谈预应力锚杆设计及施工工艺

杨 瑞 英

(山西应用科技学院，山西 太原 030062)



谈预应力锚杆设计及施工工艺

杨 瑞 英

(山西应用科技学院，山西 太原 030062)

结合工程实例，介绍了预应力锚杆的设计规格和施工流程，从施工组织、机械设备、施工进度、材料计划等方面，阐述了预应力锚杆的施工方案，并提出了施工质量控制措施，达到了预期的施工效果。

预应力锚索，设计规格，施工工艺，工程质量

0 引言

近年来预应力锚索在路基边坡防护工程中应用，更能在地质条件复杂状况下发挥作用。本技术适用于砂性粘土、砂性土、岩石类的高边坡加固工程，对古滑坡、大断层、破碎带等地质较好的整治效果，经济效果明显，也可用于地下工程的预支护、地层加固等工程中。土层锚杆支护是在深基坑土壁未开挖的土层内钻孔达到一定深度后，在孔内放入钢筋、钢管、钢丝束、钢绞线等材料，灌入砂浆或化学浆液，使其与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。本文就预应力锚索在挡土灌注桩支护中的设计及施工工艺进行阐述。

1 工程概况

临钢中板厂主厂房支护采用钢筋混凝土灌注桩与预应力锚杆联合支护，基坑防水帷幕高压旋喷桩构成。

场地地基土主要由第四系全新冲积层粘性粉土及粉土组成，场地地下静止水位4 m～5 m，预应力锚杆366根，锚杆施工于每两支护桩之间，垂直位置位于支护桩桩顶下在相对±0为-3 m处，锚杆施工前，须将基坑挖至钻孔入口处其下0.5 m，即基坑标高-2.8 m(相对正负)为锚杆施工作业面并平整，不能有地下水，需降水时，应先降水，预应力锚杆施工时应遵守。GB 50007—2002建筑地基基础设计规范和JGJ 120—99建筑基坑支护技术规程等。

2 预应力锚杆设计规格及施工工艺流程

2.1 预应力锚杆设计规格

1)锚杆水平方向间距1.2 m一桩一锚，锚杆倾角15°～18°(与水平面夹角)。

2)单根锚杆长度18 m，其中锚固段13 m，自由段4 m，张拉锁定段1 m，锚杆直径150 mm，总工作量为366根×18 m=6 588 m。

3)锚索体系由三束7φ5低松驰钢绞线组成，钢绞线直径15.24 mm，抗拉强度标准值1 860 MPa，3孔锚具。

4)锚杆极限抗拔力430 kN，设计抗拔力330 kN，锁定拉力为锚杆抗拔力最大值的0.7倍，即300 kN。

5)注浆：32.5普通硅酸盐水泥，纯水泥浆液，水灰比为0.7～0.8，采用二次注浆工艺。

6)锚杆支撑腰梁25号A型横钢，两背相对，锚杆垫板尺寸300 mm×300 mm钢板，厚度20 mm。

2.2 锚杆施工工艺流程

锚索的加工与组装→钻孔→锚索的插入→一次注浆→二次注浆→制作支撑腰梁→锚杆的张拉锁定。

1)准确测放锚杆孔位。

2)锚索的加工与组装:每根锚索由3根7φ5钢绞线组成，3束钢绞线平直排列，沿锚杆轴线方向，在锚固段每隔1.5 m设置隔离支架，将锚索捆扎牢固，自由段用压延膜裹缠，锚索体顶端设置导向帽。

3)钻孔：孔径150 mm，孔深21.2 m，倾角15°～18°，采用泥浆护壁循环成孔。

4)锚索的插入：在锚索插入钻孔前，将注浆管绑扎在锚索上，注浆管要预先打好若干透浆孔，成孔后人工及时将锚索插入钻孔内。

5)清孔：通过一次注浆管连接注浆泵，用清水清洗钻孔至孔口返出清水为止。

6)注浆：普通硅酸盐水泥制成纯水泥浆，首先通过一次注浆管进行一次注浆，直至孔口返出新鲜浆液为止，间隔36 h左右，进行二次注浆，注浆压力不小于3 MPa，每米水泥用量不少于30 kg，一般每米按50 kg控制(主要指锚固段长度)。

7)支撑腰梁：25号型钢两背对，相距12 cm，锚索、张拉段从两槽钢中穿过，张拉段设置PVC隔离管，而后在两槽钢空隙处浇筑C25混凝土，腰梁面与水平面夹角75°，与锚杆倾角相匹配。

