锚杆张拉与锁定讲解.docx

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锚杆张拉与锁定讲解

锚杆张拉与锁定

一、编制依据

1、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）

2、建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）

3、岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范（GB50086-2015）

二、规范要求

1、锚杆的施工偏差应符合下列要求：

（1）钻孔深度宜大于设计深度0.5m；

（2）钻孔孔位的允许偏差应为50mm；

（3）钻孔倾角的允许偏差应为3°；

（4）杆体长度应大于设计长度；

（5）自由端的套管长度允许偏差应为±50mm。

2、锚杆钻孔应符合下列规定：

（1）钻孔应按设计图所示位置、孔径、长度和方向进行，并应选择对钻孔周边地层扰动小的施工方法；

（2）钻孔应保持直线和设定的方位；

（3）向钻孔安装锚杆杆体前，应将孔内岩粉和土屑清洗干净。

3、注浆设备和注浆工艺应符合下列规定：

（1）注浆设备应具有1h内完成单根锚杆连续注浆的能力；

（2）对下倾的钻孔注浆时，注浆管应插入距孔底300mm~500mm处；

（3）对上倾的锚杆注浆时，应在孔口设置密封装置，并应将排气管内端设于孔底。

4、钢绞线锚杆和普通钢筋锚杆的注浆应符合下列规定：

（1）注浆液采用水泥浆时，水灰比宜取0.50~0.55，采用水泥砂浆时，水灰比宜取0.40~0.45，灰砂比宜取0.5~1.0，拌和用砂宜选用中粗砂。

（2）水泥浆或水泥砂浆内可掺入能提高注浆固结体早期强度或微膨胀的外掺剂，其掺入量宜按室内试验确定；

（3）注浆管端部至孔底的距离不宜大于200mm，注浆及拔管过程中，注浆管口应始终埋入注浆液面内，应在水泥浆液从孔口溢出后停止注浆，注浆后，当浆液液面下降时，应进行孔口补浆；

（4）采用二次压力注浆工艺时，二次压力注浆宜采用水灰比0.50~0.55的水泥浆，二次注浆管应牢固绑扎在杆体上，注浆管的出浆口应采取逆止措施，二次压力注浆时，始终注浆的压力不应小于1.5MPa；

（5）基坑采用止水帷幕时，地下水位以下的锚杆注浆应采取孔口封堵措施。

5、预应力锚杆张拉锁定应符合下列要求：

（1）当锚杆固结体的强度达到设计强度的75%且不小于15MPa后，方可进行锚杆的张拉锁定；

（2）拉力型钢绞线锚杆宜采用钢绞线束整体张拉锁定的方法；

（3）锚杆锁定前，应按表4.8.8的张拉值进行锚杆预张拉，锚杆张拉应平缓加载，加载速率不宜大于0.1Nk/min，此处Nk为锚杆轴向拉力标准值，在张拉值下的锚杆位移和压力表压力应保持稳定当锚头位移不稳定时，应判定此根锚杆不合格；

（4）锁定时的锚杆拉力应考虑锁定过程的预应力损失量，预应力损失量宜通过对锁定前、后锚杆拉力的测试确定，缺少测试数据时，锁定时的锚杆拉力可取锁定值的1.1倍~1.15倍；

（5）锚杆锁定尚应考虑相邻锚杆张拉锁定引起的预应力损失，当锚杆预应力损失严重时，应进行再次锁定，锚杆出现锚头松弛、脱落、锚具失效等情况时，应及时进行修复并对其进行再次锁定；

