公路大橋維護工程地錨加固試驗方案

1、湖北省鄖縣漢江公路大橋維護工程地錨錨索加固基本試驗方案目 錄 1、試驗目的 2、試驗地點的選擇 3、錨索的設(shè)計技術(shù)參數(shù)4、錨固方案驗算5、錨索基本試驗的依據(jù)、方法及步驟5.1、錨索基本試驗的依據(jù)5.2、錨索基本試驗的方法及步驟 6、試驗結(jié)果整理7、試驗結(jié)果評定8、試驗前期準備9、試驗設(shè)備應放在5中，不需要單獨放一節(jié) 1、 試驗目的本次試驗針對湖北省鄖縣漢江公路大橋維護工程地錨橋臺施加有效、可靠的邊腹板豎向自錨預應力的加固設(shè)計理念，為減小加固的風險，為保證地錨加固施工的效果及驗證壓力型或拉力型錨索加固地錨橋臺的可行性，在施工之前對錨索加固的兩種壓力集中型及拉力集中型采用作兩組長為13.5m共6根

2、的基本試驗，以確定本場地對錨桿所能提供的極限抗拔力，以及錨索在使用過程中可能影響其預應力效果的因素，以便在正式施工前調(diào)整地錨加固設(shè)計及施工參數(shù)。 2、試驗地點的選擇根據(jù)湖北省鄖縣漢江公路大橋地錨橋臺的資料和設(shè)計圖紙，向業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理等單位匯報后，我部確定選擇在鄂東大橋樁基施工前打的試驗樁上進行試驗。3、錨固設(shè)計方案 試驗錨索的兩種方案如下：設(shè)計軸向拉力1276kn，極限抗拔力1822.8kn。壓力集中型錨固方案一：7根s15mm無粘結(jié)鋼絞線，下設(shè)置直徑100mm的p錨，鉆孔直徑120mm，底部擴孔呈錐形孔直徑140mm，擴孔長度200mm，錨固長度3m，鉆孔深度13.5m。拉力集中型錨固方案

3、二：7根s15mm鋼絞線，下設(shè)置直徑100mm的p錨，鉆孔直徑120mm，底部擴孔呈錐形孔直徑140mm，擴孔長度200mm，錨固長度3m，鉆孔深度13.5m。錨固形式應有圖示圖 固定端p型錨具構(gòu)造圖 千斤頂、錨固端及錨具為各錨固系統(tǒng)配套設(shè)施?？拱瘟秃擞嬎闳缦拢哄^固方案應符合巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程（cecs 22：2005）的關(guān)于錨索的設(shè)計的規(guī)定：1）根據(jù)錨索的設(shè)計規(guī)定及預應力筋的保護層厚度不小于20mm（永久錨桿），方案設(shè)置為帶pe套7s15mm鋼絞線及不帶pe套的7s15mm鋼絞線，鉆孔直徑選為120mm；2）單束鋼絞線的拉力設(shè)計值71860mpa140mm20.71276kn，比原設(shè)計

4、值略大；指什么？原設(shè)計沒有鋼絞線3）灌漿料采用潮濕類環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠，結(jié)構(gòu)膠抗壓強度115mpa；4）預應力錨索應滿足相應的防護構(gòu)造要求。4 錨固方案驗算1）錨固長度驗算（1）（2）式中：k錨索錨固抗拔安全系數(shù)，選取最大值，采用2.2；nt錨索或單元錨桿的軸向拉力設(shè)計值（kn），取1276kn；錨索錨固段長度（m）；fms注漿體與混凝土孔壁間的粘結(jié)強度標準值（kpa），選用環(huán)氧樹脂型注漿體，根據(jù)水電工程預應力錨固設(shè)計規(guī)范附錄a.2表圍巖類型圍巖抗壓強度mpa黏結(jié)強度cmpa黏土巖、粉砂巖5.01.21.6煤、頁巖、泥灰?guī)r、砂巖14.01.63.0砂巖、石灰?guī)r50.03.05.0花崗巖及各類似花崗巖的

