SL T 212-2020 水工预应力锚固设计规范.pdf

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1、155170.565 水利水电技术标准 咨询服务中心 微信二维码,扫一扫 信息更多、服务更快 销售分类: 水工建筑物/施工与安装 中华人民共和国水利行业标准 水工预应力锚固技术规范 SL/T2122020 * 中国水利水电出版社出版发行 (北京市海淀区玉渊潭南路1号D座 100038) 网址: Email: 电话:(010)68367658(营销中心) 北京科水图书销售中心(零售) 电话:(010)88383994、63202643、68545874 全国各地新华书店和相关出版物销售网点经售 清淞永业(天津)印刷有限公司印刷 * 140mm203mm 32开本 5.75印张 151千字 202

2、0年6月第1版2020年6月第1次印刷 * 书号155170565 定价66.00元 凡购买我社规程,如有缺页、倒页、脱页的, 本社营销中心负责调换 版权所有侵权必究 水 工 预 应 力 锚 固 技 术 规 范 ICS93.160 P59 中华人民共和国水利行业标准 SL/T2122020 替代SL2122012 SL4694 水工预应力锚固技术规范 Technicalspecificationforhydraulic prestressedanchorage 20200605发布20200905实施 中华人民共和国水利部 发布 中华人民共和国水利部 关于批准发布水工预应力锚固技术规范 等5项

3、水利行业标准的公告 2020年第9号 中华人民共和国水利部批准水工预应力锚固技术规范 (SL/T2122020)等5项为水利行业标准,现予以公布。 序号标准名称标准编号替代标准号发布日期实施日期 1 水工预应力锚固技术规范SL/T2122020SL2122012SL46942020.6.52020.9.5 2 水利系统通 信业务技术 导则 SL/T2922020 SL2922004 SL3052004 SL3062004 2020.6.52020.9.5 3 水利行业反恐怖防范要求SL/T77220202020.6.52020.9.5 4 河湖健康评估技术导则SL/T79320202020.6

4、.52020.9.5 5 小型水电站 下游河道减脱 水防治技术 导则 SL/T79620202020.6.52020.9.5 水利部 2020年6月5日 前 言 根据水利技术标准制修订计划安排,按照SL12014水 利技术标准编写规定的要求,对SL2122012水工预应力 锚固设计规范、SL4694水工预应力锚固施工规范进行合 并修订。 本标准共10章和6个附录,主要技术内容有:材料与设备、 锚索体设计、锚固设计、锚索防护、锚固施工、安全监测与锚固 试验、质量检查与验收。 本次修订的主要内容有: 在材料与设备中,增加了锚具和连接器及注浆和防护的 内容,明确了预应力锚索(杆)所使用原材料的材质和

5、 检测频次要求; 在锚索体设计与选择中,针对预应力锚固技术的发展、 各种新型锚索型式的应用,规范了其使用和制作的 要求; 进一步规范了锚索的制作、张拉、锁定、防护的要求; 进一步补充、完善了安全监测与锚固试验以及质量评定 与验收等内容。 本标准所替代标准的历次版本为: SL4694 SL21298 SL2122012 本标准批准部门:中华人民共和国水利部 本标准主持机构:水利部水利水电规划设计总院 本标准解释单位:水利部水利水电规划设计总院 本标准主编单位:中水东北勘测设计研究有限责任公司 本标准参编单位:水利部寒区工程技术研究中心 水利部建设管理与质量安全中心 柳州欧维姆机械股份有限公司 中

6、国水利水电第七工程局有限公司 四川准达岩土工程有限责任公司 葛洲坝集团第二工程有限公司 北京天成垦特莱科技有限责任公司 本标准出版、发行单位:中国水利水电出版社 本标准主要起草人:苏加林 栾宇东 赵长海 景健伟 郑奕芳 刘 丽 朱奎卫 苏 萍 高 垠 蔡云波 张喜武 陈立秋 张殿双 贾志刚 逄立辉 吕君卓 金 辉 宋立民 尹一光 陈全宝 本标准审查会议技术负责人:马毓淦 本标准体例格式审查人:陈 昊 本标准在执行过程中,请各单位注意总结经验,积累资料, 随时将有关意见和建议反馈给水利部国际合作与科技司(通信地 址:北京市西城区白广路二条2号,邮政编码:100053;电话: 0106320453

