预留溢流孔，保证

孔底浆液回流。若锚固段遇到土质或砂质强风化砂岩且富含水分，则必须采用二次高压劈裂注浆法。在这种情况下，在装配锚索体时，必须另外安装一个注浆管。镀锌铁管或钢管，锚固部分有孔和塞子。锚索体钢件应均匀涂刷防腐漆。锚孔清孔完成后，应及时安装锚索体。总则手动将其提升至孔位，并按设计的倾角和方位手动推进。尽量不要停在中间。过程中严禁摇晃和扭动，以防横梁卡在中间。若出现散、卡现象，应将锚索拉出，并在安装前清理或钻孔。

图4 制作成型锚索体

5.3.7 锚孔注浆

应在24小时内清理锚孔并进行灌浆，以免发生塌孔等其他事故。锚孔注浆采用纯水泥浆，水灰比为0.4 ～ 0.5 ，浆体强度不低于40MPa 。锚孔注浆总则采用孔底返注的方法，待孔口溢出新浆，排气管停止排气，方可停止注浆。若浆液面落入孔内，应在30分钟内注入孔底并补充2 ～ 3次，以保证孔内浆液充满。

若锚固段遇到土壤或砂质强风化砂岩层，且含水量丰富，应采用二次高压劈开注浆，提高地层锚固力。材料应按要求添加聚丙烯腈纤维（ PAN ，纤维强度不低于700MPa ），掺量为1.8 ～ 2.0kg/平方。

5.3.8框架梁结构

框架梁施工包括框架基础开槽、砂浆衬里找平、钢筋制作安装、模板安装、混凝土浇筑、卫生养护等工序。凹槽应严格按照设计要求的凹槽深度进行施工。如果深度不足，会导致框架梁外露，严重影响后续的绿化施工。施工时应注意锚斜台下方有钢筋网，承重面必须平整，保证与锚索轴线方向垂直，同时浇筑。框架梁混凝土。混凝土总则采用斜拉索和铲斗入库。如果条件内容，也可以使用吊车配合铲斗或泵。混凝土浇筑时，应准备相同条件下的养护试块。 5.3.9锚索X拉锁

当锚斜平台和灌浆浆强度达到80%以上时，进行X拉作业。

安装锚和夹子。锚应与锚垫和千斤顶紧密对齐。千斤顶的轴线应与锚孔、锚索保持在同一轴线上，以保证受力均匀。在正式X拉之前，按设计载荷的10-20%进行预X拉，使各部件紧密接触，钢绞线完全笔直。

对于压力分散式锚索，由于各单元锚索长度不同，X拉力采用差动分布X拉力，差动荷载根据设计荷载和锚索长度确定，单位 X 张力根据计算的差动载荷进行。

不同伸长率和不同荷载增量的计算公式（以三元六束压力分散锚索为例）如下：

微分伸长率：

ΔL1-2=ΔL1-ΔL2,

ΔL2-3=ΔL2-ΔL3;

ΔL1=σEL1,

ΔL2=σEL2,

ΔL3=σEL3;

σ=PA;

差动负载增量：

ΔP1=EAΔL1-2L1×2ΔP2=(EAΔL2-3;

L2+EAΔL2-3L1)×2

L2,L3——分别为第一、二、三单元锚索的长度， L1>L2>L3； 中： L1‚ΔL1‚ΔL2,ΔL3---在给定的最终X-张力（设计锁定）载荷下各单元锚索的

伸长率；

ΔL1-2‚ΔL2-3--- 在给定的最终 X 拉力（设计锁定）载荷下各单元锚索的

不同伸长率；

σ--- 在给定的最终 X 拉力（设计锁定）载荷下的钢绞线束应力；

P---在给定的最终X拉力（设计锁定）载荷下单股线束的载荷；

A——单股线束的横截面积；

E---钢绞线的弹性模量；

ΔP1,ΔP2---X-pull的第一步和第二步的逐步差分X-pull载荷增量。

锚索预应力在补充差动荷载后，按有关规定X或规定分5级施加，即设计荷载的25%、50%、75%、100%和110%。当X拉到最后一级负载时，负载应保持稳定10至15分钟，然后卸载并锁定。锚索锁定后48小时内，如发现明显的预应力损失，应及时进行X拉补偿。 5.3.10锚索验收试验

