锚索施工工艺技术

一、 材料计划

1~3#桩锚索试验段主体材料计划见表-1， 1~3#桩锚索试验段施工措施材料计划见表-2。

表-1 1~3#桩锚索试验段主体材料计划表

序号 1 2 材料名称 预应力锚索1×7Φ15.2钢绞线 M30砂浆 单位 m m³ 工程量 1091.7 0.69 备注 表-2 1~3#桩锚索试验段措施材料计划表 序号 1 2 材料名称 脚手架 密目网 单位 ㎡ ㎡ 工程量 30 30 备注 二、 设备计划

锚索施工主要设备计划见表-3。

表-3 锚索设备计划表

序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 地质钻机 土锚钻机 OVM油泵 千斤顶 空压机 切割机 水泵 单位 数量 台 6 台 2 台 1 台 1 台 3 台 1 台 6 工作能力 Φ150 24m3/h、20m3/h 备 注 三、 施工准备 (一) 技术准备

（1）开工前建立健全质量、环保、安全管理体系和质量检测体系，并对施工人员进行岗位培训和技术、安全交底。

（2）施工前应做好现场调查、核对设计文件和编制实施性施工组织设计等工作。编制实施性施工组织设计时应考虑工期要求、地质条件和自然条件、重点及难点工程、正确的施工方法、合理施工进度，

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配备足够的施工机械，组织均衡生产，提高劳动生产效率。

（3）在施工调查和设计文件核对完成后，应将结果及存在的问题以书面形式呈送 业主管理部门，并会同设计单位及时进行处理。 (二) 材料准备

根据施工图纸，对施工中所需的各种物质资源的生产和供应情况、价格、质量品种及运输路线等进行详细调查。

根据施工组织设计的施工网络图和施工预算中的工料分析，编制工程所需的材料用量计划及材料进场计划，作为备料、供料工作和确定仓库、堆场面积及组织运输的依据。

根据材料需求计划和进场计划，做好材料的申请、订货和采购工作，使计划得到落实。根据材料需求计划做好构配件的加工、翻样工作，并按施工平面布置图的要求做好堆放和保管工作。 (三) 试验准备

各种原材料如砂、水泥、钢绞线等，试验人员及时做好自检委托试验工作，并配合监理工程师作好抽检送检工作；提前完成各种配合比，报监理工程师审批后方可用于程施工。对施工过程中需用的各项试验设备提前配置到位，并各试验设备进行检测标定，评定合格后方可进场使用。 四、 施工参数

1~4#、12~13#桩直径2m，设计锚索2排；5~11#桩直径2.5m，其中5~10#桩设计锚索4排，11#桩设计锚索3排。本次选取1~3#桩第1排作为试验段，1~3#桩锚索设计参数见表4。

表4 1~3#桩锚索试验段参数表

桩号 1#

桩径 2m 预应力锚索（15束1×7Φ15.2钢灌浆M30（m3） 绞线）m 24.26 0.23 2 / 12

2# 3# 2m 2m 24.26 24.26 0.23 0.23 五、 工艺流程

锚索施工工艺流程如图-1所示。

锚索编制 土方开挖 测量定位 钻机就位 钻孔 下锚 洗孔、注浆 二次注浆 腰梁制作 钢垫板加工 张拉锁定

图2 锚索施工工艺流程

六、 锚索造孔

(1)锚孔钻进采用无水干钻。为满足锚固要求，锚固段造孔时，不得采用泥浆等有碍结合强度的护壁造孔，如确需要护壁时，可采用水泥浆护壁。成孔后应将孔内岩粉，碎屑及积水排出，保持孔内干燥及孔壁的干净粗糙。

(2)钻孔机具的选择：

应当根据锚固地层的类型、钻孔直径、钻孔深度、锚固工地的场地条件等来选取钻孔设备，在塑性粘土中，可以采用螺旋钻凿或取芯钻凿设备。而在岩层中应采用以压缩空气为动力的潜孔冲击钻机，在岩层破碎或松散的地层中应采用跟套管钻进技术，以保证钻孔完整不坍塌。