7、3;电子邮箱:),以供今后修订 时参考。 目 次 1 总则1 2 术语3 3 基本规定6 3.1 基本资料6 3.2 锚固设计的基本要求7 3.3 锚固施工的基本要求9 4 材料与设备10 4.1 锚索(杆)材料10 4.2 锚具和连接器11 4.3 锚索组装件13 4.4 注浆与防护材料13 4.5 造孔设备14 4.6 张拉设备14 4.7 注浆设备15 5 锚索体设计16 5.1 锚索体选择16 5.2 锚索体设计16 5.3 锚固段结构设计17 5.4 锚头结构设计19 5.5 张拉程序设计19 6 锚固设计21 6.1 岩质边坡锚固21 6.2 土质边坡锚固21 6.3 地下洞室锚固

8、22 6.4 岩壁吊车梁锚固23 6.5 混凝土坝锚固24 6.6 混凝土闸墩锚固24 6.7 闸室、消力池(塘)及挡墙锚固25 6.8 水工隧洞混凝土衬砌环形预应力锚索25 7 锚索防护28 7.1 锚索防护设计28 7.2 锚索防护施工29 8 锚固施工31 8.1 造孔31 8.2 锚墩32 8.3 制索与安装32 8.4 张拉及锁定38 8.5 注浆41 9 安全监测与锚固试验45 9.1 设计45 9.2 试验46 9.3 实施48 10 质量检查与验收49 10.1 质量检查49 10.2 质量评定与验收52 附录A 预应力钢绞线力学性能检验55 附录B 预应力钢绞线锚具组装件静载

9、试验57 附录C 预应力锚具硬度检验59 附录D 预应力锚索伸长值的计算及伸长值、回缩量 测量方法60 附录E 预应力张拉机具及测力计的配套标定62 附录F 预应力锚索质量评定表63 标准用词说明69 标准历次版本编写者信息70 条文说明71 1 总 则 1.0.1 为规范预应力锚固设计和施工,使预应力锚固工程做到 安全可靠、经济合理、技术先进,制定本标准。 1.0.2 本标准适用于水工建筑物预应力锚固的设计与施工。 1.0.3 水工预应力锚固设计与施工应积极采用新技术、新工艺、 新设备和新材料。 1.0.4 锚固工程的设计应符合环境保护的要求。施工前,应制 定环境保护措施和实施方案,实施方案

10、应符合环境保护要求。 1.0.5 预应力锚固工程施工前应编制安全施工方案,安全施工方 案应符合SL398水利水电工程施工通用安全技术规程、SL401 水利水电工程施工作业人员安全操作规程的规定。 1.0.6 本标准主要引用下列标准: GB175 通用硅酸盐水泥 GB/T5223 预应力混凝土用钢丝 GB/T5224 预应力混凝土用钢绞线 GB/T8162 结构用无缝钢管 GB/T14370 预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T20065 预应力混凝土用螺纹钢筋 GB50487 水利水电工程地质勘察规范 GB/T50662 水工建筑物抗冰冻设计规范 SL105 水工金属结构防腐蚀规范 SL17

11、6 水利水电工程施工质量检验与评定规程 SL223 水利水电建设工程验收规程 SL253 溢洪道设计规范 SL265 水闸设计规范 SL279 水工隧洞设计规范 SL378 水工建筑物地下开挖工程施工规范 1 SL379 水工挡土墙设计规范 SL386 水利水电工程边坡设计规范 SL398 水利水电工程施工通用安全技术规程 SL401 水利水电工程施工作业人员安全操作规程 SL597 锚索测力计校验方法 SL632 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准 混凝土工程 SL633 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准 地基处理与基础工程 SL677 水工混凝土施工规范 JG/T161 无粘

