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预应力锚索柱板墙施工工法
一、施工概况
本标段ZK582+407.4~ ZK582+469里程的防护形式采用二级预应力锚索柱板墙，应用于边坡岩体破碎、受坡顶地形及植被限制的软质岩或土质挖方路段。该柱板墙全长61.6米，立柱采用C30钢筋混凝土结构，中心间距350cm，锚索材料选用4Φj15.24高强度低松弛钢绞线，配套OVM15-4型锚具，锚索竖向间距为3米，施工时可根据实际开挖情况局部调整为2.5米。
二、施工方法
⑴ 山体开挖
首先根据设计的结构形式对柱板墙的位置进行放样，确定出柱板墙外侧、基坑内边线及立柱的位置，开挖轮廓在设计的基础上外扩50cm，以保证在基础施工时有足够的支模空间。山体开挖主要采用挖掘机配合自卸汽车进行开挖，施工顺序为自上而下，按照1：0.25的坡度放坡，为防止山体滑塌，造成山体植被破坏，在开挖过程中根据地质情况分台阶进行施工。
⑵ 锚索加工及钻孔施工
① 施工准备
将预应力钻孔设备、注浆设备、张拉设备调至工作面附近，待工作面完成后，马上吊运至工作面，所有施工材料均应由出厂证明、合格证，钢绞线应检测合格，做好施工场地的排水工作，材料、机械的防雨、防水工作，水、电等在前期施工中已接到位，稍做处理即可满足施工要求。
② 钻孔
钻孔是预应力锚索施工中控制工期的关键工序，为提高钻孔效率和保证钻孔质量，采用XY-2PC地质钻机。锚索钻孔要求干钻禁止开水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。为清除钻孔及孔壁上附着的粉尘、泥屑，钻孔完成后必须使用高压空气（风压0.2～0.4Ｍpa）将孔中岩粉及水全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度，保证孔内干燥和孔壁的干净粗糙，钻孔完成并清洗干净后，用预先做好的探孔装置，进行深孔，若探孔时轻松将探孔器送入孔底，钻孔深度符合设计要求，并对孔口进行暂时封堵，不得使碎屑、杂物进入孔口。
钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻进、钻压）地下水及一些特殊情况做好现场记录，针对本项目地质情况，山体碎石土覆盖层较厚，并夹杂着卵石，钻孔时必须采用全过程跟套管，并将套管嵌入弱风化基岩中≥50cm，以保证钻孔完整不坍。如遇到地下水丰富时，应立即停钻，进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.2～0.4Mpa），待水泥浆凝固后，再重新扫孔钻进。钻孔过程中应注意慢进尺，勤清孔，以防卡钻。
钻孔的孔径不小于设计要求，锚孔下倾与水平夹角为10°，允许误差±1°，为确保锚孔深度，实际钻孔深度不小于设计长度且不大于设计长度的1％，钻孔在钻进长度方向上的孔斜偏差不宜大于钻孔长度的1/30。
③ 锚索制作及安装
锚索制作前要根据设计图纸准确计算钢绞线的下料长度，预留足够的工作长度，钢绞线宜使用机械切割，不得用电弧切割，将下料好的钢绞线进行编束，确保每根钢绞线排列均匀，不扭不叉，自由段锚索进行防腐处理，将4根钢绞线分别用注黄油的塑料管包裹，且塑料管不得有破损，在内锚固段和张拉段之间设置止浆塞，止浆塞的主要目的是为了保证灌浆时水泥砂浆不侵入张拉段，以确保张拉段的长度符合设计要求。止浆塞可以采用将棉花和土工布绑扎在锚索体上形成，棉花能够填塞钢绞线与灌浆管路之间的缝隙，外表面用土工布包裹，以防止棉花止浆塞被刮出。止浆塞与热缩管之间应牢固连接，防止热缩管穿过止浆塞进入内锚固段。在自由段与锚固段交界处应特别注意绑扎牢固，自由段每隔1m设置一道定中件，以保证钢绞线的顺直。锚固段内设置紧固件和扩张件，紧固件采用16号铁丝绑扎，不少于两圈，扩张件采用外径为Φ60钢管制作，在钢管外侧焊接4个定位钢筋，高度2cm，加工要精细。锚索内布设1组注浆管，1组探浆管分别安放在锚固段端头和自由段端头，锚索头部安装导向帽，以方便穿索入孔。
向锚索孔安索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，即可将锚索用人工抬至工作面，用人工将锚索平顺穿入锚孔，当外露部分满足工作长度时即到位，停止穿索。锚索往孔内穿时，索体必须平顺，不得扭绞，同时应避免损伤热缩管及支撑环脱落。锚索安装工作结束后即可进行灌浆工作。
④ 锚索的运输
锚索的运输可采用汽车运输或人工运输，无论采用何种方式，均应保证锚索在运输过程中不变形，不破坏，特别要注意不可强行弯折。
在锚索穿入孔时应做以下几项检查：
（1） 锚索编号与孔号是否匹配；
（2） 锚索体是否发生破坏，重点检查灌浆管路是否堵塞，各部位是否尺寸规格是否正确；
（3） 张拉段锚索体各钢绞线之间不能相互交叉扭曲。
锚索在入孔安装时应尽可能保持与孔轴线平顺，缓缓推入孔中，在到达预定位置后即可停止，并立刻（或尽快）进行内锚固段灌浆。
