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压力分散型锚索张拉方案

****边坡支护工程 压力分散型锚索张拉方案

***边 坡 支 护 工 程

压力分散型锚索

张 拉 方 案
* * * 岩土工程有限公司 二○○九年六月十九日

***岩土工程有限公司

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****边坡支护工程 压力分散型锚索张拉方案

第一部分 方案编制依据
1.2 方案编制依据???????????????????4

第二部分 支护方案设计
1.1 支护方案设计??????????????????4~6 1.2 支护结构主要技术参数??????????????6~8

第三部分 压力分散型锚索张拉
3.1 概 述 ??????????????????????8 3.2 压力分散型锚索张拉方法??????????????8 3.3 差异荷载增量和理论伸长量的计算??????????8~9 4.4 锚索张拉准备工作?????????????????9 5.5 压力分散型锚索具体的张拉程序???????????10 6.6 锚索张拉注意事项????????????????10~11

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第一部分 方案编制依据 (1) 《***边坡支护工程设计施工图》 ; (2) 《岩土工程预应力锚杆(索)设计与施工技术规范》 (GBJ3635-1999) ; (3) 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GB50086-2001) ; (4) 《水工预应力锚固施工规范》 (SL46-94) ; (5) 《岩土锚杆(索)技术规程》 (CECS22:2005) ; (6)《水电水利工程预应力锚索施工规范》 (DL/T5083-2004) ; (7)昆明上申工贸有限公司《预应力无粘结钢绞线 Ⅱ级松弛 Ф 15.24 (1860 级)产品质量保证书》 (090616-025,执行标准:JG161-2004) 。 第二部分 支护方案设计 1 支护方案设计 1.1 设计依据 (1) 《***项目基础平面图》 ,中国海诚工程科技股份有限公司; (2) 《***项目立面图》 ,中国海诚工程科技股份有限公司; (3) 《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001) ; (4) 《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) ; (5) 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) ; (6) 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GB50086-2001) ; (7) 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002) ; (8) 《岩土锚杆(索)技术规程》 (CECS22:2005) ; (9) 《建筑边坡工程技术规范》 (GB50330-2002) ; 1.2 主要设计原则、标准及选型 本工程是一项永久性工程, 设计耐久年限应不低于坡脚办公大楼的设计 使用年限。本工程涉及工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试 技术、施工技术、土与结构共同作用以及环境岩土工程等各门学科。 支护结构的设计与施工, 既要考虑保证整个支护结构在施工过程中的安 全,又要控制结构及其周围土体的变形,以保证周围环境(坡脚建筑及地下 公共设施等)的安全,在安全的前提下,设计不但要合理,而且又要能节约 造价、方便施工、缩短工期。
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结合本工程实际情况,考虑永久边坡支护要求,根据专家意见选定支护 方案为: “人工挖孔桩+预应力锚索+局部钢筋锚杆+面板为主,局部填方区采 用重力式挡墙” 。 1.3 设计计算 1.3.1 边坡支护计算参数选取 (1)坡脚线位置 建筑结构 E 轴线一侧,11~15 轴间,办公楼边轴线外扩 4.2m;A 轴线一 侧,办公楼边轴线外扩 5.2m;其它部分办公楼边轴线外扩 2.1m 为坡脚线。 (2)坡顶荷载 施工堆载:15KN/m2 (3)系数选取 (a)边坡安全等级及重要性系数 安全等级:一级 重要性系数:γ 0=1.1 (b)地震设防烈度 8 度,地震力分项安全系数 K=1.1 (c)整体稳定性安全系数 K≥1.3 (d)整体抗倾覆安全系数 K≥1.2 (e)整体抗滑移安全系数 K≥1.1 1.3.2 剖面划分 根据本边坡护壁的高度情况,将场地划分成八个剖面,选取了八组数据 分别进行分析计算。采用理正岩土设计软件进行对比分析计算,再结合我公 司根据昆明类似地层开发的 YTBP 计算软件做最 终验算, 综合我公司在云南省多年的边坡支护设计施工经验确定最后设 计参数。 消防车动载:30KN/m2

