预应力锚索张拉及封锚

预应力锚索施工作业指导书

预应力锚索是通过外端固定于基面，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定。

1适用范围

适用于城市轨道交通车站预应力锚索施工。一般用于车站标准段的内支撑系统，内锚头锚入稳定岩体，外锚头则安装在基坑开挖面，通过施加预应力来保证车站基坑及围护结构的稳定。

2作业准备

1.施工前准备

1）场地准备

预应力锚索施工需准备好钢绞线堆放、加工场地和水泥、砂石料堆放场地以及砂浆拌合场地，其中钢绞线堆放场地需要硬化并做好防雨防潮措施。

2）给排水和供电设备

根据施工规模及设备配置情况，计算和确定工地所需的供电量，并考虑生活照明等，设置变压器及配电系统；设计施工供水的水源及给水管系统，保证预应力锚索的施工用水。

2.机械设备

根椐工程项目工期和车站所处的地质情况的特点，结合单位的设备情况来配备。

1）预应力张拉设备

根据现场实际情况，配备满足工期及施工要求的预应力张拉设备X套。每套预应力张拉设备包括满足施工要求的千斤顶1个、油泵1台、压力表2块及配套的锚具。

2）钻孔、注浆设备

配备空压机X台、钻孔机X台、砂浆注浆机X台，具体数量根据现场实际需要确定。 3）其他设备

配备台式砂轮切割机X台、手持式砂轮切割机X台、砂浆搅拌机X台，具体数量根据现场实际需要确定。

3. 施工材料的调查及试验

工地试验室已对进场的材料进行检验，合格后方可使用，严格保证施工中进场的原材料符合质量要求。开工前将有关资料报监理和业主。

3施工程序及工艺流程

预应力锚索施工程序及流程详见下图。

图5.2.2.1 预应力锚索施工工艺流程图

4施工作业内容

1.锚孔测放

基坑施工边挖边加固，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。根据设计图纸要求，将锚孔位置准确测放在开挖面上，孔位误差水平方向不得超过100mm，垂直方向不得超过50mm。底部偏斜误差不得超过锚索长度的3%。

4.5.1 张拉准备

张拉前充分做好准备工作，其内容包括：

1 张拉作业平台的搭设。搭设平台要绑扎牢固、影响张拉的排架杆件要移除、手动葫芦移动千斤顶的杆（扣）件要加固牢靠。

2 张拉时的工机具。包括压力表、千斤顶、限位板、油泵、游标卡尺、工具锚、扳手、手锤等等张拉时必须的工机具齐全、完好情况。

3 张拉中的各种合格证、文件等。包括锚夹具合格证、张拉机具已配套标定的证明文件等。

4 各级张拉时千斤顶相对应压力表读数计算。根据已配套标定的证明文件，千斤顶与油表之间关系方程为（校验日期2010年3月12日）：

P=0.0221F-1.33 （2）

R2=0.9999 （3）

式中：P—油表读数,MPa；

F—压力机读数,kN。

5 钢绞线理论伸长值的计算。预应力锚索张拉理论伸长值按下式计算:

△L=PL/EA （4）

式中:△L—理论伸长值,mm；

L—张拉段长,m；

F—张拉力,kN；

E—钢绞线弹性模量,MPa；

A—绞线截面积,mm2。

4.5.2 张拉实施

张拉前检查油泵及锚具的安装情况，手动葫芦不能拉的过紧，避免千斤顶与锚垫板紧贴不密。夹片安装要平整，由于锚具摩阻不同或锚具安装工艺上的问题，致使夹片在张拉过程中不能平齐跟进，出现错牙。这时夹片对钢绞线的咬合面积及咬合力减小，致使锚索的张拉效果受到一定的影响，所以锚索张拉中夹片安装时要注意错牙不能过大。

张拉机具安装到位后可进行张拉，根据率定报告中的数值计算出与锚索各级张拉力相对应的压力表度数，通过控制油泵压力表度数实现千斤顶对锚索的各级张拉力。预紧张拉和整束张拉中的千斤顶和压力表必须按率定报告配套使用。单根张拉使用YCW20穿心式千斤顶，预紧力为0.05σcon（δcon为设计张拉吨位），使各根钢绞线初始应力均匀，顺序按照先中间后周边、对称均衡的原则，预紧过程中特别注意不可遗漏，钢绞线全部预紧完后，即可进行整束张拉。整束张拉采用YCW250G千斤顶及ZB4－500型电动油泵。整束张拉按0-0.25δcon-0.5δcon-0.75δcon-1.0δcon-1.1δcon分级加载方式进行，张拉达到分级张拉吨位时，持荷稳定3min，达到设计吨位的110%时，持荷稳定20min，后锁定。在锚索张拉过程中为了检验张拉作业是否正常，采取以张拉力为主、伸长值校核的双控操作方法。张拉控制荷载以压力表读数和测力计显示为主，记录张拉各级加载稳压前后钢绞线伸长值，并根据钢绞线理论伸长值进行校核验算，量测钢绞线伸长值和回缩值，若实测值大于理论伸长值的10%或小于5%时，停止张拉，查明原因后在进行张拉。锁定后在钢绞线夹具摩擦产生的痕迹处用游标卡尺量测长度，封锚前再次进行量测，若应力下降到设计吨位以下时，进行补偿张拉。表2为部分锚索张拉值。

