一种预应力锚索施工方法与流程

1.本发明涉及锚索施工技术领域，具体而言，涉及一种预应力锚索施工方法。


背景技术：

2.预应力锚索是指采取预应力方法把锚索锚固在岩体内部的索状支架，用于加固边坡。锚索靠锚头通过岩体软弱结构面的孔锚入岩体内，把滑体与稳固岩层联在一起，从而改变边坡岩体的应力状态，提高边坡不稳定岩体的整体性和强度。预应力锚索施工时，需专门的拉紧装置和机具。
3.对于强透水的底层，锚索成孔难度较大，涌水量大，会造成锚索质量下降。同时，涌水带砂会造成周边地面沉降严重，甚至会造成局部塌陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种预应力锚索施工方法，能够降低锚孔涌水量，保证锚索质量，以解决上述背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种预应力锚索施工方法，包括：锚索制作步骤：锚索穿设有第一注浆管、二次注浆管和双液注浆管；
7.锚索孔定位步骤：按施工图设计要求的标高和水平间距，在挖好并经修整后的深基坑壁上定出锚索孔的孔位并做好标记；
8.套管成孔步骤：用锚固钻机进行套管成孔，以施工出锚索孔，套管对锚索孔形成支护；
9.锚索下放步骤：将锚索下方至锚索孔中；
10.一次注浆步骤：安装好锚索后，通过一次注浆管进行注浆；
11.套管取出步骤：通过锚固钻机将套管从锚索孔中取出；
12.二次注浆步骤：通过二次注浆管进行高压劈裂注浆，以将一次注浆与锚索孔之间的缝隙注满浆液；
13.双液注浆步骤：通过双液注浆管对锚索孔靠近端口的部位进行双液注浆；
14.锚索张拉步骤：待浆液强度达到设计要求时，进行锚索张拉。
15.优选地，在锚索制作步骤之后及在锚索下放步骤之前，在锚索靠近锚索孔开口处的钢绞线缠绕填充棉型织物。
16.优选地，套管成孔步骤中：
17.采用套筒跟进水冲法作业，锚固钻机内配置高压泵及可冲击钻头，土壤在高压水冲击及钻头推进力的作用下冲散形成锚索孔，泥浆及水沿套筒周边涌出，反复冲击，形成扩大头锚索孔。
18.优选地，一次注浆步骤包括：
19.浆液规格采用灰砂比范围为0.5至1.0、水灰比范围为0.38至0.45的水泥砂浆，水
泥采用42.5号普通硅酸盐水泥；灌浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆，注浆压力为0.5mpa。
20.优选地，二次注浆步骤包括：浆液规格采用水灰比为0.45～0.5的纯水泥浆；灌浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆，注浆压力控制在0.5-1.5mpa，注浆完毕后浆液距离锚索孔端口处3米至4米。
21.优选地，双液注浆步骤包括：
22.将水玻璃与氯化钙溶液交替注入锚索孔中，水玻璃与氯化钙溶液反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，以将锚索孔填充。
23.优选地，在锚索张拉步骤中，锚索的预张拉在预设锁定值荷载持荷不小于15min，以保证锚索的自由段的充分伸展。
24.优选地，双液注浆步骤与锚索张拉步骤之间还设置有预张拉步骤，预张拉步骤包括：
25.对锚索进行预张拉2次，张拉力为设计荷载的0.1至0.2倍，以保证锚索各部位接触紧密、杆体平直，消除杆体的隐蔽变形量；拉直后再进行张拉时，其变形量起点以此状态为零点起记。
26.优选地，锚索张拉步骤之后还设置有张拉补偿步骤，张拉补偿步骤为：锚索锁定后，发现有预应力损失，应进行张拉补偿。
27.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
28.本发明提供了一种预应力锚索施工方法，包括依次设置的锚索制作步骤、锚索孔定位步骤、套管成孔步骤、锚索下放步骤、一次注浆步骤、套管取出步骤、二次注浆步骤、双液注浆步骤和锚索张拉步骤。
29.通过增加套管成孔步骤，在锚索孔内设置套管以形成支护，提高富含地下水的软弱地层边坡的预应力锚索支护效果。一次注浆步骤完成后，将套管取出，并进行第二次高压注浆，以将一次注浆的浆液与锚索孔之间的间隙填充，使锚索能锚固牢固。通过增加双液注浆步骤，以将锚索孔端口周围的土壤进行胶结并将间隙进行填充，使土壤的强度和承载能力提高，保证了锚固效果。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.图1为本发明实施例中锚索结构示意图；
32.图2为本发明实施例中锚索截面示意图；
33.图3为本发明实施例预应力锚索施工方法流程图。
34.图标：1-承压板；2-锚垫板；3-钢绞线；4-挤压锚；5-锚具；6-一次注浆管；7-二次注浆管；8-双液注浆管；9-棉型织物。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.实施例1