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1.3.3 计算结果 设计计算结果一览表
序号 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 4-4 剖面 剖面号 1-1 剖面 支护形式 人工挖孔桩 +预应力锚索 人工挖孔桩 +预应力锚索 人工挖孔桩 +预应力锚索 人工挖孔桩 +预应力锚索 人工挖孔桩 +钢筋锚杆 计算结果 整体稳定性安全系数 抗倾覆稳定安全系数 抗隆起稳定安全系数 整体稳定性安全系数 抗倾覆稳定安全系数 抗隆起稳定安全系数 整体稳定性安全系数 抗倾覆稳定安全系数 抗隆起稳定安全系数 整体稳定性安全系数 抗倾覆稳定安全系数 抗隆起稳定安全系数 整体稳定性安全系数 抗倾覆稳定安全系数 抗隆起稳定安全系数 整体稳定性安全系数 抗滑动稳定安全系数 抗倾覆稳定安全系数 地基验算 整体稳定性安全系数 抗滑动稳定安全系数 抗倾覆稳定安全系数 地基验算 整体稳定性安全系数 抗滑动稳定安全系数 抗倾覆稳定安全系数 地基验算 合格 1.395 1.106 1.261 合格 1.451 1.101 1.328 合格 1.397 1.305 1.327 1.366 1.356 1.391 1.297 1.312 1.375 1.428 1.365 1.421 1.443 1.593 1.449 1.300 1.101 1.328 备注 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求 满足规范要求

2-2 剖面

3-3 剖面

5-5 剖面

6-6 剖面

重力式挡墙

0 7

7-7 剖面

重力式挡墙

0 8

8-8 剖面

重力式挡墙

2 支护结构主要技术参数 2.1 桩锚支护 挖方区边坡采用:“人工挖孔桩+预应力锚索+局部钢筋锚杆+面板” 支 护方案。 (1)人工挖孔桩 采用一桩一锚形式,人工挖孔桩桩径 1000mm,挖孔孔径 1300mm,护壁 厚 150mm,桩长 12~21m,间距 2.6~4.0m,各剖面的设计桩长详见施工图。 支护桩桩身纵筋采用 C22(18)螺纹钢筋,分 3 段不完全通长配筋,箍
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筋采用φ 10,加强箍为 B16@2000,桩身配筋详见施工图。 对应锚索位置在桩身上埋设Ф 150X3 焊管,倾角 18 度,作为后期锚索 (杆)施工预留孔。 桩顶设置 1.3×0.6m 冠梁,配筋为 10C18+4B16+A8@200。 锚索腰梁为 200×200mm 钢筋砼梁,配筋为 6B16+A10@200。 人工挖孔桩桩身砼及冠梁、 腰梁砼强度等级均为 C30, 全部采用商品砼。 坡底墙脚处设置一条 250×200mm 基础梁, 配筋为 6B16+A10@200, 采用 C20 细石砼浇筑。 (2)预应力锚索 锚索索体采用多根直径 15.24、1860 级钢绞线,长度 12~22 米,采用 锚索钻机成孔,成孔孔径 130mm。锚索索体钢绞线的配置详见方案图。 由于边坡地层中主要为粘土,对锚索成孔工艺选取要求特殊,锚索成孔 必须采用干成孔工艺,绝对禁止采用泥浆护壁或麻花钻机、地质钻机等同类 型钻机送水钻孔,影响锚固力。 注浆材料为水泥净浆,选用强度等级为 32.5 的普通硅酸盐水泥, 注浆水 灰比为 0.45~0.55,水泥用量为 30~50Kg/m,采用二次高压注浆工艺。 (3)钢筋锚杆 5-5 剖面人工挖孔桩上设置两排钢筋锚杆,锚杆采用锚索钻机成孔,成 孔孔径 130mm,锚杆杆体为 1C25 螺纹钢筋,锚杆长度 6~9m,倾角 20°,锚 杆注浆采用纯水泥浆, 水泥采用 32.5 矿渣硅酸盐水泥, 注浆水泥用量为 30~ 50Kg/m。 (4)面板 在人工挖孔桩及桩间土面上设置一层面板,以保护桩间土。 面板厚 150mm,采用钢筋混凝土面板,混凝土采用 C20 细石混凝土,配 筋:双层Ф 6.5@150×150 钢筋网+B16 菱形加强筋网。 桩上预埋钢筋与面板菱形加强钢筋网相连,锚索(杆)标高处设置 200 ×200 腰梁,腰梁置于面板顶面,利于加强面板与锚索(杆)的相互传力。 腰梁配筋详见施工图。 在锚索排距中点处预埋 2B16 螺纹钢筋,进一步加强钢筋砼面板与人工 挖孔桩之间的连接。 间距 20m 左右在桩面上及坡壁高低交界(剖面与剖面分界处)处设置宽
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20mm 伸缩缝。 (其他部分:略,详见设计图)