5、火成巖100.05.07.0因我部試驗的樁基為c30混凝土，抗剪強度試驗值(fcvo)3.55 mpa，標準值(fcvk)2.85 mpa，設(shè)計值2.10 mpa，加固地錨橋臺為c40混凝土，抗剪強度試驗值(fcvo)4.30 mpa，標準值(fcvk)3.50 mpa，設(shè)計值2.60 mpa。綜合各方面因素，粘結(jié)強度標準值取值2.1mpa；fms錨固注漿體與筋體間的粘結(jié)強度標準值（kpa），取3.5mpa；d鋼筋或鋼絞線的直徑（mm），取15.24mm計算；d錨索錨固段的鉆孔直徑（mm），取120mm計算；界面粘結(jié)強度降低系數(shù)，取0.725；錨固長度對粘結(jié)強度的影響系數(shù)，取為0.8；n鋼筋或

6、鋼絞線根數(shù)。按錨固方案一考慮，根據(jù)規(guī)范計算錨固長度，各參數(shù)折中取值，取兩公式計算值中較大者：按式（1），2.73m按式（2），2.54m取較大值2.73m，按規(guī)范，錨固長度應小于8m，設(shè)計按3m，滿足受力和構(gòu)造要求。施錨桿最小自由長度最小為12.0m，大于5m，滿足構(gòu)造要求。按錨固方案二考慮，同樣滿足受力和構(gòu)造要求。經(jīng)過驗算，錨固長度滿足受力和構(gòu)造要求。2）錨桿截面面積驗算錨桿截面面積應按式（3）確定。（3）式中：錨桿桿體的抗拉安全系數(shù)，取為1.8；錨桿的軸向拉力設(shè)計值（kn）；鋼絞線的抗拉強度標準值（kpa）。按公式（3），最小鋼絞線面積應達到1234.8mm2，也就相當于9根15.24的鋼

7、絞線面積。公式（3）是基于巖土工程規(guī)范的，針對本工程環(huán)境，由于環(huán)境較好，施工質(zhì)量能保證，安全系數(shù)按可按橋梁工程的體內(nèi)預應力處理，采用7根15.24的鋼絞線，張拉控制應力為70%的材料強度。 5、錨桿基本試驗的依據(jù)、方法及步驟 5.1、錨索基本試驗的依據(jù)、 巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程(cecs22-2005)、 水電工程預應力錨固設(shè)計規(guī)范（dl/t5176-2003）、 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(gb50007-2002)、 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(jgj120-99) 5.2、錨索基本試驗的方法及步驟試驗步驟交待不夠清楚，應細化到：第一步做什么，第二步做什么，最好畫一工藝流程圖 參照有關(guān)的規(guī)范規(guī)程，錨索

8、的試驗方法與步驟如下：（1）根據(jù)設(shè)計基本試驗的荷載為1276kn，最大荷載應滿足不超過錨桿桿體極限承載力的0.8倍即1458.24kn。 據(jù)設(shè)計，基本試驗錨索由7s15mm鋼絞線組成。鋼絞線強度標準值：fyk=1860n/mm2s=nafyk0.8=71860140 0.8=1458.24kn (2)采用循環(huán)加荷方法進行試驗拉力用什么測試？若用千斤頂測試，配套的油表應提前送檢定單位標定。油表應選擇高精度的，試驗錨索參數(shù)及初始荷載、各級荷載及觀測時間見下表： 表1 錨索試驗參數(shù)錨桿編號錨索類型錨徑（mm）擴孔底部直徑/長度（mm）錨固長度(m)承載體間距(m)一組1#壓力集中型120140/20

9、0013.51有幾個承載體？一個承載體不存在間距問題2#壓力集中型120140/200013.513#壓力集中型120140/200013.51二組4#拉力集中型120140/200013.515#拉力集中型120140/200013.516#拉力集中型120140/200013.51表2 錨索試驗各級荷載及觀測時間初始荷載（kn）150第一循環(huán)（kn）150450150第二循環(huán)（kn）150450750450150第三循環(huán)（kn）1504507501050750450150第四循環(huán)（kn）150450750105012001050750450150第五循環(huán)（kn）15045075012001

10、3501200750450150第六循環(huán)（kn）150450750135014581350750450150觀測時間（min）5555105555(3)在樁頂面上套入一塊1000mm1000mm20mm的鋼墊板(中間留圓孔400mm)和兩塊500mm500mm200mm的鋼墊盒，上安放用槽鋼制作的反力鋼梁（反力鋼梁開中孔130mm并在上面相應墊2cm厚鋼墊板），鋼絞線穿過工作錨及千斤頂，并在千斤頂上安放工具錨及工作夾片，然后在樁頂面鋼絞線處安裝的基準梁，然后在基準梁上安置百分表測讀的位移即錨索的位移，百分表探頭設(shè)在用槽鋼制作的反力鋼梁上。具體如下圖： (4)每級加荷階段時要求均勻、緩慢、逐級施

