第七节 预应力锚索施工说明编制与设计图件

一、预应力锚索施工说明应包含的内容

（一）施工说明应包含的基本内容

（1）预应力锚索的钻孔要求：包括开孔位置允许偏差、孔轴方向和倾角允许偏差、孔底处的孔径允许偏差、扫孔等要求。

（2）孔口部位施工支承墩的承力面要求。

（3）锚索的材料选择要求：选用高强钢丝或钢绞线的质量要求、预应力锚索防护材料的质量要求。

（4）锚索加工的有关规定：如高强钢丝或钢绞线表面不得有损伤、锈蚀和污染；锚索加工应在有覆盖的车间或工棚内进行。

（5）锚索预应力钢材下料长度要求。

（6）内锚固段、张拉段设置隔离架或内芯管要求；编排钢丝或钢绞线与绑扎要求。

（7）钢丝或钢绞线与内外锚头的连接要求。

（8）止浆环、安装注浆管和排气管要求。

（9）锚索的安装与灌浆的要求。

（10）锚索的张拉与锁定的要求。

（11）封孔灌浆与锚索防腐的要求，如封锚、灌浆等。

（12）锚索长期观测的要求。

（二）施工说明的一般格式

1.锚索体制作

（1）预应力筋表面不应有污物、铁锈或其他有害物质，并严格按设计尺寸下料。

（2）锚索体在安装前应妥善保护，以免腐蚀和机械损伤。

（3）索体制作时应按设计规定安放套管、隔离架、波形管、承载体、注浆管和排气管，杆体内的绑扎材料不宜采用镀锌材料。

2.钻孔

（1）钻孔的孔深、孔径均应符合设计要求，钻孔深度不宜比规定值大200mm 以上，钻头直径不应比规定的钻孔直径小3.0mm 以上。

（2）钻孔与锚索预定方位的允许角偏差为1°～3°。

3.孔口承压垫座

（1）钻孔孔口必须设有平整、牢固的承压垫座。

（2）承压垫座的几何尺寸、结构强度必须满足设计要求，承压面应与锚孔轴线垂直。

4.锚索的安装与灌浆

（1）预应力锚索体在运输及安装过程中，应防止明显的弯曲、扭转，并不得破坏隔离架、防腐套管、注浆管、排气导管及其他附件。

（2）锚索体放入锚孔前，应清除钻孔内的石屑与岩粉，检查注浆管、排气管是否畅通，止浆器是否完好。

（3）灌浆料可采用水灰比为0.45～0.50 的纯水泥浆，也可采用灰砂比为1∶1，水灰比为0.45～0.50 的水泥砂浆（具体工程可选一种）。

（4）当使用自由段带套管的预应力筋时，宜在锚固段长度和自由段长度内采取同步灌浆。

（5）当采用自由段无套管的预应力筋时，应进行两次灌浆，第一次灌浆时必须保证锚固段长度内灌满，但浆液不得流入自由段。预应力筋张拉锚固后应对自由段进行第二次灌浆。

（6）永久性预应力锚索，应采用封孔灌浆；应用浆体灌满自由段长度顶部的孔隙。

（7）灌浆后浆体强度未达到设计要求前，预应力筋不得受扰动。

5.锚索张拉与锁定应遵守下列规定

（1）预应力筋张拉前，应对张拉设备进行率定。

（2）预应力筋张拉，应按规定程序进行；在编排张拉程序时，应考虑相邻钻孔预应力筋张拉的相互影响。

（3）预应力筋正式张拉前，应取20%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2 次，使其各部位接触紧密钢丝或钢绞线完全平直。

（4）压力分散型或拉力分散型锚索，应按张拉设计要求先分别对单元锚索进行张拉。当各单元锚索在同等荷载条件下因自由段长度不等而引起的弹性伸长差得以补偿后，再同时张拉各单元锚索。

（5）预应力筋正式张拉时应张拉至设计荷载的105%、110%，再按规定值进行锁定。

（6）预应力筋锁定后48h 内，若发现预应力损失大于锚索拉力设计值的10%时，应进行补偿张拉。

（7）灌浆材料达到设计强度时，方可切除外露的预应力筋，切口位置至外锚具的距离不应小于100mm。

6.预应力锚索的试验和监测

预应力锚索的试验要求如下。

（1）基本试验锚索数量不得少于3 根。

（2）基本试验所用的锚索结构施工工艺及所处的工程地质条件，应与实际工程所采用的相同。

（3）基本试验最大的试验荷载，不宜超过锚索体承载力标准值的0.9 倍。

（4）基本试验应采用分级循环加卸荷载法。拉力型锚索的起始荷载可为计划最大试验荷载的10%，压力分散型或拉力分散型锚索的起始荷载可为计划最大试验荷载的20%。

（5）锚索破坏标准:采用后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的2 倍、锚头位移不稳定及锚索体拉断等3个标准。