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(3)严格按照设计图中锚索间距、倾角、高程进行施工，当地形条件限制无法施工时，应会同监理、设计人员拟定新孔位，在未征得监理、设计单位同意时，不得自行变更设计。

(4)钻孔偏差：较好岩石地基为1/100～1/200；砾石层、坡积层及不均匀地层，其精度在1/50之下；较深的的钻孔，可放宽要求。钻孔深度应满足锚固段的有效长度及安全储备并有不小于0.5m的预留深度。如钻孔时发现锚固段地层差于设计资料时，应及时通知监理工程师和设计单位，以便确定是否增加孔深或采用其它特殊措施来满足设计要求。钻孔的孔径、倾角、方向角等的误差，参照国际锚固协会（FIP）地锚规范，采用如下值：与锚固钻孔轴的误差在75mm以下；与设计锚固轴线的倾角、水平角误差在±2.5°以下。

(5)在穿钢绞线前应用高压空气洗孔，确保锚孔清洗干净。 (6)在高边坡或场地受限处施工锚索时，应搭建满足相应承重能力的脚手架。

七、 锚索制作、运输及安装

(1)制索材料

a.采用5股φj15.2预应力钢绞线，预应力钢绞线必须符合冶金工业部现行的《预应力混凝土结构用钢绞线》国家标准GB5224-85的规定，通过现场抽检钢绞线的强度、弹性模量、截面积、延伸量和硬度确定是否符合规定，对不合格产品严禁使用。

b.要求钢绞线必须保证粘结力，无油污及泥土等物质沾污，及无腐蚀砸伤和死弯等；钢绞线运抵后应放置在室内并防止锈蚀。

c.锚索应按照设计的锚固段、自由（张拉）段、锁定头的长度和结构要求制作。制作工序如下：

①下料：采用机械切割机切割满足锚索设计及张拉操作要求的长

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度的钢绞线。严禁采用电焊或气焊切割。

②在加工车间或厂棚内利用特殊的支架将切割好的钢绞线摆平顺，进行必要的清污除锈处理。

③对进行了除锈处理的钢绞线涂刷强力防腐涂料，然后在自由段再涂防护油并套上套塑管，套塑管应采用管壁均匀，厚度为1mm的原生塑料管或尼龙管材，不宜采用聚氯乙稀塑料，中间不得有接头和接缝。自由段与锚固段相接处应采用粘胶带或其它止水材料缠封。如采用无粘结钢铰线，可省略此工序，但应将锚固段除去油污。最后用特殊的扩张环、紧箍环等把已处理好的钢绞线按设计图组合在一起制成锚索，锚索上应有一根通至底部的灌浆管。扩张环可采用聚乙烯材料模塑加工（材料弹性模量应小于浆体凝固后的弹性模量）。紧箍环可采用8＃铅丝绑扎而成。为防止钢绞线散开，影响设锚，同时避免下锚时，泥土灌入堵塞注浆管，锚固体前端采用锥形导向帽，导向帽应牢固地焊于钢绞线上。为防止钢绞线外的水泥浆体开裂，引起较大的预应力损失，应在锚固段钢绞线外包裹的钢丝网，钢丝网孔大小为1.5×1.5cm2，钢丝网伸入锚索自由段内约50cm。

④钢绞线编束时，应逐根理顺，捆扎成束，不得紊乱。 ⑤锚索制作完成后，应进行外观检验，并签发合格证。用塑料包裹好，并卷成直径约2m的圈，存放并应按锚索长度、规格进行编号，使用前应经监理工程师认可。