第三部分 压力分散型锚索张拉 1、概 述: 本工程 1-1~4-4 剖面桩锚支护中的预应力锚索采用压力分散型锚索,压 力分散型锚索施工中最重要的一环就是锚索的张拉。 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 (锚索编束)→锚孔注浆→腰梁施工→锚索张拉锁定→锚孔封锚。 其中关键工序为:锚孔注浆和锚索张拉锁定,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。 2、压力分散型锚索张拉方法: 压力分散型锚索的张拉,因其各单元长度长短不一(各承载体上的钢绞 线不等长) ,钢绞线长的受力小,短的受力大;故张拉前必须先计算各单元 差异伸长量和差异荷载增量。 张拉时要注意严格按设计次序先分单元采用差 异分步张拉法,根据设计荷载和锚索长度计算确定差异荷载,并根据计算的 差异荷载进行分单元张拉,补足差异荷载后再分级进行整体张拉。张拉采用 “双控法”即采用设计张拉力与锚索体伸长值来综合控制锚索应力,以控制 油表读数为准, 用伸长量校核, 实际伸长量与理论值的偏差应在±6%范围内, 否则应查明原因并采取措施后方可进行张拉。 3、差异荷载增量和理论伸长量的计算: 根据本工程设计施工图, 1-1~4-4 剖面预应力锚索差异荷载增量和理论伸 长量的计算结果如下表所示:
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****边坡支护工程 压力分散型锚索张拉方案 序 锚索材料规格及 号 参数 锚索部位及结构 第一排(4S18m) 第二排 (8S=2S20+3S16.7m+3S11.7m) (分 3 个单元;L1=20000mm; 强度:1860 级 L2=16700mm ;L3=11700mm; 1-1 Ф 15.24mm F 设=400KN,F 控=440KN) 2 A=141.6mm 剖面 第三排 E=1.95×105 (8S=2S22+3S18.2m+3S12.4m) (分 3 个单元;L1=22000mm; L2=18200mm ;L3=12400mm; F 设=600KN,F 控=660KN) 第一排(4S17m) 第二排 (7S=2S20+2S16.2m+3S12.4m) (分 3 个单元;L1=20000mm; 强度:1860 级 L2=16200mm ;L3=12400mm; 2-2 Ф 15.24mm F 设=400KN,F 控=440KN) 2 A=141.6mm 剖面 第三排 E=1.95×105 (7S=2S22+2S17.6m+3S13.2m) (分 3 个单元;L1=22000mm; L2=17600mm ;L3=13200mm; F 设=600KN,F 控=660KN) 第一排(3S15m) 强度:1860 级 第二排 3-3 Ф 15.24mm (5S=2S17+3S13.2m) 2 A=141.6mm 剖面 (分 2 个单元;L1=17000mm; 5 E=1.95×10 L2=13200mm; F 设=400KN,F 控=440KN) 强度:1860 级 4-4 Ф 15.24mm 2 A=141.6mm 剖面 第一排(3S12m) 第二排(3S12m) Δ P1=19.69 Δ L1=54.21 Δ L1-2= 12.12 Δ P1=23.91 Δ P2=53.36 Δ L1=45.55 Δ L1-2=8.66 Δ L2=36.89 Δ L2-3=8.65 Δ L3=28.24 Δ P1=37.73 Δ P2=75.45 Δ L1=75.15 Δ L1-2=15.03 Δ L2=60.12 Δ L2-3=15.03 Δ L3=45.09 Δ P1=18.19 Δ P2=90.66 Δ L1=39.86 Δ L1-2= 6.58 Δ L2=33.28 Δ L2-3=9.96 Δ L3=23.32 Δ P1=28.52 Δ P2=144.12 Δ L1=65.76 Δ L1-2= 11.36 Δ L2=54.4 Δ L2-3=17.33 Δ L3=37.07 差异荷载增量值 锚索伸长量 差异伸长量 单位:mm 单位:KN 单位:mm

1

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3

Δ L2=42.09

4

E=1.95×10

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其中:
L1、L2、L3---分别为第一、二、三单元锚索的长度,且 L1>L2>L3; Δ L1, Δ L2, Δ L3---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; Δ L1-2,Δ L2-3---各单元锚索在给定最终张拉(设计锁定)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; ***岩土工程有限公司 8