12、结预应力钢绞线 1.0.7 水工预应力锚固设计与施工除应符合本标准规定外,尚 应符合国家现行有关标准的规定。 2 2 术 语 2.0.1 预应力锚固 prestressedanchorage 对设置在岩(土)体、混凝土结构物中的锚索(杆)施加张 拉力并锁定后,使岩(土)体、混凝土结构物达到稳定或限制结 构变形及改善内部应力状态的工程措施。 2.0.2 预应力锚索 prestressedanchor 由若干股预应力混凝土用钢丝或预应力混凝土用钢绞线按一 定规律编排成束,可以施加张拉力的构件。预应力锚索由锚头、 自由段和锚固段组成。 2.0.3 锚固段 anchorfixedlength 通过胶结

13、材料或机械装置将预应力锚索(杆)与稳定岩 (土)体或混凝土结构连成整体,直接承受锚索拉力的区段,是 预应力锚索体的内部持力端。 2.0.4 自由段 anchorfreelength 对预应力锚索(杆)施加张拉力时,锚索材料可以自由伸长 的区段,也称张拉段。 2.0.5 锚头 anchorhead 对预应力锚索(杆)施加张拉和锁定的支撑装置,是预应力 锚索(杆)的外部持力端。 2.0.6 永久性预应力锚索(杆)permanentprestressedtendon 在水工建筑物中布置的长期使用的预应力锚索(杆)。 2.0.7 临时性预应力锚索(杆)temporaryprestressedtendo

14、n 在水工建筑物中布置的使用年限不超过2年的预应力锚索 (杆)。 2.0.8 有粘结预应力锚索 bondedprestressedtendon 自由段钢绞线或钢丝与胶结材料之间不能相对滑动的预应力 锚索。 3 2.0.9 无粘结预应力锚索 unbondedprestressedtendon 自由段钢绞线或钢丝与胶结材料之间可以相对滑动的预应力 锚索。 2.0.10 张拉锚杆 atensileanchor 由螺纹钢筋或预应力混凝土用螺纹钢筋组成,施加张拉力后 的锚杆。 2.0.11 设计锚固力 designanchorageforce 扣除由各种因素造成的预应力损失后,设计要求的锚索 (杆)在使

15、用期内维持的锚固力。 2.0.12 设计张拉力 designstressingforce 根据对被锚固对象的稳定与应力分析结果,并考虑一定安全 裕度和岩(土)体流变性、混凝土徐变及钢材松弛可能引起的预 应力损失或由于被锚固介质位移引起预应力增减后,确定的锚索 应施加的张拉力。 2.0.13 超张拉力 extrastressingforce 为消除由于锚索(杆)与孔壁的摩擦、锚具的压缩和锚索 (杆)的回缩而引起的预应力损失,施工时将设计张拉力提高后 的张拉力。 2.0.14 补偿张拉 compensatorytensioning 预应力锚索锁定后,由于预应力损失超过了设计允许值,为 补偿预应力损

16、失而进行的再次张拉作业。 2.0.15 预张拉 pretension 预应力锚索张拉作业前,为使锚索中各股钢丝或钢绞线受力 均匀,所进行的初期张拉作业。 2.0.16 拉力型锚索 tensiongroutedtendon 锚索受力时,锚固段胶结体处于受拉状态的预应力锚索。 2.0.17 压力型锚索 compressiongroutedtendon 锚索受力时,锚固段胶结体处于受压状态的预应力锚索。 2.0.18 拉力分散型锚索 multi-unittensiongroutedtendon 在同一束拉力型锚索中,钢绞线划分若干组,锚索张拉时, 4 张拉力分散于锚固段中不同位置的预应力锚索。 2.

