1土层锚杆施工中常见的质量通病与防治措施

 

　　1.1锚杆位移大

 

　　土层锚杆在设计的试验荷载下，位移量不能满足设计要求。为此，正式施工前先进行锚杆试验，通过试验调整初步设计，针对不同工艺和土层地质条件确定合理的锚杆长度和直径；一般在粘土地层中钻孔时，采用清水循环钻进，自造泥浆，孔壁不会产生泥皮；在容易发生坍孔的砂性地层中钻进时，可以采用护壁泥浆，下锚后用清水清孔，使孔内泥皮减少到最低程度，清孔结束立即灌浆；在钻孔过程中，应根据地层条件的不同采用不同的钻进工艺，粘性土中采用轻压慢钻进、快转速(120r/min)成孔，有利于破土、造浆，砂性土中采用护壁泥浆钻孔、高压快钻进、慢转速(40r/min)成孔，有利于孔壁的稳定；发现钢筋下放不到孔底的，应使钻孔超深0.3-0.5m；选用压力和流量较大的注浆泵；根据气温、地温等具体情况，通过现场试验合理确定第二次灌浆的时机，以保证第二次灌浆不泛出孔121，第二次灌浆量不宜小于第一次灌浆量的30%；对于受力要求比较高的工程，可以考虑采用分层多次注浆(注浆管的埋设数量要增加)的方法；在锚杆抗拔试验后，应对原有的构造、设计参数、施工工艺参数等进行修改后，再进行正式施工；在适当位置补打锚杆；在原锚杆附近用灌浆进行地基处理。

 

　　1.2锚杆钢筋拔出

 

　　施加预应力时或永久性锚杆在受力过程中，钢筋从锚杆中拔出。为此，在自由段钢筋涂油脂以前，将锚固段钢筋包裹好，并在钢筋安设以前都应保证锚固筋表面的清洁，对沾有油脂的锚固筋必须进行蒸汽洗涤；考虑钢筋和浆体的握裹力，选用压力盒流量较小的注浆泵；根据气温、低温等具体情况，通过现场试验确定第二次灌浆的时机，以保证第二次灌浆不泛出孔口，第二次灌浆量不宜小于第一次灌浆量的30%；对自由段钢筋或钢索表面涂上油脂，并套上塑料套管，对锚固段钢筋可以先套上波纹管，然后在波纹管内外灌浆，以防灌浆体开裂而使地下水渗漏引起锈蚀；严格控制焊接质量，若采用钢索，可以避免接头和焊接；在钢筋的头部安设导正器，有利于钢筋的下放，尤其是斜孔；保证钢筋的焊接垂直度，现场的钢筋应顺直堆放。

 

　　1.3锚杆预应力松弛

 

　　为此，必要时对锚固段地基进行加固或预加固；选用压力和流量较大的注浆泵；根据气温、地温等具体情况，通过现场试验确定第二次灌浆的时机，以保证第二次灌浆不泛出孔口，第二次灌浆量不宜小于第一次灌浆量的30%；选用有自由段的锚杆，必要时可以张拉锚头，调整预应力；可以通过扩大钻孔直径来保证锚固力；锚杆的端部采用机械扩孔或压浆扩孔，避免采用爆破扩孔和水力扩孔。

 

 

　　常见土层锚杆的施工包括以下几个工序：钻孔、安放拉杆、灌注、养护、肋柱及挡板钢筋绑扎、锚头固定、支模、混凝土浇筑、养护、拆模。对于后期需施加预应力的锚杆，还要根据具体的设计要求安排张拉的准确时间。

 

　　2.1施工前的准备

 

　　施工前的准备包括施工前的调查和施工组织设计。施工前调查包括：收集场地岩土报告，锚杆支护设计方案；分析地下水性质、埋深，预测降水效果及对锚杆施工的影响；地下障碍物的核实；了解作业限制、环保规则、地方法规；了解施工空间、各种设备、工程道路情况，了解现场各工种配合要求。

 

　　施工组织设计，也就是开工前，详细制定施工组织设计，确定施工方法、施工程序、使用机械设备、工程进度、质量控制和安全管理等事项、内容包括：工程概况：工程名称、地点、工期要求、工程量、目的；岩土勘察报告中地层、地下水位简介；锚杆设计简介；施工机械设备，临时设施，施工材料；作业程序，各工种人员配备；施工管理，质量、进度控制，施工适用的规范、标准；安全、文明施工措施；应支付的工程验收技术资料。

 

　　2.2钻孔

 

　　钻孔前的准备工作包括：首先是钻孔机具的选择必须满足土层锚杆的钻孔要求，坚硬粘土和不易塌孔的土层，可以选用地质钻机、螺旋钻机和土锚专用机；饱和粘性土与易塌孔的土层，宜选用带护壁套管的土锚杆专用钻机。其次钻孔前，还要正确定出孔位，其水平向误差100mm，垂直向误差50mm，倾角误差值为2.0°；最后安放杆体前，湿式钻孔应用水冲洗，直至孔口留出清水为止。