长期监测要求如下。

（1）预应力锚索及用于重要工程的临时性预应力锚索，应对其预应力变化进行长期监测。

（2）预应力锚索的监测数量不应少于锚索数量10%，临时性预应力锚索的监测数量不应少于锚索数量的5%。

（3）预应力变化值不宜大于锚索拉力设计值的10%，必要时可采取重复张拉或适当放松的措施以控制预应力值的变化。

二、某工程预应力锚索施工设计总说明实例

（一）设计依据

（1）《水电工程预应力锚固设计规范》（DL／T 5176—2003）。

（2）《水利水电工程喷锚支护施工规范》（DL／T 5181—2015）。

（3）各相关规程、规范。

（二）设计要求

预应力锚索施工内容有：钻孔、固结灌浆、编索、穿索、灌浆、外锚墩施工、安装锚具、张拉及补张拉、孔口段注浆及外锚头封闭。

1.定位钻孔及固结灌浆

（1）钻孔定位允许偏差为100mm，孔深允许偏差为±200mm，孔轴方向和倾角允许最大偏差为±2°。本工程1200kN级锚索钻孔直径150mm，钻孔深度比锚索体设计长度长500mm。

（2）若钻孔达到预定孔深但未按预计穿透全风化和强风化花岗斑岩带时，应延长钻孔。确保内锚头段为弱风化岩石。

（3）安装锚索之前应通过锚索孔对岩体进行固结灌浆处理。水泥浆配比宜为0.5～0.6，孔口到孔底灌浆压力为0.5～2MPa，待浆液强度超过5MPa后，再进行扫孔。

2.编索及穿索

（1）锚索加工应在有覆盖的车间或工棚内进行。无黏结钢绞线不得有损伤、锈蚀和污染，外套表面不得有裂缝。预应力锚索的切割须采用砂轮切割机，不得使用电焊或氧炔焰切割。

（2）预应力钢绞线下料长度应大于钻孔长度+外锚固段长度+张拉工作段长度，具体长度承包人根据施工情况调整。每个承载板上钢绞线长度应一致，钢绞线张拉端自由段长度应一致。

（3）内锚段承载板定位应正确，平面应与锚索体轴线相垂直，采取一定的措施确保锚索体安装过程中不会使承载板发生位移或偏转。内锚段固定用P锚与钢绞线连接必须牢固，其抗拉强度应大于锚索的超张拉荷载。

（4）钢绞线剥皮外露部分应进行临时防锈防潮防护，临时措施必须有效。

（5）锚索在安装过程中应防止弯折、扭转，并不得损坏隔离架、防腐套管及其他附件。锚索放入锚孔前、后均应检查注浆管是否通畅，止浆环是否完好。

3.灌浆

（1）锚索就位后，监理人应尽快验收，以便尽早进行灌浆。承包人应在灌浆前对水泥浆配合比进行试验，试验合格并经监理人验收同意后的配合比方可使用。

（2）灌浆为有压灌浆，灌浆压力为0.2～0.3MPa，当孔口溢出浆液浓度与进浆管一致并稳压20min后，方可停止注浆，并应封堵进浆管以防止浆液流出。

（3）灌浆后，在浆体达到设计要求之前，锚索体不得受扰动。

4.外锚墩施工

（1）外锚墩应按图绑扎钢筋，同时安装定位钢管、螺旋钢筋及锚垫板。

（2）孔口定位PVC管安装位置应准确，管轴线与钻孔轴线同轴，偏差不得大于5mm，钢绞线外露部分应全部穿过锚垫板，应按照图纸要求安装就位并支承牢固，安装误差应小于5mm，锚板中心线应与钻孔中心线同轴，角度误差应小于0.5，锚板与定位钢管连接应同轴，两者接口处用麻丝塞紧，以防止水泥浆渗入，安装锚板时灌浆（排气）孔必须朝上。

（3）应采取延长拆模时间、表面覆盖等措施加强混凝土的养护工作。

（4）锚、夹具安装，锚夹具使用与锚垫板相应的配套产品，锚夹具必须无锈斑。

5.安装锚具、张拉及补张拉

（1）检查张拉端钢绞线是否生锈，如生锈应先行除锈。

（2）锚索张拉过程分预紧和分级张拉两个主要环节。其中预紧采用单绞线小千斤顶循环法，单根钢绞线预紧吨位30kN。每根钢绞线至少进行两个循环预紧，要求两次预紧伸长值差小于3mm，且每根钢绞线的伸长值与理论伸长值的差值不能超过理论伸长值的10%。否则进入下一循环继续预紧，直到满足要求才能进入整体张拉。

（3）张拉分级如下：预紧→500kN→750kN→1000kN→1200kN→1320kN→锁定。

（4）张拉时升卸荷速率应平稳、缓慢，张拉力控制以压力表读数为准，理论伸长值和实测伸长值比较为辅，兼备测力机观测，当实测伸长值超过理论伸长值10%或小于5%时，应停止张拉，查明原因后再行张拉。

（5）锚索锁定回缩量应小于5mm，若大于5mm应检查锚、夹具及千斤顶安装对中和顶压锚固操作工艺。

（6）锚索补张拉：若锚索张拉后锁定，48h内预应力值损失超过设计值的10%，应进行补张拉，补张拉值应达到设计超张拉值。

（7）张拉及补张拉过程须作详细记录并提交监理人。

6.孔口段注浆及外锚头封闭

（1）经验收检查合格并经监理人确认同意可将多余钢绞线切除。切割机械采用砂轮切割机。锚夹具必须无锈斑。

（2）补张拉结束后进行封孔灌浆，水泥浆材料及灌浆要求要求同锚固灌浆材料。

（3）外锚头封闭采用环氧树脂外包C40混凝土双层保护。封闭材料同锚墩接触面应全面凿毛。

三、预应力锚索典型施工样图

预应力锚索施工设计图纸见图2-39~图2-43。