（6）当锚杆需要再次张拉锁定时，锚具外杆体的长度和完好程度应满足张拉要求。

6、锚杆的张拉和锁定应符合下列规定；

（1）锚杆锚头处的锚固作业应使其满足锚杆预应力的要求；

（2）锚杆张拉时注浆体与台座混凝土的抗压强度值不应小于表4.7.12的规定；

（3）锚头台座的承压面应平整，并与锚杆轴线方向垂直；

（4）锚杆张拉应有序进行，张拉顺序应防止临近锚杆的相互影响；

（5）张拉用的设备、仪表应事先进行标定；

（6）锚杆进行正式张拉前，应取0.1~0.2的拉力设计值，对锚杆预张拉1次~2次，使杆体平直，各部位的接触应紧密；

（7）锚杆的张拉荷载与变形应做好记录。

表4.7.12锚杆张拉时注浆体与台座混凝土的抗压强度值

锚杆类型

抗压强度值（MPa）

注浆体

台座混凝土

土层锚杆

拉力型

15

20

压力型及压力分散性

25

20

岩石锚杆

拉力型

25

25

压力型及压力分散性

30

25

7、锚杆的检测应符合下列规定：

（1）检测数量不应少于锚杆总数的5%，且同一土层中的锚杆检测数量不应少于3根；

（2）检测试验应在锚杆的固结体强度达到设计强度的75%后进行；

（3）检测锚杆应采用随机抽样的方法选取；

（4）检测试验的张拉值应按表4.8.8取值；

（5）当检测不合格时应扩大检测数量。

表4.8.8锚杆的张拉值

支护结构的安全等级

锚杆张拉值与轴向拉力标准值Nk的比值

一级

1.4

二级

1.3

三级

1.2

8、基本试验

锚杆基本试验应采用多循环张拉方式，其加荷、持荷、卸荷方法应符合下列规定：

（1）预加的初始荷载应取最大试验荷载的0.1倍，分5级~8级加载到最大试验荷载。

黏性土中的锚杆每级荷载持荷时间宜为10min，砂性土、岩层中的锚杆每级持荷时间宜为5min。

（2）试验中的加荷速度宜为50KN/min~100KN/min，卸荷速度宜为KN/min~200KN/min。

9、施工质量控制与检验

（1）锚杆施工全过程中，应认真做好锚杆的质量控制检验和试验工作；

（2）锚杆的位置、孔径、倾斜度、自由段长度和预加力，应符合表14.2.3的规定。

表14.2.3锚杆工程质量检验与验收标准

项目

序目

检验项目

允许偏差或允许值

检查方法

主控项目

1

杆体长度（mm）

+100

-30

用钢尺量

无损检测

2

预应力锚杆承载力极限值（KN）

符合验收标准

现场试验

3

预应力锚杆预加力（锁定荷载）变化（KN）

符合规范要求

测力计量测

4

锚固结构物的变形

符合设计要求

现场量测

一般项目

1

锚杆位置（mm）

±100

用钢尺量

2

钻孔直径（mm）

±10（设计直径>60）

±5（设计直径<60）

用卡尺量

3

钻孔倾斜度（mm）

2%钻孔长

现场测量

4

注浆量

不小于理论计算浆量

检查计量数据

5

浆体强度

达到设计要求

试验送检

6

杆体插入钻孔长度

预应力锚杆

不小于设计长度97%

用钢尺量

非预应力锚杆

不小于设计长度98%

（3）对不合格的锚杆，若具有能二次高压灌浆的条件，应进行二次灌浆处理，待灌浆体达到75%设计强度时再按验收试验标准进行试验，否则应按实际达到的试验荷载最大值的50%（永久性锚杆）或70%（临时性锚杆）进行锁定，该锁定荷载可按实际提供的锚杆承载力设计值予以确认。

（4）按不合格锚杆所在的位置或区段，核定实际达到的抗力与设计抗力的差值，并应采用增补锚杆的方法予以补足至该区段原设计要求的锚杆抗力值。

三、各阶段张拉力及油表读数控制

张拉采用100t中空千斤顶一台、YBZ2×2/50型电动油泵及配套油表进行。

千斤顶标定结果：

压力机读数（KN）

油表读数（MPa）

100

2

200

10

300

17

400

27

500

35

600

45

回归方程：

Y=0.0779X-3.9268

Y：

（MPa），X：

（KN）

四、预应力张拉施工工艺

1、锚杆的张拉，其目的就是要通过张拉设备使锚杆杆体自由段产生弹性变形，从而对锚固结构施加所需求的预应力值。

一般要求如下：

（1）张拉设备要根据锚杆体的材料和锁定力的大小进行选择。

（2）张拉前对张拉设备进行标定。

（3）安装锚夹具前，要对锚具进行逐个严格检查。

（4）张拉前，必须待锚固段、承压台（或粱）等构件的混凝土强度达到设计强度方能进行张拉，同时必须把承压支撑构件的面整平，将台座、锚具安装好，并保正和锚索轴线方向垂直（误差<5°）。

