08水工预应力锚固施工规范【SL46-94】条文说明

中华人民共和国行业标准水工预应力锚固施工规范条文说明目次编制说明总则一般规定造孔锚束制作与安放张拉防护试验与观测质量与安全验收编制说明年代预应力锚固技术在我国水利水电工程中仅用于坝工的加固处理年代开始用于闸墩拉锚地下洞室和高陡边坡的锚固等工程取得了明显的技术经济效益由于预应力锚固技术在水利水电工程中正处于大力推广和发展阶段在这方面虽然颁发了有关国家标准但由于这些标准难以反映水利水电工程的特点国内水利水电工程技术人员仍感需要编制一本适用于水利水电工程的预应力锚固技术规范在水利部和有关单位的支持下年中国水利学会施工专业委员会预应力锚固学组承担了水利水电工程预应力锚固技术规范的编制工作年月在武汉召开了主要起草人参加的工作会议产生了编写大纲并作了人员分工会后开始收集有关资料和编写初稿同年月在柳州召开了协调会议根据上级主管部门的意见将水利水电工程预应力锚固技术规范分为水利水电工程预应力锚固技术设计规范和水利水电工程预应力锚固施工技术规范年月在宜昌进行统稿完成了水利水电工程预应力锚固施工技术规范第一稿后经部分专家讨论修改于同年月提出水利水电工程预应力锚固施工技术规范第二稿并提交在西安三原召开的学组年会上讨论修改年月完成水利水电工程预应力锚固施工技术规范第三稿在此基础上经向有关专家咨询形成了水利水电工程预应力锚固施工技术规范征求意见稿随后发送至国内有关单位征求意见同时邀集二十余位预锚专家对征求意见稿进行了专题讨论根据收集到的意见对征求意见稿进行全面修改后于同年月完成了水利水电工程预应力锚固施工技术规范送审稿年月水利部建设开发司主持在武汉召开了水利水电工程预应力锚固施工技术规范送审稿审查会对其总体原则章节设置及内容逐一进行了审查一致认为该规范送审稿内容基本可行可按审查意见修改后报批并建议该规范名称简化为水工预应力锚固施工规范本规范送审稿审查会专家组长为付继涛同志李允中张严明等同志参加了送审稿和报批稿的修改定稿工作鉴于本规范为初次编制加之各方面条件及编者水平所限不足之处在所难免若发现问题请将有关意见函告主编单位水工预应力锚固施工规范条文说明总则本规范的适用范围预应力锚固工序繁多技术性强作好技术交底技术培训使每一个参加预应力锚固施工者都能发挥主观能动性不仅懂得正确的工艺操作而且能了解为什么必须这样操作这对改进预应力锚固施工工艺提高预应力锚固水平都是十分必要的贯彻全面质量管理是预应力锚固技术推广应用的根本保证预应力锚固是一项工序复杂制约因素较多难以补救的隐蔽工程因此必须建立健全质量保证体系及必要的规章制度不断进行质量教育和开展以技术革新为主要内容的小组活动只有在科学的管理和制约下才能促进我国预应力锚固事业健康发展预应力锚固在我国还是一项积极推广中的新技术本规范强调应结合工程实际求实创新其目的在于因地制宜地选用适合本工程需要的工艺设备不可墨守成规生搬硬套根据工程实际需要不断创新但在开工前必须通过受力性能试验论证和正式鉴定并经有关部门批准才能使用一般规定水工预应力锚固选用高强度预应力钢材是提高单孔承载能力的主要手段故本节只引用了有关预应力钢丝预应力钢绞线及热处理钢筋的有关标准混凝土柱状锚头镦头锚端杆螺丝爆炸压结型均采用预应力钢丝年代型型钢锚头逐步推广后钢绞线的用量也与日俱增精轧螺纹钢筋已开始应用尚未大量推广热处理钢筋在预应力混凝土方面应用较多水工预应力锚固中亦可作系统预应力锚杆材料本条所指非国标预应力钢材包括未编入国家标准的新钢种为特定条件研制的特种预应力钢材国外进口的标准预应力钢材国外进口的非标准缺少标签及说明书者预应力钢材预应力钢材具有出厂质量证书及标牌是保管防护较好的标志一凡不具备上述标志但防护较好的亦应按非国家标准预应力钢材进行检验及技术鉴定后才可使用本条规定旨在避免原材料运输储存过程中与有害物质接触预应力钢材均需长期在高应力状态下持续工作若防护不严可能导致应力腐蚀破坏要尽力杜绝应力腐蚀的发生预应力高强钢丝的腐蚀过程和破坏机理都十分复杂大致可