 

　　钻孔的施工方法有两种，一是清水循环钻进成孔法。这种方法在实际工程中运用最广，软硬土层都能适用，但需要有配套的排水循环系统。有些施工单位为了方便，在现场只设置排水系统，没有设置重复利用水系统装置。在软黏土成孔时，如果不用跟管钻进，应在钻孔孔口处放入1m-2m的护壁套管，以保证孔口处土层不坍塌。二是螺旋钻孔干作业法。该法适用于无地下水条件的黏土、粉质黏土、密实性和稳定性都较好的砂土等地层。

 

　　2.3安放拉体

 

　　土层锚杆用的拉杆，常用的有粗钢筋、钢丝束和钢绞线，也有采用无缝钢管作为拉杆的。承载能力要求较小时，多用粗钢筋；承载能力要求较大时，多用钢绞线。

 

　　如果是使用Ⅱ、Ⅲ级钢筋作杆体时，组装要求如下：钢筋应平直，除油、除锈；接头采用焊接，长度为30d，但不小于500mm，并排钢筋也要采用焊接；杆体轴向间隔1.0-2.0m设置一个对中支架，注浆管、排气管与杆体绑扎牢固；杆体自由段用塑料管或塑料布包裹，并在与锚固段连接处用铅丝绑牢固；杆体应按防腐要求进行防腐处理。防腐保护层取决于使用年限及周围介质对杆体腐蚀的影响程度，一般来说，临时锚杆可简单的采用涂抹黄油作为防腐保护层或不做，永久性锚杆必须有严格的防腐保护。

 

　　如果使用钢绞线作杆体时，组装的要求如下：杆体除油、除锈，按设计尺寸下料，每股长度误差不超过500mm；杆体平直排列，轴向间隔1.0-1.5m设置一个隔离架，杆体保护层不应小于20mm。预应力筋、排气管绑扎牢固、并不得用镀锌材料；自由段用塑料管包裹，与描固段相交处的管口应密封，并用铅丝绑紧；按防腐要求作防腐处理。

 

　　2.4灌浆

 

　　灌浆是土层锚杆施工过程中重要的工序。灌浆的浆液为水泥砂浆或水泥净浆。首先是材料准备，优先选用425号普通硅酸盐水泥，标号不得低于325号；采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率控制在5%-7%，含泥量不得大于2%；采用强度较高的碎石或卵石，抗压强度大于50MPa，粒径不宜大于15mm；选用符合要求的外加剂；灰砂比为1：1-1：0.5，砂率宜为45%-55%，水灰比宜为0.4-0.5。

 

　　灌浆的方法分为一次灌浆和二次灌浆。一次灌浆只用一根注浆管，一般采用Φ30mm的胶皮管，一端与压浆泵相连，另一端与拉杆同时送入钻孔内，距孔底50cm即可。在确定钻孔内的浆液是否灌满时，可根据从孔口流出来的浆液浓度与搅拌的浆液浓度是否相同来判断。对于压力灌浆锚杆，待浆液流出孔口时，将孔口用黏土封堵，严密捣实，再用2MPa-4Mpa的压力进行补灌，稳压数分钟后再停止。二次灌浆法适用于压力灌浆锚杆，要用两根注浆管，其管端距离锚杆末端50cm左右，管端出口需用胶布塞住，以防止土进入管中。

 

　　2.5张拉与锁定

 

　　灌注完成后，须养护7d-8d，当砂浆的强度能达到70%-80%时，才可以进行张拉。另外只能对有预应力要求的锚杆才能进行张拉。张拉应力一般为设计锚固力的75%-80%。

 

　　(1)张拉宜采用“跳张法，即隔二拉一；

 

　　(2)锚杆正式张拉前，应取设计拉力的10%-20%，对锚杆预张拉1次-2次，使各部位接触紧密；

 

　　(3)正式张拉应分级加载，每级加载后维持3mm，并记录伸长值，直到设计锚固力的80%；最后一级荷载应维持5min，并记录伸长值；

 

　　(4)锚杆预应力没有明显损失时，可锁住锚杆；如果锁定后发现有明显应力损失，应重新进行张拉。

 

 

　　土层锚杆的运用最重要的是要决定好它的适用范围，不仅能满足使用功能要求，也能给建设单位节约大笔工程造价。在工程中也发生过许多事故：比如锚杆在施加预应力时即被拉出，施工过程发生坍塌锚杆外露，后期使用时发现锚杆产生过大变形等，所以在今后的工程中，我们还需总结更多的技术和施工经验，将风险减到最小，防止造成重大的安全事故，带来巨大的经济损失。