锚索的验收试验总则委托具有相关资质的检测单位进行验收。 5%，不少于3根。在锚索的验收试验中，差伸长率和差动载荷增量按设计载荷的1.5倍计算。补充差动负载后，将同步X拉到设计负载的30%作为初始负载。 0.5 , 0.75 , 1.0 , 1.2 , 1.33 , 1.5倍，最大试验载荷不能超过锚索承载力标准值的 0.8 倍，如果最大差异载荷增量大于设计载荷的 30%，则最大应以不同的载荷增量作为起点。初始负载。

验收试验确定锚索合格有两个条件： 1、验收试验中，从载荷的50%到最大试验载荷测得的总位移应超过自由索长度的理论伸长率。载荷 X 外壳内的锚索截面 80% ，且小于自由段和1/2锚段长度之和的理论伸长率。 ②。在荷载最后阶段的位移观测期间，锚头位移是稳定的，即10分钟内的位移不大于1mm ，或2h内的蠕变值不大于2mm 。 5.3.11密封锚

验收合格后，封锚。在锚栓密封前，通过锚板的注浆孔进行注浆，直至注浆孔溢出，这是锚头防腐的重要环节。有预应力监测要求的钢绞线不得截断，并及时安装锚索测力计，检测锚索预应力变化，根据预应力损失确定是否进行二次X张拉. 6 高边坡预应力锚索施工管理

采用压力分散预应力锚索加固边坡是一项技术含量高、施工难度大的工程。在施工过程中，要全力以赴，认真对待每一个施工步骤，加强管理，保质保量地完成施工任务。在施工管理方面，工作重点如下： 6.1 选择高素质的施工队伍

高坡锚索是一项专业性很强的工程项目，所以高坡锚索加固工程必须由资质充足、施工经验丰富的单位施工。 6.2加强施工质量控制

高坡度锚索工程的建设与其他工程一样，始终把质量放在首位，各施工单位应建立完整的高坡度锚索工程质量控制体系。

①从原材料进场到每一道工序的运行，都进行了严格的控制。高坡使用的材料，和其他工程一样，使用前必须进行检查。钢绞线、锚杆等检测

技术要求高的材料送交交通工程检测中心进行检测。

② 锚索工程的关键工序是钻孔深度、锚索制作和安装。因此，需要保证锚索的锚固长度和灌浆的充分性（这是锚索加固的基本条件）；除正常自检外，项目部应定期检查钻孔集中度，并在电缆下放和灌浆时进行巡查。检查。

③为保证钢筋混凝土框架的施工质量，针对常见的可能出现的质量问题（如拉X时框架梁开裂问题），从以下几个方面指导施工施工操作方法和工艺连接等。不合格的部分坚决要求拆除。重做，千万不能马虎。 6.3 优化建设布局

本项目边坡锚索工程前期准备工作结束后，一切如预期般顺利。但在进入锚索安装和框架梁浇筑过程时，受到坡高高、施工便道狭窄等因素的影响。项目的进度开始放缓。为加快工程进度，对工程施工布局进行了如下调整：①将锚索半成品吊装至安装平台现场组装，降低了吊装难度。锚索，加快下索进度； ②框架梁浇筑因混凝土吊装难度大，满足锚墩浇筑强度要求时间长，严重影响工程质量。因此，泵送混凝土用于建筑。通过以上两项措施，项目布局更加合理，建设进度有了很大提高。 6.4安全环保措施

高坡施工是高空作业。做好安全生产管理工作，营造安全的工作环境，是保证项目顺利进行的基本条件。

①锚索施工前应制定安全技术措施，进行安全技术培训，取得证书； ②施工前对边坡作业区围岩松散石块、巨石进行检查处理，并按要求设置挡石排或柔性挡石网等安全措施；

③预应力锚索施工时，应在岩壁上搭设脚手架平台并固定（脚手架应为双排，间距为1.2~1.3m ，并在底部加斜向和侧向支撑。重心集中点，并设置短锚桩），平台四周设置防护栏杆；

④钢绞线锚固端应设置安全围栏，拉X时严禁在附近站立； ⑤锚索钻孔作业人员佩戴隔音防尘器具；

⑥制定施工污水处理和排放措施。废纸浆和污水必须经过处理才能排放。建筑垃圾不得随意倾倒或就地掩埋，应集中处置。 7 结论

详细阐述了压力分散预应力锚索的施工工艺、施工过程中的注意事项以及突发情况的处理方法和措施。对高速公路高边坡加固预应力锚索框架梁的施工具有一定的参考价值。 , 施工中可能因地区不同而有不同要求，涉及的部分技术和法规可能有所不同，以具体设计图纸和法规为准。