公路大橋維護(hù)工程地錨加固試驗(yàn)方案

1、湖北省鄖縣漢江公路大橋維護(hù)工程地錨錨索加固基本試驗(yàn)方案目 錄 1、試驗(yàn)?zāi)康?2、試驗(yàn)地點(diǎn)的選擇 3、錨索的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)4、錨固方案驗(yàn)算5、錨索基本試驗(yàn)的依據(jù)、方法及步驟5.1、錨索基本試驗(yàn)的依據(jù)5.2、錨索基本試驗(yàn)的方法及步驟 6、試驗(yàn)結(jié)果整理7、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定8、試驗(yàn)前期準(zhǔn)備9、試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)放在5中，不需要單獨(dú)放一節(jié) 1、 試驗(yàn)?zāi)康谋敬卧囼?yàn)針對(duì)湖北省鄖縣漢江公路大橋維護(hù)工程地錨橋臺(tái)施加有效、可靠的邊腹板豎向自錨預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)理念，為減小加固的風(fēng)險(xiǎn)，為保證地錨加固施工的效果及驗(yàn)證壓力型或拉力型錨索加固地錨橋臺(tái)的可行性，在施工之前對(duì)錨索加固的兩種壓力集中型及拉力集中型采用作兩組長(zhǎng)為13.5m共6根

2、的基本試驗(yàn)，以確定本場(chǎng)地對(duì)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(yù)應(yīng)力效果的因素，以便在正式施工前調(diào)整地錨加固設(shè)計(jì)及施工參數(shù)。 2、試驗(yàn)地點(diǎn)的選擇根據(jù)湖北省鄖縣漢江公路大橋地錨橋臺(tái)的資料和設(shè)計(jì)圖紙，向業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位匯報(bào)后，我部確定選擇在鄂東大橋樁基施工前打的試驗(yàn)樁上進(jìn)行試驗(yàn)。3、錨固設(shè)計(jì)方案 試驗(yàn)錨索的兩種方案如下：設(shè)計(jì)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(wú)粘結(jié)鋼絞線，下設(shè)置直徑100mm的p錨，鉆孔直徑120mm，底部擴(kuò)孔呈錐形孔直徑140mm，擴(kuò)孔長(zhǎng)度200mm，錨固長(zhǎng)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(kuò)孔呈錐形孔直徑140mm，擴(kuò)孔長(zhǎng)度200mm，錨固長(zhǎng)度3m，鉆孔深度13.5m。錨固形式應(yīng)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?fù)核計(jì)算如下：錨固方案應(yīng)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(jì)的規(guī)定：1）根據(jù)錨索的設(shè)計(jì)規(guī)定及預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)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(jì)值71860mpa140mm20.71276kn，比原設(shè)計(jì)