****边坡支护工程 压力分散型锚索张拉方案 Δ P1,Δ P2---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Δ L(mm)为: Δ L=Δ L1+Δ L2 Δ L---锚索实际伸长值(mm) Δ L1---从初应力至最大张拉力间的实测伸长值(mm); Δ L2---初应力以下的推算伸长值(mm),可采用相邻级的伸长值。

4、锚索张拉准备工作: 4.1.1 张拉设备:剥除工作段的 PE 套管,洗净钢绞线、按规定组装好张 拉机具。必须采用专用设备(主要是千斤顶和油压表) ,并送相应资质的计 量单位进行检测、标定,且在有效期内,并在张拉前送监理备案; 4.1.2 人员组织:张拉操作人员已经进行技术交底,熟悉掌握张拉程序 及方法,并准备好相应的张拉记录表格,作好张拉的原始数据记录; 4.1.3 注浆体与锚斜托台座(腰梁)的混凝土强度必须达到设计强度的 80%以上,以其相应试块七天的抗压强度报告为依据,并报监理审核、批准, 获取锚索张拉开工许可证; 4.1.4 锚索在正式张拉前,取 10%的设计张拉荷载,对其预张拉 1 次,使 其各部位接触紧密,钢绞线完全平直。张拉时应按一定的张拉速度进行(一 般为 40KN/min) 。 5、压力分散型锚索具体的张拉程序: 本工程采用大干斤顶套小千斤顶,用小千斤顶进行补偿张拉,用大千斤 顶进行整体拉拔的方式。 锚索的预应力在补足差异荷载后分 5 级按下述张拉 程序进行施加,即设计荷载的 25%、50%、75%、100%和 110%。在张拉最后一 级荷载时,应持荷稳定 10~15min 后卸荷锁定。

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5.1.1 压力分散型锚索张拉程序:安装千斤顶→10% P(预张拉,量取 伸长值 S1)→0→△P1(先张拉 L1 单元,补足 L1 单元差异荷载,量取 L1 单元锚索伸长值 S2)→0→△P2(再张拉 L2 单元锚索,补足 L2 单元差异荷 载,量取 L2 单元锚索伸长值 S3)→再整体张拉→25%P(量取伸长值 S4)→ 50%P→75%P→100%P→110%P(量取伸长值 S5) 。
实际伸长值的计算: L1 单元锚索:△L1=(S5-S4)+ (S4-S1)+(S2-S1); L2 单元锚索:△L2=(S5-S4)+ (S4-S1)+(S3-S1); L3 单元锚索:△L3=(S5-S4)+ (S4-S1)。

5.1.2 压力分散型锚索张拉步聚: ① 按第四条要求做好锚索张拉准备工作; ② 用小千斤顶按单元承载体由孔底到孔口方向的顺序将每根钢绞线预紧至 设计荷载10%的力,同时顶压锁定; ③ 用小千斤顶将长于基准钢绞线(以离孔口最近的单元承载体上的钢绞线 为基准)的钢绞线进行该循环的下一级加荷补偿、补偿完一个承载上的钢绞 线后再补偿下一个承载体上的钢绞线,顺序仍按由内向外进行,直至补偿完 所有单元的差异何载,补偿完每一根钢绞线后需顶压锁定; ④用大千斤顶整体张拉至该级次的荷载,按第五条规定(即压力分散型锚索 在补足差异荷载后分5级张拉程序进行施加,即设计荷载的25%、50%、75%、 100%和110%) ,进行加压观测、记录。如此进行、直至该束锚索张拉结束。 拉拨完一束锚索后.按以上①—④工作进行下一束锚索的张拉。 ⑧ 最后进行张拉成果统计与分析,并将结果报监理存档。

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6、为保证压力分散型锚索的张拉质量,锚索张拉时需注意以下事项: a 锚斜托台座(腰梁)的成压面应平整,并与锚索的轴线方向垂直; b 锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中,千斤顶轴线与锚孔及锚索轴 线在一条直线上,不得弯压或偏折锚头,确保承载均匀同轴,必要时用钢质 垫片调整满足。 c 注浆体与锚斜托台座 (腰梁) 的混凝土强度达到设计强度的 80%以上时, 方可进行张拉。

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