锚索施工工艺

一、锚索施工工艺流程

1、锚索施工工艺流程

钻孔锚索体安装一次注浆钢垫板安装钢架安装锚索张拉补浆封锚

2、操作要点

（1）钻孔

钻孔前，根据设计要求，定出孔位，做出标记。结合锚索长度、钻机高度和孔口高程算出孔深。

根据地质情况选择合适的钻机和钻头，进行成孔。成孔深度应大于锚索设计长度0.5～1.0m。

成孔后，应冲洗干净并保持干燥。

（2）锚索体安装

按设计要求制作好锚索体，清理干净索体表面的油污、铁屑等。

将锚索体缓缓送入孔内，直至锚索顶住钢垫板（或定位环），此时锚索体露出岩面约10～15cm。 （3）一次注浆

将注浆管插入距孔口0.3～0.5m处，随即将准备好的水泥浆注入管内，待从孔口溢出水泥浆时停止注浆。

拔出注浆管，迅速将止浆塞或速凝水泥球推入孔内，封闭注浆口，使浆液在孔内自行凝固。

（4）钢垫板安装

在钢垫板中心位置钻一个比钢绞线直径略小的孔，以便穿钢绞线。钢垫板应与锚索体轴线垂直。

在锚索体和钢垫板之间放置一个隔离架（隔离架的孔道应与钢绞线对中），然后将钢绞线插入隔离架孔道内。

（5）钢架安装

将钢架按设计要求放置在锚孔口周围，使钢绞线与钢架中心大致在同一铅垂线上。钢架底面与岩面间隙用水泥砂浆封闭。

钢架顶面外露长度应满足张拉和保护要求。

（6）锚索张拉 待一次注浆体强度达到设计值的80%后，进行锚索张拉。

张拉前应先在自由段预张拉一次，使锚索体各部位紧密接触岩面和增强抵抗弯曲的能力。

按照设计的张拉力和顺序进行分级张拉；当一次张拉达设计荷载的50%时，应持荷稳定10～15min；当一次张拉达设计荷载时，应持荷稳定15～30min。然后进行锁定。

（7）补浆封锚

根据注浆设备情况、锚索长度等因素选择合理的补浆方法。当选用二次补浆时，第一次补浆一般应在张拉完毕后立即进行，第二次补浆应在第一次补浆后72h内完成。当采用速凝水泥球封闭时，应在锚索张拉锁定并回缩后进行二次补浆。

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XXX工程

预应力锚索张拉计算书

计算人：

审核人：

审批人：

XXXXXX项目经理部 2

概述

压力分散型锚索的施工工序主要包括：施工准备→锚孔钻造→锚筋制安→锚孔注浆→框架梁施工→锚索张拉锁定→锚孔封锚。其中最重要的一个环节就是锚索张拉锁定。锚索的张拉锁定工序可分为差异荷载增量和理论伸长量的计算及现场超张拉、锁定工作。

一、 计算公式简介

因压力分散型锚索各单元长度长短不一，故必须先计算各单元差异伸长量和差异荷载增量，其计算公式如下：

差异伸长量：

ΔL1-2=ΔL1-ΔL2, ΔL2-3=ΔL2-ΔL3

ΔL1=（σ/E）*L1, ΔL2=（σ/E*）L2, ΔL3=（σ/E）*L3,

σ=P/A

差异荷载增量：

ΔP1=(E*A*ΔL1-2/L1)*2

ΔP2=[(E*A*ΔL2-3/L2)+ (E*A*ΔL2-3/L1)]*2

其中：L1,L2,L3---分别为第一、二、三单元锚索的长度，且L1＞L2＞L3；

ΔL1, ΔL2, ΔL3---各单元锚索在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的伸长量；

ΔL1-2，ΔL2-3---各单元锚索在给定最终张拉（设计锁定） 3 荷载作用下的差异伸长量；

σ---给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下钢绞线束应力；

P---给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下单根钢绞线束荷载；

A---单根钢绞线束的截面面积；

E---钢绞线的弹性模量；

ΔP1，ΔP2---分布差异张拉之第一、第二步级张拉荷载增量。

锚索张拉时的实际伸长值ΔL(mm)为：

ΔL=ΔL1+ΔL2

ΔL---锚索实际伸长值(mm)

ΔL1---从初应力至最大张拉力间的实测伸长值(mm)；

ΔL2---初应力以下的推算伸长值(mm)，可采用相邻级的伸长值。

4 二、 26米预应力锚索张拉（4孔6索）计算：

1、 已知条件：锚索长:26m, 锚固长:10m