8)锚杆的张拉锁定：锚杆施工完成两周，支撑腰梁完成一周后，开始锚索的张拉锁定，先放置锚杆垫板。每根锚杆的锁定分两次进行，第一次张拉至锁定荷载的50%(150 kN)持续加荷3 min，记录伸长值，第二次张拉至锁定荷载100%(300 kN)持续加荷3 min，记录伸长值，用3孔锚具锁定。

3 施工方案

3.1 施工组织

在我公司临钢中板项目部领导下，专门设置锚杆施工队，设队长1人，技术人员2人，施工队下设四个班组：

钻孔班组：设班长1人，作业人员16人，负责钻孔，下放锚索。

注浆班组：设班长1人，作业人员10人，负责加工槽钢，浇筑混凝土。

张拉锁定班组：设班长1人，作业人员4人，负责锚杆施加预应力、锁定。

3.2 机械设备

本次锚杆施工使用的机械设备如下：

钻孔设备：XL-150型钻机两台，BW-150型泥浆泵两台。注浆设备：BX-250型注浆泵一台，水泥浆搅拌机一台。

张拉锁定设备：YCK-1000千斤顶，ZBZX/50型电动机油泵一台，切割机一台，电焊、氧焊各一套，及其他相应配套设备若干。

3.3 施工进度

1)施工准备：原材料进场，施工设备进场，测量放线，接通水电、安排作业人员食宿准备工作，3 d完成。

2)锚索加组装、成孔、注浆作业15 d完成。

3)支撑腰梁施工在2)作业3 d后开始，3 d结束。

4)锚杆的张拉锁定7 d完成。

各施工工序交叉作业，实行12 h一班制，昼夜24 h施工。

3.4 材料计划

材料分两种：大型材料和小型材料。

大型材料：

1)钢绞线：7φ5低松驰。总长度约10 800延米，约合12 t。2)硅酸盐水泥：标号32.5，每根锚杆水泥用量约1.5 t，总用量约250 t。3)槽钢：25号A型规格，470 m。4)混凝土：标号C25，约15 m3。

小型材料：

1)1.5钢管：用于加工锚索支架，需300 m。2)绑丝：捆扎钢绞线，25 kg。3)黄油：锚索自由段上涂沫，粘结压延膜，40 kg。4)压延膜：用于裹缠自由段，170 kg。5)Φ6钢筋(盘条)：用于制作锚索支架，180 kg。6)注浆管：4分铝塑管，约3 500 m，PVC管直径100 mm。7)16圆钢：用于连接槽钢，120 m(200 kg)。8)电焊条422规格120 kg。9)12号、8号铁丝各20 kg。10)乙炔气5瓶，氧气15瓶。11)自粘带100盘。12)锚垫板20 mm厚钢板，2.4 t。13)3孔锚具168套。

4 工程质量保证措施

1)开工前，组织职工进行技术交底，加强职工的质量意识。

2)认真做好原材料、成品、半成品检验，做到无出厂合格证主材料不许进场，进场后无复检结果不能使用。

3)严格按照施工工序进行施工作业，从孔位放定到张拉锁定各作业环节实行质量监控。

4)及时认真填写锚杆钻孔、注浆、张拉记录表格，做到准确、完整、真实。

5)及时接受业主、监理人员进行现场检查，接受上列人员提出包括纠正、改进或返工处理等意见。

6)按照已批准的设计方案，进行施工作业，并执行现行的国家行业有关规范、规程。

5 施工效果

在整个施工过程中，由于我们对每个施工工序的质量都进行了严格把控，保证了该工程整体施工质量的良好，受到监理单位的一致好评。本工程是为我公司未来承担预应力锚索工程项目施工总结了一些施工经验，同时也扩大了我公司的施工领域。

6 结语

预应力锚索根据工程实际情况，孔径、深度、预应力、外部构造等设计参数并不一定相同，但其施工工艺大同小异。本文总结一般预应力锚索施工技术，对类似工程施工有一定的借鉴和参考作用。

[1] GB 50007—2011,建筑地基基础设计规范[S].

[2] JGJ 220—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[3] 徐 云.预应力锚索施工技术[J].长沙铁道学院学报,2006(9)：60-61.

On design for prestressed anchor rod and its construction craft

Yang Ruiying

(ShanxiApplicationTechnologyCollege,Taiyuan030062,China)

Combining with the engineering cases, the paper introduces the design specification and construction procedure of the prestressed anchor rod, illustrates its construction scheme from the construction organization, mechanic equipment, construction progress and material plans, and points out the construction quality control measures, so as to achieve the expected effect.

prestressed anchor road, design specification, construction craft, engineering quality

1009-6825(2017)11-0083-02

2017-02-08

杨瑞英(1978- )，女，助教，工程师

TU472

A