（5）张拉应按一定程序和设计张拉速度（一般为50kN／min）进行。

正式张拉前进行二次预张拉，张拉力为设计拉力的10％~20％。

正式张拉荷载要分级逐步施加，不能一次加至锁定荷载。

2、人员配置

技术员1名、技术工人2人、操作工人4人。

3、设备配置

施工机械、机具计划数量表

序号

名称

规格/型号

数量

备注

1

千斤顶

100t中空千斤顶

1台

2

高压电动油泵

YBZ2×2/50

1台

3

配套油表

0-60Mpa

1块

4、施工前准备

（1）主要材料

预应力钢绞线：

采用抗拉强度标准值fpk=1860Mpa、公称直径D=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）的规定。

钢绞线、锚具及夹片等采用正规厂家生产的产品，张拉端采用夹片式锚具，产品进场时必须附有出厂质量合格证等表明合格身份的有关证书。

进场后应抽样进行外观检查，并根据有关施工规程进行试验，检验钢绞线的强度，检验合格后方能使用。

（2）张拉准备工作

预应力张拉前后做技术交底工作，施工现场配置具备预应力施工知识和正确操作的项目部施工技术人员,张拉机械操作人员必须经培训合格。

②施工现场具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施。

③实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致。

④预应力筋张拉前，由施工单位提供与结构构件同龄期同养护条件的混凝土试块强度抗压值，当混凝土强度达到设计要求的张拉强度后方可进行预应力张拉。

（3）锚杆张拉试验按下列规定进行：

①最大试验荷载应取锚杆轴向拉力设计值N的1.1~1.15倍；

②初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍；

③在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于3次；

④达到最大试验荷载后观测10min，卸荷至0.1Nt，并测读锚头位移。

5、张拉过程

（1）预应力筋和锚头、夹具的安装检验；

（2）张拉设备的校验：

张拉设备由有资质的试验单位进行标定，确定油压与张拉力关系公式。

（3）吊张拉设备定位安装

搭设张拉操作平台，采用木板搭设平台放置千斤顶。

安装工作锚板、夹片，并将夹片轻轻敲实，然后安装千斤顶、工具锚、夹片，安装时使千斤顶与锚垫板垂直。

（4）张拉

锚杆的张拉顺序应考虑邻近锚杆的相互影响，大千斤顶进行整排锚杆的正式张拉时宜采用跳拉法或往复式拉法，以保证钢绞线与横梁受力均匀。

开动油泵，给千斤顶张拉油缸缓慢供油，直至油压设计值，由于锚杆张拉完毕后会有一定的应力回弹，因此在张拉时需张拉到预应力锁定值的110%。

预应力筋的张拉采用以应力控制为主，伸长量为辅。

张拉前应进行试张拉，即对各种长度类型预应力筋各取一组筋按如下张拉程序张拉至设计张拉力。

试张拉时，量取实际伸长值并计算实际摩擦损失，然后推算预应力筋理论伸长值，作为正式张拉的控制依据。

在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

压力分散型锚索进行张拉时，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉。

张拉至110%稳定后可进行锁定，若发先应力损失，应及时进行补张拉。

张拉步骤如下：

①在张拉端安装锚环、夹片。

两片式夹片需同时推进到锚环里。

②装上千斤顶，开动油泵，对预应力筋进行张拉。

当张拉应力达到0.1倍拉力设计值时停止加荷，读取初始读数。

③按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉。

在张拉过程中，当荷载每增加一级，均应稳定5~10min，并记录位移读数，每级稳定后测读锚头位移不应少于3次。

④张拉应力增大至设计张拉力（1.1倍拉力设计值）时，张拉荷载应维持10~20min，记录伸长值，退出千斤顶。

⑤锚杆锁定后若经检测发现明显的预应力损失，应进行补偿张拉。

6、张拉过程控制 

（1）张拉前将锚垫板管内的混凝土清理干净、消除钢绞线上的锈蚀、泥浆。

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，不得压弯或偏折锚头，确保承载均匀同轴，必要时用钢质垫片调整以满足要求。

（2）套上工作锚板，根据气候干燥程度在锚板锥孔内抹上一层薄薄的黄油。

（3）加载速率要平缓,速率宜控制在设计预应力值的0.1/min左右。

（4）在张拉过程中，当荷载每增加一级，均应稳定5~10min，并记录位移读数。

最后一级张拉荷载应维持10~20min。

在每级加荷等级的观测时间内，测读锚头位移不应少于3次。

（5）在每级加荷等级观测时间内，锚头移量不大于1.0mm时，可施加下一级荷载；否则需延长观测时间，直至锚头位移增量2h小于2.0mm时，方可施加下一级荷载。

（6）锚索张拉过程中出现下列情况之一时可视为破坏，应终止加载：

①锚头位移长时间不稳定，或者不收敛; 