17、0.19 压力分散型锚索 multi-unitcompressiongroutedtendon 在同一束压力型锚索中,钢绞线划分为若干组,并分别在其 端部设置承载体,锚索张拉时,压应力分散于锚固段中不同位置 的预应力锚索。 2.0.20 拉压复合型锚索 tension-compression-combinedtendon 在同一束锚索中,锚固段由若干组拉力型和压力型锚索单元 组成的预应力锚索。 2.0.21 回缩量 draw-inlength 预应力锚索锁定时,自由段钢丝或钢绞线回缩的量值。 5 3 基本规定 3.1 基本资料 3.1.1 预应力锚固设计时应具备下列基本资料: 1 建筑物级别及

18、工程布置图。 2 水工建筑物的基本参数、荷载组合和运行特性。 3 锚固区域地形地质条件、水文地质条件。 4 被锚固水工建筑物的稳定、应力及位移的分析计算结果。 5 施工条件。 6 锚固材料的物理力学指标。 3.1.2 岩(土)锚固工程锚固设计时应具备下列地质资料: 1 锚固工程部位的地质平面图、剖面图。 2 锚固区岩(土)体的范围和边界条件。 3 岩体质量、主要构造的产状、各种结构面的组合关系、 地应力及地下水资料。 4 锚固工程部位涉及的岩(土)体物理力学性质、参数和 可能引起岩(土)体失稳的结构面的凝聚力和内摩擦角等资料。 5 被锚固区域环境水的化学性质。 6 被锚固土体的化学分析结果。

19、7 重要部位的锚固工程经原位试验获取的力学试验资料。 3.1.3 水工建筑物锚固工程锚固设计时应具备下列资料: 1 水工建筑物稳定分析资料。 2 水工建筑物内部应力分析资料。 3 结构布置及几何尺寸。 4 强度等级。 5 运行要求。 6 原位试验获取的力学试验资料。 3.1.4 锚固施工时应具备下列资料: 6 1 锚索(杆)所用各种材料的性能指标、产品合格证及各 种设备的使用说明书。 2 各种进场材料的检测报告。 3 施工前编制的施工组织设计、作业指导书及质量标准 文件。 4 锚索(杆)受力性能试验方案。 3.2 锚固设计的基本要求 3.2.1 锚固设计应包括下列内容: 1 选择锚索(杆)类型

20、。 2 确定锚固范围、布置方式和锚固深度。 3 选定锚固方式。 4 根据设计所需的总锚固力,确定预应力锚索(杆)数量、 设计张拉力。 5 确定锚索(杆)结构型式及各项参数。 6 绘制工程锚固设计布置图和结构图,并编制技术要求。 7 提出复杂地质条件下的锚固段处理措施。 8 提出锚固工程监测项目、布置及技术要求。 9 对环境水及锚固区岩(土)体进行化学分析,确定其对 预应力锚索(杆)的腐蚀等级。 3.2.2 锚固范围、深度和锚固力应根据岩体软弱结构面的位置、 产状和力学性质,或结构物的受力状况等,按稳定或变形应力分 析结果确定。 3.2.3 预应力锚索(杆)的设计锚固力、设计张拉力,应根据 下列

21、因素确定: 1 保证被锚固结构物安全运行需要的总锚固力。 2 岩(土)体流变或混凝土徐变及钢材松弛可能产生的应 力损失。 3 锚固介质和胶结材料的力学指标。 4 预应力锚索(杆)材料的力学指标。 7 5 锚固后岩(土)体或结构可能产生的变形。 6 锚具的类型、张拉设备出力和施工场地条件。 3.2.4 边坡、地下洞室和基础锚固所采用的预应力锚索,其长 度应按潜在破坏面的位置和岩性、岩(土)体构造及在稳定介质 中的锚固段长度等条件确定。 3.2.5 水工建筑物加固采用的预应力锚索(杆),其长度应根据 结构物尺寸和稳定、应力分析结果确定。 3.2.6 岩(土)体锚固中的预应力锚索(杆)布置应符合下列