42.参照图1-图3。
43.本实施例提供一种预应力锚索施工方法，具体包括：
44.s1，锚索制作步骤：预应力锚索包括承压板1、锚垫板2和三根钢绞线3，三根钢绞线3的两端分别穿过承压板1和锚垫板2设置，钢绞线3穿过承压板1的端部设置有挤压锚4，钢绞线3穿过锚垫板2的一端设置有锚具5，钢绞线3之间设置有一次注浆管6、二次注浆管7并附加设置有两根双液注浆管8。双液注浆管8的出浆口距离锚垫板2处2.5米。
45.s1-1：在所锚索靠近锚索孔开口处的钢绞线3缠绕填充棉型织物9。
46.棉型织物9的作用为注浆但不止水。当后续进行双液注浆步骤时，水玻璃与氯化钙溶液注满锚索孔后可穿过棉型织物9并溢出，方便施工人员对注浆进程进行判断。
47.s2，锚索孔定位步骤：按施工图设计要求的标高和水平间距，在挖好并经修整后的深基坑壁上定出锚索孔的孔位并做好标记。
48.s3，套管成孔步骤：本实施例采用hdl-300型顶驱钻机作为锚固钻机，通过上述锚固钻机进行套管成孔，以施工出锚索孔，套管对锚索孔形成支护。
49.详细地，套管成孔步骤包括钻机就位、成孔和清孔三个步骤。测量放点后，调整调整钻机的位置和角度。钻进采用套筒跟进水冲法作业，锚固钻机内配置高压泵及可冲击钻头，土壤在高压水冲击及钻头推进力的作用下冲散形成锚索孔，泥浆及水沿套筒周边涌出，反复冲击，形成扩大头锚索，能更有力的保证锚索的支撑作用。该方式使锚索孔被套筒保护，对于强透水的地层，通过套管成孔的方式将地层中的水与锚索孔内部隔离，同时套筒对锚索孔周边的软弱地层形成一个支护体系，保证了成孔的质量。套筒可以选用钢套筒，也可以是其他材料的套筒。
50.s4，将锚索下方至锚索孔中。
51.s5，一次注浆步骤：安装好锚索后，通过一次注浆管6进行注浆。
52.详细地，第一注浆采用灰砂比0.5、水灰比为0.38的水泥砂浆，水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥；灌浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆，注浆压力为0.5mpa。一次注浆步骤完成后，静止6小时，待浆液部分凝固。
53.s6，套管取出步骤：通过上述hdl-300型顶驱钻机将套管从锚索孔中取出。
54.s7，二次注浆步骤：通过二次注浆管7进行高压劈裂注浆，以将一次注浆与锚索孔之间的缝隙注满浆液。
55.详细地，二次注浆步骤所用的浆液规格采用水灰比为0.45的纯水泥浆；灌浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆，注浆压力控制在1.5mpa，注浆完毕后浆液距离锚索孔端口处3米。
56.二次注浆步骤目的在于使第一次注浆体被劈裂，浆液在高压下被压入锚索孔内壁的土体中，使锚索能牢固地锚固在土层中。浆液在高压下充分将锚固体与土层间的空隙填充，增强锚固体与土体之间的锚固效果，从而使锚索能更牢固地锚固在土层中。
57.s8，双液注浆步骤：通过双液注浆管8对锚索孔靠近端口的部位进行双液注浆。
58.详细地，采用型号为zksy90-125的双缸双液注浆机进行双液注浆。将水玻璃与氯化钙溶液通过两根双液注浆管8交替注入锚索孔中，水玻璃与氯化钙溶液反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，直至锚索孔口返水泥浆为止，以将锚索孔填充。
59.通过在锚索孔孔口处3米距离范围内注入水玻璃与氯化钙溶液，使两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高，也能方式地层内的水从浆液与注浆孔之间的缝隙中溢出。
60.s9-1，预张拉步骤：对锚索进行预张拉2次，张拉力为设计荷载的0.1，以保证锚索各部位接触紧密、杆体平直，消除杆体的隐蔽变形量；拉直后再进行张拉时，其变形量起点以此状态为零点起记。
61.张拉前，张拉设备必须配套标定，张拉采用液压千斤顶。安放千斤顶时，使锚具5底座顶面与钻孔轴线垂直，以确保锚索张拉时千斤顶出力与锚索在同一轴线上。
62.s9，待浆液强度达到设计要求时，进行锚索张拉。锚索的预张拉在预设锁定值荷载持荷16分钟，以保证锚索的自由段的充分伸展。
63.s9-2，张拉补偿步骤，锚索锁定后，若发现有预应力损失，需要进行张拉补偿。
64.实施例2
65.参照图1-图3。
66.本实施例提供一种预应力锚索施工方法，与实施例1的方案基本相同，区别点在于
参数略有不同，具体包括：
67.s1，锚索制作步骤：预应力锚索包括承压板1、锚垫板2和钢绞线3，钢绞线3由附图2中的三根增加至六根，六根钢绞线3的两端分别穿过承压板1和锚垫板2设置，钢绞线3穿过承压板1的端部设置有挤压锚4，钢绞线3穿过锚垫板2的一端设置有锚具5，钢绞线3之间设置有一次注浆管6、二次注浆管7并附加设置有两根双液注浆管8。双液注浆管8的出浆口距离锚垫板2处3.5米。