11、加拉拔力，加荷速率不宜大于1kn/s，在每級加荷等級觀測時間內(nèi)測讀錨頭位移不少于3次。 （5）每級荷載的穩(wěn)定標準為連續(xù)2次百分表讀數(shù)的累計變位移增量不超過0.1mm，穩(wěn)定后即可加下一級荷載，否則延長觀測時間，直至錨頭位移增量在2h之內(nèi)小于2.0mm時，方可施加下一級荷載。 （6）錨索破壞標準，當出現(xiàn)下列情況之一時，認為錨索破壞可停止本根錨索的試驗。 后一級荷載產(chǎn)生的錨頭位移增量達到或超過前一級荷載產(chǎn)生的錨頭位移的2倍； 錨索拔升量持續(xù)增長，且在1小時時間范圍內(nèi)未出現(xiàn)穩(wěn)定跡象； 新增加的上拔力無法施加，或者施加后無法使上拔力保持穩(wěn)定； 錨頭總位移超過設(shè)計允許位移值； 錨索出現(xiàn)破壞，或者錨索被拔出

12、。 6、試驗結(jié)果整理 對鉆孔孔斜度測量統(tǒng)計，確定鉆孔精度； 試驗結(jié)果按循環(huán)荷載與對應的錨頭位移讀數(shù)列表整理； 繪制錨索荷載位移（q-s）曲線，以明顯的轉(zhuǎn)折點作為屈服拉力； 繪制錨索荷載彈性位移（q-se）、錨索荷載塑性位移（q-sp）曲線； 試驗結(jié)束后，對錨索試驗現(xiàn)場的破壞情況進行詳盡的描述和拍攝照片。7、試驗結(jié)果評定 錨索彈性變形不應小于自由段長度變形計算值的80，且不應大于自由段長度與1/2錨固段長度之和的彈性變形計算值； 錨索極限承載力取破壞荷載的前一級荷載，在最大試驗荷載下未達到規(guī)定的破壞荷載時，錨桿極限承載力取最大荷載； 參加統(tǒng)計的試驗錨索，當滿足其極差不超過平均值的30%時，可取其

13、平均值為錨索極限承載力。極差超過平均值的30%時，宜增加試驗量并分析離差過大的原因，且按95%的保證概率并結(jié)合工程情況計算錨索的極限承載力；8、試驗前期準備過程在鄂東大橋試驗樁上進行錨索安裝施工，施工設(shè)備的選擇應遵循輕便、實用的原則，按照設(shè)計要求與施工條件選擇機械的型號、功率和數(shù)量。主要的施工設(shè)備有：空氣壓縮機、潛孔沖擊鉆機、注漿機和張拉設(shè)備。具體工藝：鉆直孔底部擴倒錐形孔清孔并干燥安裝錨索，孔頂安裝反力鋼梁和鋼墊板孔底3米高度灌環(huán)氧樹脂安裝工作錨安裝千斤項及工具錨預張拉。（1）錨索制作錨索制作材料選用高強度、低松弛預應力鋼絞線。鋼絞線必須采用機械切割，不得采用焊接，不能有銹蝕、損壞現(xiàn)象。預應

14、力錨索采用7根s15mm無粘結(jié)鋼絞線及普通7根s15mm鋼絞線，下設(shè)置直徑100mm的p錨p錨稱呼是否準確？應有詳細的錨固圖示。在錨固段應安置隔離架和緊箍環(huán)，周邊均勻布置鋼絞線，捆扎牢固，以便增強錨索剛度。每隔1.01.5m設(shè)置一個對中隔離架或緊箍環(huán)，p錨、隔離環(huán)和緊箍環(huán)的數(shù)量和間距按設(shè)計要求布設(shè)，捆扎牢固。錨索制作完成后，應進行外觀檢驗，按鋼絞線的長度、規(guī)格進行編號，共制作6組錨索。嚴格按照設(shè)計鉆孔的深度和張拉需預留的長度下料，擠壓錨固件應與鋼板連接可靠。頂端錨頭為7孔工作錨，千斤頂上設(shè)置工具錨及工作夾片。錨索制作完成后應盡早使用,避免長期存放。裸露部分應用浸漬油脂的紙張或塑料布進行防潮處理