22、 规定: 1 预应力锚索(杆)布置应提供均匀的锚固力。根据锚索 (杆)的数量、施工条件、工艺要求,选用方形、梅花形、矩形 或菱形布置。 2 预应力锚索(杆)的轴线方向,宜按最优锚固角并结合 锚固区域的地形及施工条件计算确定。 3 当采用群锚时,相邻预应力锚索(杆)的锚固段宜错开 布置,必要时可调整锚索角度。 3.2.7 水工建筑物中预应力锚索(杆)布置应符合下列规定: 1 闸墩中的预应力锚索,应根据闸墩的结构型式、锚块型 式、闸墩的应力分布和施工条件,经综合比较确定。 2 混凝土预应力衬砌中的环形锚索,应根据应力分析结果、 锚索体材料和施工条件确定。 3 混凝土坝体和坝基、闸室、消力池(塘)及

23、挡墙等水工 建筑物中的预应力锚索(杆)布置,应根据稳定和应力分析结果 并按相关规范要求确定。 3.2.8 应根据工程的重要性、被锚固介质和环境水的化学性质 等,对永久性预应力锚索进行防腐、防锈保护设计。 3.2.9 对于重要工程或工程的重要部位,采用预应力锚索(杆) 加固时,应进行锚索(杆)试验,确定张拉力及可能产生的预应 力损失,还应测定被锚固介质产生的变形等,并复核设计参数的 合理性。 8 3.2.10 对可能发生倾倒破坏的边坡、大型地下洞室、挡墙中布 置的锚索(杆),可不实行超张拉,其张拉荷载应由设计确定。 3.3 锚固施工的基本要求 3.3.1 预应力锚固施工前,应做好下列工作: 1

24、应按照相关标准,对锚固区地质条件进行调查,复核设 计提供的地质条件,若有变化,应进行补充勘探。 2 应根据技术标准、设计要求、锚固对象及施工部位地形、 地质、作业条件,制定施工工艺,编制施工组织设计和作业指 导书。 3 应选择有代表性的地质地段或结构进行预应力锚固性能 试验,根据试验成果验证设计参数和施工工艺。试验锚索的数量 不宜少于3根,每根试验锚索应安装测力计并进行长期监测。 4 应做好锚索布置区域的防水、排水设计与施工。 5 应制定锚固区域环境保护、锚索安全施工、文明作业专 项施工方案。 3.3.2 预应力锚索(杆)施工工序宜按造孔、清孔、锚墩制作、 编索、下索、锚固段注浆、张拉锁定、自

25、由段注浆、封锚等工序 顺序施工。 3.3.3 布置在高陡边坡及地下洞室高边墙的预应力锚索(杆)应 按开挖程序自上而下安装,同级边坡或梯段开挖完成后,宜适时 施工该级边坡或梯段的锚索(杆),开挖施工应按SL378的要求 实施。当需调整施工程序时,应根据变形监测结果进行专门论证。 3.3.4 同一锚固区,宜采用同一品种、型号、规格和同一生产 工艺生产的预应力钢丝、钢绞线和锚具。更换材料品种、规格和 型号时应重新进行试验。 3.3.5 当预应力锚索在台架上施工时,应对工作台架进行专门 设计。 3.3.6 封孔注浆前,对有粘结预应力锚索应根据观测锚索锁定 后测力计数值的变化,确定是否实施补偿张拉。 9

26、 4 材料与设备 4.1 锚索(杆)材料 4.1.1 预应力锚索可根据工程性质、规模、锚固部位等情况选 择预应力混凝土用钢丝、预应力混凝土用钢绞线或无粘结预应力 钢绞线。预应力钢绞线的标准强度等级宜为1860MPa(270级) 和1960MPa(290级);预应力锚杆可采用预应力混凝土用螺纹 钢筋,级别不宜低于PSB785级。 4.1.2 采用预应力混凝土用钢丝或预应力混凝土用钢绞线作为 锚索材料时,其力学性能应分别符合GB/T5223和GB/T5224 的规定;采用预应力混凝土用螺纹钢筋作为锚杆材料时,其力学 性能应符合GB/T20065的规定。 4.1.3 无粘结钢绞线外包材料的化学稳定性