68.s1-1：在所锚索靠近锚索孔开口处的钢绞线3缠绕填充棉型织物9。
69.棉型织物9的作用为注浆但不止水。当后续进行双液注浆步骤时，水玻璃与氯化钙溶液注满锚索孔后可穿过棉型织物9并溢出，方便施工人员对注浆进程进行判断。
70.s2，锚索孔定位步骤：按施工图设计要求的标高和水平间距，在挖好并经修整后的深基坑壁上定出锚索孔的孔位并做好标记。
71.s3，套管成孔步骤：本实施例采用hdl-300型顶驱钻机作为锚固钻机，通过上述锚固钻机进行套管成孔，以施工出锚索孔，套管对锚索孔形成支护。
72.详细地，套管成孔步骤包括钻机就位、成孔和清孔三个步骤。测量放点后，调整调整钻机的位置和角度。钻进采用套筒跟进水冲法作业，锚固钻机内配置高压泵及可冲击钻头，土壤在高压水冲击及钻头推进力的作用下冲散形成锚索孔，泥浆及水沿套筒周边涌出，反复冲击，形成扩大头锚索，能更有力的保证锚索的支撑作用。
73.s4，将锚索下方至锚索孔中。
74.s5，一次注浆步骤：安装好锚索后，通过一次注浆管6进行注浆。
75.详细地，第一注浆采用灰砂比1.0、水灰比为0.45的水泥砂浆，水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥；灌浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆，注浆压力为0.5mpa。一次注浆步骤完成后，静止6小时，待浆液部分凝固。
76.s6，套管取出步骤：通过上述hdl-300型顶驱钻机将套管从锚索孔中取出。
77.s7，二次注浆步骤：通过二次注浆管7进行高压劈裂注浆，以将一次注浆与锚索孔之间的缝隙注满浆液。
78.详细地，二次注浆步骤所用的浆液规格采用水灰比为0.5的纯水泥浆；灌浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆，注浆压力控制在0.5mpa，注浆完毕后浆液距离锚索孔端口处4米。
79.二次注浆步骤目的在于使第一次注浆体被劈裂，浆液在高压下被压入锚索孔内壁的土体中，使锚索能牢固地锚固在土层中。浆液在高压下充分将锚固体与土层间的空隙填充，增强锚固体与土体之间的锚固效果，从而使锚索能更牢固地锚固在土层中。
80.s8，双液注浆步骤：通过双液注浆管8对锚索孔靠近端口的部位进行双液注浆。
81.详细地，采用型号为zksy90-125的双缸双液注浆机进行双液注浆。将水玻璃与氯化钙溶液通过两根双液注浆管8交替注入锚索孔中，水玻璃与氯化钙溶液反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，直至锚索孔口返水泥浆为止，以将锚索孔填充。
82.通过在锚索孔孔口处4米距离范围内注入水玻璃与氯化钙溶液，使两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高，也能方式地层内的水从浆液与注浆孔之间的缝隙中溢出。
83.s9-1，预张拉步骤：对锚索进行预张拉2次，张拉力为设计荷载的0.2，以保证锚索
各部位接触紧密、杆体平直，消除杆体的隐蔽变形量；拉直后再进行张拉时，其变形量起点以此状态为零点起记。
84.张拉前，张拉设备必须配套标定，张拉采用液压千斤顶。安放千斤顶时，使锚具5底座顶面与钻孔轴线垂直，以确保锚索张拉时千斤顶出力与锚索在同一轴线上。
85.s9，待浆液强度达到设计要求时，进行锚索张拉。锚索的预张拉在预设锁定值荷载持荷25分钟，以保证锚索的自由段的充分伸展。
86.s9-2，张拉补偿步骤，锚索锁定后，若发现有预应力损失，需要进行张拉补偿。
87.综上，本发明提供了一种预应力锚索施工方法，包括依次设置的锚索制作步骤、锚索孔定位步骤、套管成孔步骤、锚索下放步骤、一次注浆步骤、套管取出步骤、二次注浆步骤、双液注浆步骤和锚索张拉步骤。
88.通过增加套管成孔步骤，在锚索孔内设置套管以形成支护，提高富含地下水的软弱地层边坡的预应力锚索支护效果。一次注浆步骤完成后，将套管取出，并进行第二次高压注浆，以将一次注浆的浆液与锚索孔之间的间隙填充，使锚索能锚固牢固。通过增加双液注浆步骤，以将锚索孔端口周围的土壤进行胶结并将间隙进行填充，使土壤的强度和承载能力提高，保证了锚固效果。
89.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。
90.因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
91.对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。