②后一级荷载产生的锚头位移量是前一级荷载位移量的2倍，即拉拔力～位移曲线图出现明显的拐点; 

③锚索被拉断。

7、预应力张拉伸长值控制

张拉前先计算张拉力，然后根据千斤顶的张拉力一油压标定曲线计算张拉时使用的油压表读数（张拉千斤顶必须是在标定有效期内）：

预应力筋理论伸长值△L按下式计算：

△L=FL/AE

F——预应力筋的平均张拉力（N）；（锚杆锁定值）

L——预应力筋的长度（mm）；（自由段长度）

A——预应力筋的截面面积（mm2）；（181mm2*锚索数）

E——预应力筋的弹性模量（N／mm2）；（195±10GPa）

张拉采用以控制张拉力为标准，以实际伸长值作为校核的双控方式。

即预应力筋在张拉到控制张拉力时，实际伸长值应在理论伸长值的90％~110％的范围之间。

8、预应力筋张拉验收

预应力筋张拉时，必须如实填写“锚杆张拉与锁定记录表”。

张拉完毕，根据“锚杆张拉与锁定记录表”整理出“预应力筋张拉记录”，作为预应力施工技术资料的一部分。

9、锚固

（1）轻轻松开油泵截止阀，使油压缓慢降至零，则完成了对钢绞线的锚固。

（2）油泵向回程油缸供油，活塞慢慢回程到底。

（3）卸下工具锚、千斤顶、限位板。

10、封端

锚索张拉完成7天后，对其拉力和外观进行复查，复查合格后，采用手提砂轮机切除多余钢绞线（从锚具起预留大于10cm，但不超过锚头），然后支模，用混凝土及时封闭锚头，要求整齐、美观。

五、质量保证措施

1、质量目标：

工程质量达到合格标准。

2、质量保证措施

（1）、组织保证措施

根据张拉作业特点及质量要求，项目部配专职主管工程师及质检工程师，强化项目的质量管理。

（2）、制度保证措施

①、坚持“三服从、五不施工、一个坚持”的制度。

即进度、工作量、计量支付服从工程质量；施工准备工作不充分不施工、设计图纸没有自审和会审不施工、没有进行技术交底不施工、必须的试验未达到标准不施工、施工方案和质保措施未确定不施工；坚持质量一票否决权。

②、分项分工序实施专项质量管理，做到指导工程施工者负责质量，检查质量者评定质量。

把质量管理的每项工作具体落实到每个部门、每个人身上。

③、严格执行隐蔽工程的检查制度，每一道工序完成后，经自检、专检达标后经监理工程师检查后方可进行下一道工序施工。

（3）、技术保证措施

①、预应力筋，锚、夹具应配套使用。

②、锚、夹具所用钢材，其性能要求必须符合规定指标，加工尺寸要精确，表面光洁度以及和热处理和硬度等满足技术要求。

③、预应力的设备如油泵、压力表、张拉千斤顶、油管路及其阀门接头等，必须处于良好工作状态。

压力表、张拉千斤顶等计量设备，应定期检查。

④、施加预应力应以应力控制为主，伸长量作为校核。

六、安全保证措施

1、成立以项目经理为首的安全领导小组，项目经理为第一安全负责人。

张拉预应力筋束要胆大心细、责任心强，严格遵守操作规程，并注意下列几点：

（1）张拉设备操作工必须经过安全技术培训，经考核确认合格后，方可上岗。

（2）张拉区域周围应设置明显的警示标志和标牌，非作业人员不得进入张拉作业区,千斤顶张拉方向严禁站人,施工操作者及测量人员应站在侧面,严禁越过安全区。

严禁非操作人员进入张拉区。

张拉前应检查张拉系统安全可靠，张拉时应有安全措施，张拉人员站在千斤顶旁边张拉作业，严禁任何人张拉端前面。

（3）根据要求的张拉程序、控制应力、伸长值， 选择适宜的张拉机具，制定相应的安全技术措施。

施加预应力的机具设备、锚具、夹具与钢绞线或钢筋必须相互匹配。

（4）张拉前应对预留孔道进行检查，孔道应定位准确、内壁光滑、通顺，孔道内的灰渣等杂物应吹扫或冲洗干净，孔口预埋锚座钢板应与孔道中心线垂直。

（5）按要求在坡面上搭设可移动式作业平台，作业平台、脚手架，各节点的连接必须牢固、可靠，宽度应满足施工安全要求，作业平台临边必须设防护栏杆，上下作业平台应设安全梯等设施。