27、及防腐介质的质量、 涂敷量和聚乙烯护套厚度应符合JG/T161的规定。 4.1.4 预应力锚索(杆)材料选择,应符合下列规定: 1 承担长期观测任务或有补偿张拉要求的预应力锚索,应 采用无粘结钢绞线。 2 当要求预应力锚索具有一定刚度,或对于预应力锚索安 装有特殊需要时,可采用预应力混凝土用螺纹钢筋。 3 当锚固区域岩体较为破碎,成孔困难时,可选用自钻式 预应力锚杆。 4.1.5 自钻式预应力锚杆应符合下列要求: 1 自钻式预应力锚杆可采用厚壁无缝钢管制作。 2 制作自钻式预应力锚杆的材料应符合GB/T8162的 规定。 3 杆体螺纹应采用冷挤压工艺加工。 4.1.6 进入施工现场的预应力钢丝

28、、钢绞线、无粘结预应力钢 绞线、预应力混凝土用螺纹钢筋和自钻式预应力锚杆材料,每盘 01 (捆)均应具有材质证明书和产品合格证;进场的产品应具有厂 家提供的试验检测报告单;无粘结钢绞线还应提供高密度聚乙烯 树脂和专用防腐介质材料证明书。 4.1.7 进入施工现场的预应力锚索体材料应进行外观检查并记 录检查结果。外观检查应符合下列规定: 1 钢绞线外包装应完整,报告单与生产日期一致,表面应 无油渍、锈蚀、毛刺、损伤;伸直性能良好,无散头,每股钢丝 通长无接头;涂层钢绞线的保护层无损伤。 2 无粘结钢绞线的护套表面应光滑、无褶皱、无裂缝、无 漏油点及未塑化颗粒。 3 预应力混凝土用螺纹钢筋、自钻式

29、预应力锚杆与连接套 管表面不应存在影响其力学性能的缺陷。 4.1.8 进入施工现场的预应力钢丝、钢绞线、无粘结预应力钢 绞线、预应力混凝土用螺纹钢筋和自钻式预应力锚杆材料在使用 前应进行力学性能检测。预应力钢丝、钢绞线和无粘结预应力钢 绞线检测项目应包括极限抗拉强度、伸长率和弹性模量;预应力 混凝土用螺纹钢筋和自钻式预应力锚杆检测项目为极限抗拉强 度。检测方法应按附录A的规定执行,检测频次应为同品种、 同型号、同厂家和同一批次,每60t为一个检测批次,不足60t 应按一个检测批次取样,每批次取样数量应不少于3组。 4.2 锚具和连接器 4.2.1 与预应力锚索(杆)配套使用的锚具可分为夹片锚具

30、、 墩头锚具、螺母锚具和压接锚具4种,锚具可根据锚索结构、产 品技术性能、张拉方式按表4.2.1选用。 4.2.2 预应力锚索锚具型号及尺寸应与设计张拉力相匹配,并 选用厂家制造的定型产品。制造锚具及连接器的材料应符合 GB/T14370的规定。 4.2.3 预应力锚索结构布置图中应标明锚具和连接器的规格及 性能要求。 11 表4.2.1 锚具型式 预应力筋品种张拉端 固定端 安装在结构外部安装在结构内部 钢绞线夹片锚具,压接锚具 夹片锚具, 挤压锚具, 压接锚具 压花锚具, 挤压锚具 单根钢丝夹片锚具,墩头锚具夹片锚具,墩头锚具墩头锚具 钢丝束墩头锚具,冷(热)铸锚冷(热)铸锚墩头锚具 预应

31、力螺纹钢筋螺母锚具螺母锚具螺母锚具 4.2.4 锚具和连接器进场时,应具有下列资料: 1 锚具和连接器的质量检测报告单和产品合格证。 2 压力型锚索还应提供承载板和P型挤压锚产品合格证及 其抗拔性能试验资料。 4.2.5 锚具及连接器进场后,应对全部锚具及连接器进行外观 检查,不应有裂纹和影响受力性能的质量缺陷。应按每批次 10%且不少于10套的频次进行几何尺寸检查,抽检样品全部符 合质量标准为合格,当有一套样品不符合技术条件时,应对进入 施工现场的产品逐套检查,合格者方可使用。 4.2.6 1级、2级水工建筑物锚固工程,锚具进场后应按附录B 的规定进行预应力钢绞线锚具组装件的静载试验,试件数