4、值略大；指什么？原設(shè)計(jì)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(qiáng)度115mpa；4）預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)滿足相應(yīng)的防護(hù)構(gòu)造要求。4 錨固方案驗(yàn)算1）錨固長(zhǎng)度驗(yàn)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(jì)值（kn），取1276kn；錨索錨固段長(zhǎng)度（m）；fms注漿體與混凝土孔壁間的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kpa），選用環(huán)氧樹脂型注漿體，根據(jù)水電工程預(yù)應(yīng)力錨固設(shè)計(jì)規(guī)范附錄a.2表圍巖類型圍巖抗壓強(qiáng)度mpa黏結(jié)強(qiáng)度cmpa黏土巖、粉砂巖5.01.21.6煤、頁(yè)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(yàn)的樁基為c30混凝土，抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)值(fcvo)3.55 mpa，標(biāo)準(zhǔn)值(fcvk)2.85 mpa，設(shè)計(jì)值2.10 mpa，加固地錨橋臺(tái)為c40混凝土，抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)值(fcvo)4.30 mpa，標(biāo)準(zhǔn)值(fcvk)3.50 mpa，設(shè)計(jì)值2.60 mpa。綜合各方面因素，粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取值2.1mpa；fms錨固注漿體與筋體間的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kpa），取3.5mpa；d鋼筋或鋼絞線的直徑（mm），取15.24mm計(jì)算；d錨索錨固段的鉆孔直徑（mm），取120mm計(jì)算；界面粘結(jié)強(qiáng)度降低系數(shù)，取0.725；錨固長(zhǎng)度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)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(jì)算錨固長(zhǎng)度，各參數(shù)折中取值，取兩公式計(jì)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(zhǎng)度應(yīng)小于8m，設(shè)計(jì)按3m，滿足受力和構(gòu)造要求。施錨桿最小自由長(zhǎng)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(yàn)算，錨固長(zhǎng)度滿足受力和構(gòu)造要求。2）錨桿截面面積驗(yàn)算錨桿截面面積應(yīng)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(jì)值（kn）；鋼絞線的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kpa）。按公式（3），最小鋼絞線面積應(yīng)達(dá)到1234.8mm2，也就相當(dāng)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(duì)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(yù)應(yīng)力處理，采用7根15.24的鋼絞線，張拉控制應(yīng)力為70%的材料強(qiáng)度。 5、錨桿基本試驗(yàn)的依據(jù)、方法及步驟 5.1、錨索基本試驗(yàn)的依據(jù)、 巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程(cecs22-2005)、 水電工程預(yù)應(yīng)力錨固設(shè)計(jì)規(guī)范（dl/t5176-2003）、 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50007-2002)、 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(jgj120-99) 5.2、錨索基本試驗(yàn)的方法及步驟試驗(yàn)步驟交待不夠清楚，應(yīng)細(xì)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(yàn)方法與步驟如下：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)基本試驗(yàn)的荷載為1276kn，最大荷載應(yīng)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(jì)，基本試驗(yàn)錨索由7s15mm鋼絞線組成。鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fyk=1860n/mm2s=nafyk0.8=71860140 0.8=1458.24kn (2)采用循環(huán)加荷方法進(jìn)行試驗(yàn)拉力用什么測(cè)試？若用千斤頂測(cè)試，配套的油表應(yīng)提前送檢定單位標(biāo)定。油表應(yīng)選擇高精度的，試驗(yàn)錨索參數(shù)及初始荷載、各級(jí)荷載及觀測(cè)時(shí)間見下表： 表1 錨索試驗(yàn)參數(shù)錨桿編號(hào)錨索類型錨徑（mm）擴(kuò)孔底部直徑/長(zhǎng)度（mm）錨固長(zhǎng)度(m)承載體間距(m)一組1#壓力集中型120140/20

9、0013.51有幾個(gè)承載體？一個(gè)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(yàn)各級(jí)荷載及觀測(cè)時(shí)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(cè)時(shí)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(yīng)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(zhǔn)梁，然后在基準(zhǔn)梁上安置百分表測(cè)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(jí)加荷階段時(shí)要求均勻、緩慢、逐級(jí)施

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

12、。 6、試驗(yàn)結(jié)果整理 對(duì)鉆孔孔斜度測(cè)量統(tǒng)計(jì)，確定鉆孔精度； 試驗(yàn)結(jié)果按循環(huán)荷載與對(duì)應(yīng)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(diǎn)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(yàn)結(jié)束后，對(duì)錨索試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的破壞情況進(jìn)行詳盡的描述和拍攝照片。7、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定 錨索彈性變形不應(yīng)小于自由段長(zhǎng)度變形計(jì)算值的80，且不應(yīng)大于自由段長(zhǎng)度與1/2錨固段長(zhǎng)度之和的彈性變形計(jì)算值； 錨索極限承載力取破壞荷載的前一級(jí)荷載，在最大試驗(yàn)荷載下未達(dá)到規(guī)定的破壞荷載時(shí)，錨桿極限承載力取最大荷載； 參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)錨索，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時(shí)，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(shí)，宜增加試驗(yàn)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(jì)算錨索的極限承載力；8、試驗(yàn)前期準(zhǔn)備過程在鄂東大橋試驗(yàn)樁上進(jìn)行錨索安裝施工，施工設(shè)備的選擇應(yīng)遵循輕便、實(shí)用的原則，按照設(shè)計(jì)要求與施工條件選擇機(jī)械的型號(hào)、功率和數(shù)量。主要的施工設(shè)備有：空氣壓縮機(jī)、潛孔沖擊鉆機(jī)、注漿機(jī)和張拉設(shè)備。具體工藝：鉆直孔底部擴(kuò)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(xiàng)及工具錨預(yù)張拉。（1）錨索制作錨索制作材料選用高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線。鋼絞線必須采用機(jī)械切割，不得采用焊接，不能有銹蝕、損壞現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)