（6）油泵运行过程中，严禁操作工离开岗位；需要离开岗位时，必须停止油泵运行，并切断油路和电源。

（7）张拉作业中发生异常响声或发现断丝、锚楔滑移和碎裂时，必须停止张拉，查明原因，待 采取处理措施后，方可恢复张拉。

（8）张拉过程中，应逐根量测预应力筋（束）的伸长值和观测张拉吨位相应压力表读数，当伸长值和压力表读数计算值出入较大时，应停止张拉，待查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。

2、制度保证

（1）贯彻执行国家安全生产、劳动保护方面的方针、政策和法规。

对职工进行安全教育，牢固树立“安全第一”的思想，坚持“安全生产、预防为主的”方针。

（2）建立健全安全生产保证体系，建立和实施安全生产责任制。

项目经理是安全第一负责人，主管施工生产的项目副经理是安全生产直接责任人，项目主抓安全的副经理对劳动保护和安全生产的工作负责。

（3）根据实际情况，编制详细的安全操作规程、细则、并制定切实可行的安全技术措施，分发至工班，组织逐条学习、落实，抓好“安全五同时”（即：

在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时，计划、布置、检查、总结、评比安全工作）和“安全教育”。

（4）坚持定期安全检查制度。

项目部每月检查一次，工区每半个月检查一次，工班每天检查一次，发现不安全因素，立即指定专人限期整改。

（5）设立安全专项基金，对安全生产好的个人和班组给予重奖，对违章指挥、违章操作忽视安全的行为给予重罚，对造成安全事故者视其情节严肃处理。

（6）全员加强防雷电、防火、防洪等防灾期意识，建立防洪组织，配备消防设施，制订措施和管理制度，并落到实处。

减少自然灾害造成损失。

（7）加强安全教育，提高员工安全意识，树立安全第一的思想，培养安全生产所必须具备的操作技能。

3、张拉施工安全技术措施

（1）预应力材料必须保持清洁，在存放和搬运过程中应避免机械损伤和有害的锈蚀。

如进场后需长时间存放时，必须安排定期的外观检查。

（2）预应筋不得直接堆放在地面上，必须采取垫枕木并覆盖等有效措施，防止雨露和各种腐蚀性气体，介质的影响。

（3）锚具、夹具和连接器均应设专人保管、存放、搬运时均应妥善保护，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。

（4）张拉时，如出现滑束、断束或锚具损坏，应立即停止作业，进行检查，并作详细记录。

（5）张拉现场设立明显标志，与该工作无关人员严禁入内，尤其是张拉操作地点必须清除一切障碍物，并适当平整附近的场地，以供张拉设备车行走和张拉操作。

（6）张拉退楔时，千斤顶后不得站人，以防预应力钢绞线拉断或夹片弹出伤人；

（7）油泵运转有不正常情况时，应立即停机进行检查。

在有压力情况下，不能随意拧动油泵或千斤顶各部位的螺丝；

（8）高压油管接头应牢固，以防喷油伤人；

（9）已张拉完成，严禁撞击锚头和钢束，钢绞线多余长度应用砂轮切割，不得使用电焊切割，切割后留下的露出锚圈外的长度不得小于10厘米（或按设计要求）。

（10）张拉时一切行动听从专职指挥人员，凡在作业区范围内的人员必须按规范穿戴好劳动保护用品，严禁跨越张拉设备及钢绞束。

（11）张拉时，两端不准站人，并设置防护罩。

高压油泵应放在离张拉端部的左右两侧，操作人员应站在预应力钢绞线位置的侧面。

张拉完毕后，稍等几分钟再拆卸张拉设备。

（12）在预应力束的端头范围内及其两侧各1.5m作为禁区，设立明显标志，并用带小旗的绳子围栏，严禁非张拉人员进入。

张拉人员操作时须站于张拉部位两侧，严禁在预应力钢绞线的端部以及中间行走和操作。

七、环境保护及文明施工

1、施工区域拉设警戒绳。

2、所有施工人员带好安全帽和其他劳工防护用品。

3、安全警告牌放到醒目、重要的施工区域。

4、施工区域内工器具、机械构件应摆放整齐、有序、定点放置。

5、每日工作完毕，及时清理施工产生的废料垃圾，做到工完料清。