(2)锚索运输

a.锚索的运输与吊装应因地制宜拟定方案。

b.锚索水平运输中，各支店间距不得大于2m，锚索弯转半径不宜过小，以不改锚束结构为限；垂直运输时，除主吊点外，其它吊点应能使锚索快速、安全脱钩；运输、吊装过程中，应细心操作。不得

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损坏锚束及其防护涂层。

（1）钻机就位：通过自身履带行驶至需钻桩位，由机械自身电脑控制进行钻机桅杆与机身水平和垂直调整；

（2）埋设护筒：钻机就位后，在测量和施工人员的指导下，钻尖对准桩位中心，钻机旋挖至一定深度取出土后下放护筒。护筒采用钢质护筒，壁厚14mm，内径2.3m，护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆。

护筒内径应根据钢护筒埋置深度来确定，一般控制在大于桩径30cm范围，护筒埋置深度在旱地宜为2~4m；护筒中心屿桩中心的平面位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于0.5%，钢护筒顶宜高出施工地面0.3m。

（3）复测、校正桩位与护筒中心偏差：护筒埋设好后，由测量人员和监理代表进行桩位复核校正。本道工序完成后申报开孔通知并进行钻进成孔。

(3)锚索安装

a.锚索入孔前应进行下列各项检验，并经监理工程师认可：锚孔内及周围杂物必须清除干净；锚索长度应与设计孔深相符；锚索应无明显弯曲、扭转现象；锚索防护涂层无损伤，凡有损伤的必须修复。

b.用人力将锚索抬起塞入钻好的锚孔中，若遇坍孔锚索未下至设计深度时，必须将其拔出，重新用钻机清孔，然后再下锚，直到满足设计要求为止。下锚过程中不应损伤锚索的防护措施。 八、 注浆

(1)注浆工艺要求

a.水泥砂浆采用标号不低于525号。生产日期在3个月内的新鲜硅酸盐水泥配制的水泥砂浆，水灰比为0.40～0.45，搅拌后的泌水

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率宜控制在2％，最大不超过3％。

b.当因工期等原因要求速凝时，可加速凝剂；也可以掺入对预应力钢绞线无腐蚀作用的膨胀剂等外加剂；其它配置不变。

(2)制浆注浆

a.浆液应用搅拌机搅拌，达到规定稠度，直到均匀为止，然后缓慢搅拌，一直到灌浆结束。具体操作，可按先放水，再放水泥，最后加砂。全部投料后，在规定的时间内搅拌均匀。采用转速为1500～2000转/分的高速旋转式的和浆机，大约搅拌2分钟即可。然后存入缓慢搅拌的储浆桶中，待计划的浆量储够后，开始注浆。在不漏浆的情况下，每孔可一直灌满，不得分开灌入，以免浆液渗进气泡。

b.灌浆过程中严格排除孔内的气、水，且不影响灌浆质量，影响锚固体与孔壁的接合力，采用孔底灌浆，空口返浆。

c.在将体未凝固前不得移动锚索，并需要进行养生。

d.锚孔浆液容量一般取设计用浆量的120％～130％，裂缝发育和存在溶洞、溶缝时将会超灌很多，制浆前与灌浆过程中应充分注意。

e.如遇孔道阻塞，必须更换注浆口，但必须将第一次灌入的水泥浆排出，以免两次灌入的水泥浆之间有气体存在。锚索下入孔后6个小时内必须注浆，有地下水的孔，造孔成孔后4小时内不能下锚时，应在下锚索前重新洗孔，速洗、速设锚、速注浆。锚索注浆时，应等待锚孔水泥浆面稳定后才停灌，不稳定时，应继续缓慢加压注浆，不稳定不得停灌。在灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加压至0.5～0.6Mpa，稍后再封闭灌浆孔。

(3)灌浆压力

为保证锚索的承载能力灌浆的最低压力以0.4～0.8Mpa为宜。岩层中，无裂隙的灌浆压力可以取低值，有裂隙时，可在下锚前采用自

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流预灌浆，再钻孔、洗孔、设锚。在土层中，可根据土体的密实性能，选用不同的灌浆压力，土层密实时，选用0.4～0.6Mpa，土质松散时，选用0.6～0.8Mpa。