14、力錨索采用7根s15mm無(wú)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(zhǔn)確？應(yīng)有詳細(xì)的錨固圖示。在錨固段應(yīng)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(qiáng)錨索剛度。每隔1.01.5m設(shè)置一個(gè)對(duì)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(jì)要求布設(shè)，捆扎牢固。錨索制作完成后，應(yīng)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，按鋼絞線的長(zhǎng)度、規(guī)格進(jìn)行編號(hào)，共制作6組錨索。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)鉆孔的深度和張拉需預(yù)留的長(zhǎng)度下料，擠壓錨固件應(yīng)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(yīng)盡早使用,避免長(zhǎng)期存放。裸露部分應(yīng)用浸漬油脂的紙張或塑料布進(jìn)行防潮處理

15、不得露天存放或受到機(jī)械損壞，避免焊渣濺落。錨索在安裝及運(yùn)輸過程中，應(yīng)細(xì)心操作，不得損傷錨索及其防護(hù)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(yīng)必須要將結(jié)構(gòu)面清理干凈，按設(shè)計(jì)測(cè)量放線，定出孔位和中心線，用小木樁做好標(biāo)記，鉆孔孔位偏差要小于20mm，鉆孔位置標(biāo)明后由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人驗(yàn)線。 成孔鉆孔采用ts-150型地質(zhì)鉆機(jī)成孔，以減少鉆孔時(shí)的振動(dòng)，以保證不損傷結(jié)構(gòu)，并嚴(yán)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(shí)將鉆機(jī)移至所定樁位，使鉆機(jī)鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心。采用120合金鉆頭，單管清水鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)，必須詳細(xì)記錄孔位、孔深等情況，鉆進(jìn)暫

16、?；蚪K孔時(shí)，孔口應(yīng)加蓋保護(hù)。 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(cè)斜儀或kxp-1測(cè)斜儀進(jìn)行檢查，鉆機(jī)就位后必須對(duì)鉆機(jī)底盤進(jìn)行調(diào)平，四角的水平誤差應(yīng)控制在1mm以內(nèi)。調(diào)整水平度采用水準(zhǔn)尺進(jìn)行，并用水平尺檢查鉆桿的垂直度，其誤差應(yīng)控制在0.5mm以內(nèi)，使鉆桿與鉆機(jī)底盤保持垂直。鉆進(jìn)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，不得高出鉆機(jī)本身標(biāo)準(zhǔn)鉆速的1%2%，采用勻速鉆進(jìn)，以防止鉆孔彎曲和變徑,造成下錨困難，并隨時(shí)對(duì)垂直度進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整。鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，不能立即停鉆，必須在停止進(jìn)尺的情況下，穩(wěn)鉆12min，防止孔底端部形成尖形，達(dá)不到設(shè)計(jì)的錨固直徑。（3）擴(kuò)孔和

17、清孔鉆孔到規(guī)定的深度后，孔底用擴(kuò)孔機(jī)具擴(kuò)成140mm倒錐形孔，孔長(zhǎng)200mm。擴(kuò)孔完成后，采用特制的小孔徑深孔壓力清孔器進(jìn)行清孔，將孔內(nèi)明水和渣子清除干凈，然后用空壓機(jī)干燥孔底。（4）錨索安裝安裝時(shí)先將p錨和錨索及對(duì)中隔離架按照要求進(jìn)行裝配，用吊機(jī)將裝好p錨的錨索放入孔中，錨頭在下；安放索體時(shí)，應(yīng)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(yīng)與鉆孔角度保持一致；安放索體時(shí)，不得損傷pe護(hù)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(yīng)小于設(shè)計(jì)錨固深度的98%，錨索的最終下放深度與設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(cè)量其深度。準(zhǔn)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(zhǔn)確測(cè)量孔深；c. 將錨索底端約1m長(zhǎng)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(shí)應(yīng)將灌注管內(nèi)的出膠端放入孔的底部，隨灌注的進(jìn)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(cè)深尺檢查孔深，與灌注前比較。有效灌膠深度大于3m。（6）預(yù)應(yīng)力張拉環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠達(dá)到強(qiáng)度后，嚴(yán)格按照試驗(yàn)要求中的張拉循環(huán)次數(shù)及加荷等級(jí)進(jìn)行張拉。且錨索張拉前必須整平承壓支撐物的表