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类前者是指金属表面的原子直接与介质的氧化剂发生化学作用而引起的破坏后者由于在电解质溶液中产生电化学作用它服从于电解过程的动力学规律水工预锚中的高强钢丝的腐蚀大都属于电化学的范畴第六届国际预应力混凝土会议的混凝土结构设计与施工的建议中已明确指出不得使用矿碴水泥火山灰水泥其目的在于限制水泥中硫化物氯化物等有害成分的含量预应力锚固包括预应力岩锚与混凝土拉锚而水工大体积混凝土常采用大坝水泥或大量掺用水工预应力锚固施工规范条文说明掺合料以控制温度应力故对水工混凝土水泥品种规定过严是不合适的因此本条仅强调了与预应力钢材直接接触的水泥浆材中的水泥必须选用普通硅酸盐水泥其他条件本条不作规定可根据现场具体条件并参考本条规定原则合理选用水泥品种许多外加剂往往含有使预应力钢材产生锈蚀的有害成分而预应力钢材在高应力状态下对应力腐蚀又是非常敏感的故要求直接与预应力钢材接触的水泥浆材不宜掺用外加剂外加剂中的氯离子含量不宜大于水泥重量的的规定来源于海港钢筋混凝土结构防腐蚀第条本条对混凝土原材料没有提出新的规定水工混凝土施工规范对细骨料粗骨料中硫化物及硫酸盐含量按重量折算成不得大于水位变化区和水上钢筋混凝土施工用水中总含盐量不超过硫酸根离子不超过氯离子含量不超过本条规定与国外对防腐蚀涂料的物理力学性能要求基本一致预应力钢材的钢铁与有色金属之间存在电位差长期直接接触可能产生电化学腐蚀其腐蚀槽坑可能因应力集中而导致应力腐蚀破坏尽管这只是产生应力腐蚀的条件之一也应该加以杜绝我国水利水电工程无粘结型预应力锚固刚刚起步应多参考国内外的经验慎重选用涂层油脂套管材料及两者之间的匹配关系确保防护措施长期的化学稳定性无粘结型预应力锚束的永久防护常采用塑料管作外套的防护层它不传递粘结应力并能保证锚束自由变形因现场施工条件差异大设计要求也不尽相同故钻孔与灌浆机具的选型必须符合设计要求的技术指标便于施工操作钻灌机具应配套选用机械式锚固段对孔径要求较高用风动钻机造孔其锚固段钻孔精度较难满足要求可用风动钻机开孔钻进到锚固段时再改用金刚石钻头钻进张拉机具的选型除可参考附录中张拉机具性能指标及选型配套外还应满足设计和施工的某些特殊要求另外张拉机具的选型也应符合施工组织设计的要求锚夹具在运输储存过程中也必须注意防潮防有害物质的腐蚀造孔钻孔预应力锚固钻孔的一般要求与水工的水泥灌浆钻孔相同只是对孔斜孔径孔位孔深的允许误差要求较高故除满足本节的特殊要求外其余均按水工建筑物水泥灌浆技术规范执行孔深孔径孔斜是预应力锚固设计的基本要素即锚固力的大小方向作用点应由设计给出允许误差值本条规定的允许误差值是我国多年工程实践的经验总结认真执行都不难达到对有特殊要求的允许误差为这与日本年代的孔斜允许误差标准是一致的由于预应力锚孔只用于力的传递它包括有各个方向各种施工条件的钻孔且钻孔可能使用各种不同的类型的钻机故本条孔斜允许误差的要求是稍宽的但也是合理的预应力锚孔孔位是由设计根据综合因素确定的关系到锚固力合理分配的布置体系孔位变更太大可能对锚固体产生不利影响故施工单位不能擅自变动孔位特殊情况下如需变更孔水工预应力锚固施工规范条文说明位亦应征得设计人员同意某些施工者为了符合终孔孔斜误差不大于约的要求在开孔前不是按设计的钻孔倾角校准钻具而是预先扣除这样终孔时的孔斜误差从表面上看小于符合设计要求但实际上却是已超过合格标准这种作法是绝对不允许的更严重的是孔口座垫的倾角是原设计值若私自扣除开孔倾角则在孔口将发生折弯这对锚束受力极其不利加强钻具的导向作用是减少孔斜误差的关键具体措施是加大钻杆刚度加长岩心管长度并及时校正变形的岩心管加强钻机平台的牢固度认真校核钻具轴线确保开孔段钻孔倾角准确孔壁平顺采用加大节点每一个钻杆接头处增设一个弹子盘支撑使全孔沿程都有可靠的支撑点且不加大钻机负荷确保钻杆只能在钻孔中心圆周运动不再自由抖动及敲打孔壁此外应该定时检测孔斜误差勤检测勤校核可以避免误差增大纠偏也比较容易施工中对锚孔孔深及锚固段在围岩中所处位置需要设计施工