九、 张拉与锁定

预应力锚索的张拉必须在灌浆体及抑制件、结构物混凝土工程达到龄期强度后，才能施加预应力，并通过张拉试验或验证试验确定是否满足设计规定的承载力。

(1)张拉设备

a.张拉千斤顶应采用带有压力计的双向伸长的双头千斤顶，并且在每个工点施工前均应进行校验。

b.千斤顶在下列情况下应重新标定： 已使用三个月； 严重漏油； 主要部件损伤；

引伸量出现系统性的偏大或偏小； 张拉次数超过施工规范规定的次数。

c.张拉前应检查千斤顶内摩阻是否符合有关规定要求，否则应停止使用。

d.千斤顶和油泵必须配套标定和配套使用。

e.应根据每批钢绞线的实际直径随时调整千斤顶限位板的限位尺寸，最标准的限位板尺寸应使钢绞线只有夹片的牙痕而无刮伤，如钢绞线出现严重刮伤则限位板限位尺寸过小，如出现滑丝或无明显夹片牙痕则有可能是限位板限位尺寸大。

(2)锚具

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a.锁定钢绞线的锚具采用质量好的大厂合格产品。 b.应抽样检查夹片硬度。

c.应逐个检查锚具及垫板孔口内有无毛刺，对有毛刺者应予退货，不准使用。

d.锚具和夹片应涂抹防锈漆，使用时不得有锈、有水及沾污其它杂物。孔内空隙应用挤压法确保防护剂填满。垫板下的锚孔内应压入水泥砂浆，确保垫板下锚孔内无空洞及空隙。

e.对夹片与钢绞线卡紧部分的防护宜采用防护油涂层防护，对锚具及锚索的外露头采用混凝土封闭防护。使锚具处于混凝土形成的碱性环境之中。

(3)张拉

a.确定施工预加应力参照日本VSL锚固工程规范规定，可采用如下公式确定施工张拉预应力值：

ppx(p0pi)L式中：P—施工时所要施加的预应力（KN）； P0—最大试验荷载（KN）； Pi—初始试验荷载（KN）；

L—试验最大荷载～初始试验荷载下的变形量（mm）； Px—锁定后所获得的预应力（KN），并假定夹片锚楔的压缩量ε最大为6mm，最小为1mm，各种型号的夹片规定不同。

b.初值预拉：在张拉前对单根钢绞线须选定吨位进行预拉，使每根钢绞线处于初始的相同受力状态。然后安装张拉千斤顶，使每根钢绞线上受力均匀。

c.预应力张拉：张拉时应将施加的预应力值分成3～5级进行循

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环张拉，每级的张拉荷载为设计张拉力的1/3～1/5。岩质地层可取3级，土质地层宜取较多的级数。每次循环间隔时间，岩石地层可取1小时左右，土质地层可取1天左右，松散软弱的地层间隔时间宜长些。分级张拉时应将

每次加载，需稳定一段时间，一般情况岩石地层稳定时间宜在10分钟左右，土质地层宜在20分钟左右。松散、软弱地层稳定时间宜更长些。操作控制，以张拉值稳定时间的2倍为度。

d.锚索张拉时，一定要将锚索扶正与工作台垂直后，再安装千斤顶，张拉时应设架保证千斤顶与工作台面垂直，确保各根钢绞线受力均匀。张拉时应注意安全，张拉千斤顶后绝不能站人。

e.每次张拉应有完整的原始张拉记录。

f.预应力采用引伸量与张拉力双控，以引伸量为主，引伸量误差应在-5%～+10%范围，每一截面的断丝率不得大于该截面总钢丝数的1%，且不允许整根钢绞线拉断。断丝是指锚具与锚具间或锚具与死锚端部之间，钢丝在张拉时或锚固时破断。