④ 锚索注浆
锚索注浆采用自孔底向上反浆施工，孔口作适当封堵并留排气孔，注浆材料为水泥砂浆，水灰比为0.4~0.45，。浆体强度不小于25MPa，注浆压力不低于0.5MPa。浆液要搅拌均匀，随绞随用，并在初凝前用完。严防石块等杂物混入浆液。
锚索注浆分两次进行，第一次注浆将孔内锚索体注满，注浆时从孔底向上反浆，注满到孔口，待孔口溢出清晰的浆体即可停止注浆。若孔内岩体缝隙较大，注浆浆液不能正常从孔底向上反浆，而且浆液液面始终保持在一定深度不再上升时，则采用人工口吹探浆管，根据口吹探浆管压力大小，不断拔出探浆管，准确判断漏浆位置后停止拔管，将探浆管放在液面以上，并停止从注浆管注浆，待孔壁浆液达到初凝后，将注浆浆液从探浆管向孔内注浆，若仍有漏浆位置，反复拔探浆管，并注浆。将不同深度处岩体缝隙用浆液填塞、固结，直至将锚孔注满，并达到正常从孔口反浆为止。第二次注浆待挡土板安装完成并且柱后回填工作已经结束后方可进行，此次注浆目的将Ф80钢套管内锚索体注满，注浆时从预留注浆口向孔内灌浆，待浆液注满并不再下降时停止注浆。注浆过程中要做好相关记录，并做好试验块。
⑶ 立柱及挡土板施工
1、立柱支模浇筑
① 开挖至基础底面后，重新对基础位置进行放样，复查准确后开始支模、浇注砼，待基础混凝土达到强度后进行立柱施工，立柱混凝土模筑采用标准组合钢模，上下模板通过螺栓连接，拼缝间用专用双面止浆条填逢，以防底部漏浆。支撑采用碗扣脚手架，在浇筑混凝土之前，用同一种脱模剂涂刷模板，且不得污染钢筋，模板安装完毕后，对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，浇筑时发现模板有超过允许变形值的可能时，及时纠正。
② 立柱钢筋骨架在专用的场地绑扎、存放，待基础强度达到要求后将钢筋骨架运至施工场地进行安装钢筋的规格、形状、尺寸、数量、锚固长度、接头位置必须符合设计要求和施工规范规定，钢筋加工时，应按照设计要求尺寸进行下料、成型，钢筋安装时控制好间距、位置和数量。
③ 立柱柱身高度在4.5m~8.5m范围内，为防止混凝土离析，利用串桶倾卸，且在中途设置一至两道减速装置。使用2台插入式振动棒同时进行捣固，浇筑层厚度20cm左右。混凝土的浇筑应连续进行，当浇筑至锚孔处时，仔细振捣，以保证锚孔处的强度。在混凝土浇筑期间，设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，发现松动、变形、移位时及时处理。专人填写混凝土浇筑记录。砼浇筑过程中，除按规范要求留取强度和弹模试件外，仍须留取7d及28d强度和弹模的同条件养护试件，以便控制张拉施工。
本项目锚索外锚墩的施工应与挡土墙立柱的施工相结合。在立柱施工前应安装好定位管(图纸中为钢套管)。浇注锚墩混凝土时注意保证不破坏定位管，焊接锚墩钢筋时要注意保证钢绞线与钢套管之间的绝缘。
2、挡土板预制及安装
① 挡土板为预制钢筋混凝土矩形板，预制时于板两端50cm处预埋吊装钢筋，预制场设置的规模和配备应结合实际情况而定。挡土板宜平面堆放，其堆积高度不宜超过5块，板块间用木块等支垫，并置于设计支点位置，运输过程要轻搬轻放。
② 挡土板安装时，应竖向起吊，用手牵引，防止与桩相撞，将挡土板正确就位，同时应做好防水设施及填筑墙被填料，挡土板顶面不齐时，可用砂浆或现浇混凝土作顶面调整层；。挡土板采取直接搭接柱身的形式，柱、板连接处的间隙用沥青麻絮填塞。挡土板之间的上下安装缝宜小于10mm，较大时可用砂浆填塞或沥青软木板衬垫。要求板面平整，外形轮廓清晰，线条顺直，各部尺寸应符合要求。
3、柱后回填
挡土板吊装完成后，对立柱及挡土板后进行回填加固处理，对于柱板墙后空间小，人工不能处理的位置，采用C20砼进行灌注回填，若柱板墙后空间较大，可采用M10浆砌结构进行砌筑，已保证柱板墙后密实、牢固。并随时进行立柱位置监测。
⑷ 锚索张拉及封锚施工
锚索张拉要在立柱和锚孔注浆体强度达到设计要求后放可进行，通过对锚索施加预应力，使锚索主动受力，达到设计的加固效果。张拉前须对张拉机具进行配套标定，通过标定后的线性方程计算出每一阶段的油压表读数，进而控制张拉应力。
锚索张拉分次进行，每一立柱按中、上、下的次序（两根锚索则先上后下）分两次进行张拉。每次张拉值为总张拉值的一半，必须待每根锚索张拉完第一次后，再次按中、上、下的次序进行第二次张拉，张拉时加载速度不宜太快，达到第一次张拉应力值后，应使张拉设备稳定一段时间，在张拉系统的油压表读数无下滑趋势时再进行锁定。锚索的第二次张拉采用设计张拉应力的1.05~1.1倍进行张拉，最后按设计张拉应力的1.1倍进行锁定。每次张拉时，以张拉油压表读数为主，伸长值进行校核，当实际伸长值与理论值差别较大时，应暂停张拉，待查明原因并采取相应措施后方可进行张拉。
张拉结束后，用手提砂轮机切除多余钢绞线，外留长度5cm以上，用C30混凝土进行封锚，并保证封锚混凝土密实、平整。

