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在施工中如何确保预应力锚固的安全性?
发布时间:2025-11-04 09:13:29| 浏览次数:

在预应力锚固法施工中,确保安全性需从‌材料质量、施工工艺、过程监控、后期维护‌四个环节构建全流程控制体系,具体措施如下:

一、材料质量与检验

  1. 锚索/锚杆材料

    • 钢绞线‌:需符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2014),强度级别≥1860MPa,延伸率≥3.5%,且表面无锈蚀、裂纹。

    • 检验方法‌:每批次抽检5%(不少于3根),进行拉伸试验(破断力≥设计值的1.1倍)和弯曲试验(弯曲半径≤10倍直径,无裂纹)。

    • 案例‌:某边坡工程因使用未检验钢绞线,导致张拉时3根锚索断裂,重新更换后通过验收。

  2. 注浆材料

    • 水泥‌:采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥,初凝时间≥45min,终凝时间≤10h。

    • 外加剂‌:速凝剂(如水玻璃)模数2.8-3.2,缓凝剂(如木质素磺酸钙)掺量0.3%-0.5%。

    • 检验方法‌:每200t水泥抽检一次,测试抗压强度(28d≥42.5MPa)和凝结时间;外加剂需验证与水泥的相容性(流动度损失≤10%)。

  3. 防腐材料

    • 环氧涂层‌:厚度≥200μm,附着力≥5MPa,耐盐雾试验≥1000h无起泡、脱落。

    • 不锈钢锚索‌:316L材质,耐氯离子腐蚀性(浓度≤8000mg/L时无点蚀)。

    • 检验方法‌:涂层厚度用磁性测厚仪检测,附着力用划格法测试;不锈钢需提供材质证明书。

二、施工工艺控制

  1. 钻孔与清孔

    • 钻孔精度‌:孔径偏差≤±5mm,孔深偏差≤+200mm(不得欠深),孔斜率≤1%(用测斜仪检测)。

    • 清孔标准‌:高压风(压力0.6-0.8MPa)吹洗≥3次,孔底沉渣厚度≤50mm(用测绳检测)。

    • 案例‌:某隧道工程因钻孔偏斜超标(2.5%),导致锚索无法张拉,重新钻孔后解决。

  2. 锚索安装与注浆

    • 锚索定位‌:用导向架固定锚索,确保锚索居中(偏心距≤10mm),自由段用PVC管保护(长度≥锚固段)。

    • 注浆工艺‌:采用二次注浆法,首次注浆(水灰比0.4-0.45)至孔口返浆,间隔24h后进行二次高压注浆(压力1.5-2.0MPa)。

    • 注浆量控制‌:理论注浆量=孔体积×1.2(考虑缩孔和损耗),实际注浆量偏差≤±10%。

  3. 张拉与锁定

    • 张拉顺序‌:分级张拉(0→0.1σcon→0.5σcon→1.0σcon→1.05σcon→锁定),每级持荷5min。

    • 张拉力控制‌:用压力传感器实时监测,误差≤±2%(如设计值1000kN,实际值980-1020kN)。

    • 锁定值‌:锁定荷载=设计值×0.8(避免超张拉导致锚具滑移)。

    • 案例‌:某边坡工程因张拉力超标(110%设计值),导致锚具滑移,重新张拉后锁定值调整为95%设计值。

三、过程监控与检测

  1. 应力监测

    • 仪器‌:振弦式锚索测力计(量程≥1.2倍设计值,精度±0.5%F.S.)。

    • 布设‌:每10根锚索布设1个测力计,监测周期为张拉后7d、14d、28d、90d。

    • 预警值‌:应力损失率>15%或应力增量>10%时,需补张拉或注浆加固。

    • 数据‌:某工程监测显示,张拉后28d应力损失率8%,符合规范要求。

  2. 位移监测

    • 仪器‌:全站仪(精度±1mm)或GPS(精度±3mm)。

    • 布设‌:边坡顶部和中部设监测点,间距20-30m。

    • 预警值‌:水平位移速率>2mm/d或累计位移>50mm时,需暂停施工并分析原因。

    • 案例‌:某隧道工程监测发现位移速率3mm/d,经检查为注浆不密实,补充注浆后位移稳定。

  3. 超声波检测

    • 目的‌:检测锚索长度和注浆密实度。

    • 方法‌:用超声波发射器在孔口发射信号,接收器在锚索自由段接收,通过波速(≥3500m/s)和振幅判断注浆质量。

    • 标准‌:注浆密实度≥90%,波速偏差≤±10%。

四、后期维护与应急预案

  1. 定期检查

    • 周期‌:每半年检查一次锚索外观(锈蚀、变形)、测力计读数和位移数据。

    • 处理‌:发现锚具松动时,重新拧紧螺母;发现锈蚀时,涂刷防腐漆。

  2. 应急加固

    • 补强锚索‌:在滑移区域增设锚索(间距1.5-2.0m)。

    • 注浆加固‌:对松动区域进行高压注浆(压力2.0-3.0MPa)。

    • 卸载处理‌:减少边坡顶部荷载(如移除堆载)。

    • 触发条件‌:监测数据超预警值或发生局部滑移时。

    • 措施‌:

    • 案例‌:某边坡工程因暴雨导致位移超标,通过增设5根锚索和注浆加固后稳定。

  3. 档案记录

    • 内容‌:施工日志、材料检验报告、张拉记录、监测数据、维护记录。

    • 保存‌:纸质档案保存≥10年,电子档案备份至云端。

五、典型工程安全控制案例

  • 某水电站坝体加固‌:

    • 安全措施‌:锚索材料采用316L不锈钢,注浆添加速凝剂(水玻璃模数3.0),张拉时用压力传感器实时监测。

    • 效果‌:施工期间无锚索断裂或滑移,运行5年应力损失率仅6%,位移量<5mm。

  • 某地铁隧道穿越软弱地层‌:

    • 安全措施‌:钻孔采用旋挖钻(振动<4mm/s),注浆分两次进行(首次水灰比0.4,二次压力1.8MPa)。

    • 效果‌:隧道收敛量从25mm降至3mm,地表沉降从40mm降至10mm,满足安全要求。

总结

确保预应力锚固安全性的核心在于:

  1. 材料严格检验‌(钢绞线、水泥、防腐材料);

  2. 施工精准控制‌(钻孔、注浆、张拉);

  3. 过程实时监测‌(应力、位移、超声波);

  4. 后期定期维护‌(检查、补强、应急)。
    通过以上措施,可有效降低锚索断裂、滑移、注浆不密实等风险,保障工程长期安全。



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