15、不得露天存放或受到機械損壞，避免焊渣濺落。錨索在安裝及運輸過程中，應細心操作，不得損傷錨索及其防護材料。隔離架必須捆扎牢固，鋼絞線不得有銹蝕、搭接、損壞、明顯彎曲、扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。（2）鉆孔 定位施工前應必須要將結(jié)構(gòu)面清理干凈，按設(shè)計測量放線，定出孔位和中心線，用小木樁做好標記，鉆孔孔位偏差要小于20mm，鉆孔位置標明后由現(xiàn)場負責人驗線。 成孔鉆孔采用ts-150型地質(zhì)鉆機成孔，以減少鉆孔時的振動，以保證不損傷結(jié)構(gòu)，并嚴格按照要求的錨索埋深和鉆孔直徑來控制鉆孔深度和大小。鉆孔時將鉆機移至所定樁位，使鉆機鉆頭對準孔位中心。采用120合金鉆頭，單管清水鉆進，鉆進時，必須詳細記錄孔位、孔深等情況，鉆進暫

16、?；蚪K孔時，孔口應加蓋保護。 垂直度保證措施為保證鉆孔垂直度，孔斜0.2，具體可采用bc-1型測斜儀或kxp-1測斜儀進行檢查，鉆機就位后必須對鉆機底盤進行調(diào)平，四角的水平誤差應控制在1mm以內(nèi)。調(diào)整水平度采用水準尺進行，并用水平尺檢查鉆桿的垂直度，其誤差應控制在0.5mm以內(nèi)，使鉆桿與鉆機底盤保持垂直。鉆進過程中，應該嚴格控制鉆進速度，不得高出鉆機本身標準鉆速的1%2%，采用勻速鉆進，以防止鉆孔彎曲和變徑,造成下錨困難，并隨時對垂直度進行測量，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整。鉆進達到設(shè)計深度之后，不能立即停鉆，必須在停止進尺的情況下，穩(wěn)鉆12min，防止孔底端部形成尖形，達不到設(shè)計的錨固直徑。（3）擴孔和

17、清孔鉆孔到規(guī)定的深度后，孔底用擴孔機具擴成140mm倒錐形孔，孔長200mm。擴孔完成后，采用特制的小孔徑深孔壓力清孔器進行清孔，將孔內(nèi)明水和渣子清除干凈，然后用空壓機干燥孔底。（4）錨索安裝安裝時先將p錨和錨索及對中隔離架按照要求進行裝配，用吊機將裝好p錨的錨索放入孔中，錨頭在下；安放索體時，應防止扭壓和彎曲，注漿管宜隨索體一同放入鉆孔，索體放入孔內(nèi)應與鉆孔角度保持一致；安放索體時，不得損傷pe護套，不得影響正常的注漿作業(yè)；下錨固段插入孔底的深度不應小于設(shè)計錨固深度的98%，錨索的最終下放深度與設(shè)計深度的誤差不得大于2 cm，錨索安放后，不得隨意敲擊。（5）灌膠為了使錨固更加安全有效，錨頭安

18、裝完畢后在錨索底部約3m長度范圍內(nèi)灌注環(huán)氧類樹脂。灌膠的深度由灌膠重量來控制，膠體固化之后采用卷尺來測量其深度。準備工作：a. 洗孔、清孔，用專用清孔器將孔中明水和沉渣吸干，并將孔壁吹干；b. 準確測量孔深；c. 將錨索底端約1m長的表面銹跡和氧化層清除；d. 按比例配置結(jié)構(gòu)膠；灌注a. 用jcz-2壓力注膠灌注，灌注壓力控制在0.5-0.8mpa；b. 開始灌注時應將灌注管內(nèi)的出膠端放入孔的底部，隨灌注的進行每隔五分鐘將灌注管向上提15cm，直至注膠器中的膠水全部灌注完畢；檢查待結(jié)構(gòu)膠凝固后用測深尺檢查孔深，與灌注前比較。有效灌膠深度大于3m。（6）預應力張拉環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠達到強度后，嚴格按照試驗要求中的張拉循環(huán)次數(shù)及加荷等級進行張拉。且錨索張拉前必須整平承壓支撐物的表