三、机械设备（见表1）
表1 机具设备

序号
机具名称
规格
单位
台
备 注
1
钻机
XY-2PC
台
2

2
空压机

台
2

3
注浆泵

台
1

4
灰浆搅拌机

台
1

5
油泵
ZB4/500
台
2

6
千斤顶
YDC-250B
台
2

7
潜水泵

台
2

8
千分表

只
2

9
挤压机

台
2

10
砂轮切割机

台
1

11
手提砂轮机切割机

台
2

12
氧割设备

套
1

13
配电盘

个
3

14
小型电焊机

台
1

15
精密液压油压表

块
4

四、人员组织（表2）
表2 人员组织

序号
项 目
工 种
人数
备注
1
立柱支模、浇筑
挡土板预制、安装
工班长
1

2
电工
1

3
振捣工
4

4
配料员
3

5
电焊工
3

6
钢筋工
8

7
修理工
1

8
管架、模板工
9

9
力工
14

10
钻孔及锚索制作、安装
孔道压浆、锚索张拉
工班长
1

11
电工
1

12
钻机司机
5

13
电工
1

14
吊车司机
1

15
空压机司机
2

16
普工
8

17
电焊工
1

五、施工注意事项及控制要点
⑴ 在柱板墙施工前要进行统一的安全技术培训，施工人员进入现场要戴安全帽，操作人员遵守有关安全操作规程，施工过程中要明确分工，统一指挥。
⑵ 高空作业时要设置必要的防护措施，施工人员要佩戴安全带。
⑶ 注浆管要保证畅通，不得有堵塞现象，以免注浆液喷出伤人。
⑷ 张拉作业时，张拉现场应有明显标志，与该工作无关的人员严禁入内。张拉时千斤顶后面不得站人，以防预应力筋拉断或锚具弹出伤人。作业应有专人指挥负责，严禁碰撞预应力筋。
⑸ 柱板墙位置山坡体为坡积碎石土、亚粘土，抗冲刷能力低，在施工前做好各项工程的施工组织计划，尽量避免雨季对施工的影响。
⑹ 张拉及外锚头的施工在立柱混凝土施工完成后进行，在浇注立柱混凝土时要预先安装钢套管，锚索体从钢套管内穿过立柱混凝土和锚墩引出墙外；
⑺ 孔口安装钢套管（该钢套管实质为锚索体在孔口外的定位管）时务必保证与锚索孔方向一致。
⑻ 张拉完成后，切割锚具外露的钢绞线，从钢套管（定位管）上口对孔口以外部分的锚索体注浆封堵，凝固后再做外锚头防护。外锚头防护应注意外观美观，整体平顺。
六、结束语
针对本项目ZK582+407.4~ ZK582+469段预应力锚索柱板墙施工特点，克服了山体碎石土覆盖层较厚，土体松散，极易垮塌的不良因素，并为以后的滑坡治理工程积累了成功的经验。

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