加强联系相互配合当发现设计未料及问题时应如何处理虽属变更设计的内容但施工单位应主动会同设计人员共同商定修正措施例如钻孔穿过原设计图纸标未标明的断裂带又如锚固段发现新的风化破碎带施工单位均应主动通知设计人员共同研究补救措施预留孔采用埋管法或拔管法应考虑的因素一是现场施工条件的可能性二是施工方案必须经济合理预留孔的任何型式都必须将管模事先埋入即将浇筑的混凝土仓内要求管模支撑架立牢靠不被施工干扰损伤当发现管模移位或损伤后应及时修复否则将给后续工序造成极大困难甚至导致全孔报废由于地区季节及施工条件不尽相同统一规定拔管时间是不可能的要求施工单位根据具体条件并通过现场试拔确定该时段的拔管时间拔管法与埋管法的管模支撑方式应有所区别后者只求牢固可靠前者除支撑牢靠外还必须服从拔管作业要求不得妨碍拔管作业管模接头平顺严密不发生渗水漏浆是预留孔顺利施工的重要保证因为管模走样断裂接头漏浆等因素都可能导致预留孔不通而排除这些障碍却需付出很大的代价通孔检查是预留孔阶段验收的重要环节但通孔检查的工具却没有定型产品需施工单位自己设计制作一般情况下可参考以下方法进行检查加工一只纺锤型的探头中段长度不小于管径的倍探头上再按锚孔深度焊接旋接搭扣连接均可一根带有长度标志的钢筋探头最大直径宜略小于锚孔直径大于锚束外径当探头能自由通过时锚束可顺利安放通孔检查后应妥善保护孔口严防异物掉进预留孔而造成堵孔事故管模支架安装精度按一般金属结构控制锚孔围岩灌浆利用锚孔进行围岩固结灌浆效益十分明显但对工期抗滑抗倾覆稳定等是否有影响应由设计统一考虑锚孔围岩灌浆实质上就是利用锚孔进行深孔固结灌浆为了简化施工工艺可采取自下而水工预应力锚固施工规范条文说明上分段灌浆段长不大于其他事项应按水工建筑物水泥灌浆施工技术规范执行大量实践证明锚孔围岩灌浆认真施灌一次效果已很显著多次简单地重复施灌往往延误工期造成浪费效益也提高不多如遇一次施灌效果不能满足设计要求时可采用下列补救措施提高水泥细度改善浆液可灌性改用化学灌浆改用先放锚束后低压注浆锚孔围岩灌浆时如遇地质条件差发生严重串孔时将会形成大面积承受灌浆压力的危险局面对抗滑抗倾覆稳定极其不利故该项灌浆应优先采用单钻单灌即灌一孔再钻相邻孔若效果仍未达设计要求则可采用充水平压将串通的孔逐孔充水也可阻塞孔口将孔内积水低压循环既可减少串浆可能又可将小量串浆立即冲洗出去避免在孔内沉淀先临时封堵邻孔待灌浆结束后再对邻孔进行扫孔严重串孔时应会同设计人员研究并采取有效的补救措施锚孔围岩灌浆后还须扫孔恢复锚束孔道的正常作用扫孔时间的选择首先应考虑不损坏缝内充填的水泥结石其次是应易于扫孔作业龄期太长强度增高后将加大扫孔工时增加造价具体扫孔时间可通过试验选定一般以为宜孔口承压垫座孔口承压垫座是将锚束的集中荷载均匀扩散到被锚固体的承压结构设计施工都必须使垫座能满足该锚束超张拉力的要求并应留有足够的安全度孔口承压垫座计有钢筋混凝土结构和钢垫板加混凝土垫层或水泥砂浆垫层两种型式它是锚孔在孔外的延伸如承压垫座表面不能与锚孔轴线保持垂直就等于加大了孔斜误差一般表面与孔轴的夹角误差应控制在以内这是一般量测工具都容易达到的精度承压垫板底部充填不密实埋设不牢固容易在受力后发生钢板变形脱开甚至发生安全事故垫层混凝土或水泥砂浆强度应不低于除要求充填密实不能脱空外钢板底面可增设型弯钩提高锚着强度锚束制作与安放锚束制作锚束应按设计文件要求的锚束型式与选材进行制作在编束前首先应编制施工措施计划拟定质量要求细则填写班报的格式见附录应根据预应力锚固工程数量及现场条件选定锚束加工厂址选择原有加工车间可降低临建费用减轻劳动强度原车间的设备等也可以得到充分利用采用临时厂棚则可以因地制宜地选定厂址方便施工对工程量特别少工期较短的工程锚束也可以在露天制作但防潮进出交通及成品临时储存都应妥善解决锚束下料长度应按不同锚具结构形式及工艺要求分别按下列情况计算一端镦头一端胶结的锚束两端镦头的锚束水工预应力锚固施工规范条文说明一端楔紧式锚夹具的锚束两端楔紧式锚夹具的锚束混凝柱状锚头的锚束式中预应力钢丝钢绞线下料长