g.预应力的张拉工作班组必须固定，且应在有经验的预应力张拉工长的指导下进行，不允许临时工承担此项工作。

h.锚索张拉过程中，应始终有监理工程师现场检查，发现异常及时报告以便采取必要措施。

(4)锁定封锚

a.确认锚索承载能力后，全部锚索张拉够吨位，产生工程效果后，可切断外露的工作钢绞线，但应在锚具顶面外留80～100mm线头，不宜留得太短，以防钢绞线曳滑掉入而失效，然后采用防腐涂料仔细涂刷外露钢件（锚具、夹片、钢绞线、钢垫板等）。在锚孔中补浆后，用C20混凝土封闭全部外露的锚具及金属垫板等，保护、防护锁定头，

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使之成为永久锚固工程的组成部分。封锚砼任一部位的最小厚度，不得小于30mm。所有管道及管道与锚具的连接均应确保其密封性。

b.锚索锁定后48小时内若发现有明显的应力松弛时，应进行补偿张拉。

肋柱施工时所需构件和钢筋应在肋柱施工时即安排进行。为了更有利于边坡的稳定和安全，应尽量避免破坏坡面原状土体及植被。施工前应从总体考虑、制定合理的施工工序、严格规范施工，确保施工组织和计划的顺利完成。

锚索张拉施工各阶段均要认真做好施工观测和记录，认真进行质量检验，经监理认可后方能开始下一阶段的施工。所有观测数据和施工记录均应收入工程竣工报告中，以便验证和累积资料。 十、 工序检查要求

表5锚索施工质量控制标准

项次 项目 质 量 标 准 ①钻孔直径≥锚束直径40mm以上，且不得小于图纸规定孔径； ②方位角≦1º，开孔孔位偏差≦20cm； ③一般部位孔斜≦孔深的3%，特殊部位（水平孔）孔斜≦孔深的1%； ④造孔超深偏差≦40cm； 1 锚索孔 2 3 4 5

地质缺处理及时，质量符合设计要求 陷处理 ①钢绞线材质满足设计要求，有出厂材质证明及抽样检查的材质报告，外观检查无缺损、锈蚀；锚固单元安装符合图纸编索 要求； 穿索 ②穿入孔中的锚索平顺不扭，进浆、排气管畅通，止浆袋 承受压力≧0.5MPa，锚索结构无损坏，外露段保护良好。 ③穿索前，应对锚索孔清孔，要求无杂物、岩屑和积水； ①灌浆材料、配合比、强度等级符合设计要求； 内锚段 ②灌浆压力0.3MPa~0.5MPa，闭浆时间30min，且进浆、排灌浆 浆量一致 ③灌浆量大于理论注浆量，回浆量比重不小于进浆比重； 外锚墩 ①基础面无松动块石，岩石清洗干净； 混凝土 锚垫板外平面与孔口管及孔中心线垂直角误差<0.5º，钢筋、 11 / 12

浇筑 6 张拉 模板的规格尺寸、②安装位置符合设计要求； ③混凝土振捣密实，试件强度符合设计要求； ①张拉程序符合规定； ②每级张拉力与理论计算伸长值应符合规范要求和地区经验值； ③张拉升荷速率每分钟不超过设计张拉力的1/10； ①灌浆材料、配合比、强度等级符合设计要求； ②灌浆压力0.3MPa~0.5MPa，闭浆时间30min，且进浆、排浆量一致 ③灌浆量大于理论注浆量，回浆量比重不小于进浆比重； ④对在张拉段灌浆管不通的情况下，采取有效处理，满足要求； 7 外锚段 灌浆 8 外锚头符合设计图纸及技术要求；保护罩、垫板、黄油、石蜡、密保护 封等安装合理。具备多次张拉的条件。防腐处理不留后患。

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