32、量不 应少于3套。试验结果应满足下列要求: 1 锚具效率系数a不应小于0.95。 2 实测极限拉力时的总应变apu不应大于2.0%。 3 锚具组装件不应出现裂纹或破损。 4.2.7 锚具的硬度检查应符合附录C的规定,检验频次按总件 数的5%抽取,且不应少于5组。 4.2.8 与锚具相配套的钢垫板、螺旋筋、承压板的材质应符合 21 GB/T14370的有关规定,加工尺寸应符合设计要求。 4.2.9 连接器的力学性能指标应与锚具的力学性能指标相同。 4.3 锚索组装件 4.3.1 预应力锚索锚固段的止浆装置应具有良好的止浆功能, 在设计注浆压力下不应漏浆,止浆装置材料应具耐磨性,下索时 与孔壁摩擦

33、不破损。 4.3.2 隔离架和对中支架宜由厂家配套制作,外形尺寸应符合 设计要求。有粘结钢绞线锚索的隔离架和对中支架材质可采用钢 材或合成材料;无粘结钢绞线锚索的隔离架和对中支架材质宜采 用合成材料。 4.3.3 预应力锚索的绑扎材料不应含有对锚索产生腐蚀的成分。 4.3.4 压力分散型锚索的各锚固单元的承压板、P型锚、U型 槽等承载体应采用厂家制造的定型产品。灌浆管、排气阀及自制 的承压板、挤压套、防护罩等材质、加工质量与尺寸应符合设计 要求。 4.4 注浆与防护材料 4.4.1 锚索体注浆应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,质量 应符合GB175的有关规定,水泥强度等级不应低于42.5级。

34、当环境水有腐蚀性时,应采用抗腐蚀性水泥。 4.4.2 进入施工现场的每一批水泥,应有生产厂家出具的出厂 合格证和品质试验报告,水泥进厂检验应按同厂家、同品种、同 强度等级进行编号和取样。每200t水泥为一个取样单位,不足 200t也作为一个取样单位进行检验,检验合格后方可使用。 4.4.3 注浆材料的拌和用水,水质应符合SL677的规定。 4.4.4 注浆材料中添加细骨料时,其质量应符合下列规定: 1 细骨料最大粒径应不大于2.0mm,且级配良好。 2 细骨料中的含泥量应不大于3%。 3 细骨料中云母、硫化物及硫酸盐等有害物质含量应不大 31 于1%。 4.4.5 注浆材料中使用外加剂时,应通

35、过配合比试验确定。其 品质除应符合SL677的有关规定外,水泥浆中的氯化物含量不 应大于水泥重量的0.02%。 4.4.6 闸墩预应力锚索的穿索孔道宜采用钢管或金属波纹管; 水工隧洞环形锚索预应力混凝土衬砌的穿索孔道宜采用高密度聚 乙烯波纹管或金属波纹管。 4.4.7 预埋孔套管几何尺寸应满足下列规定: 1 套管内径应大于锚索体直径10mm。 2 设有隔离架的锚索,套管内径应大于隔离架直径10mm。 3 钢套管壁厚不应小于3mm。 4 金属波纹管壁厚不应小于0.5mm,其径向变形量不应大 于内径的15%。 5 高密度聚乙烯(HDPE)波纹管管壁厚不应小于3mm。 4.4.8 套管宜采用缩节管连

36、接,接头管长度不小于200mm,接 头应严密不漏浆。端部宜采用防水乳胶带封裹。 4.4.9 高密度聚乙烯波纹管及缩节管应具有化学稳定性和耐久性。 4.5 造孔设备 4.5.1 预应力锚索(杆)造孔设备应适应锚固区的地质和施工 场地条件,造孔设备的动力宜选用电动、液压动力源,造孔能力 和造孔质量应满足设计要求。 4.5.2 钻机机架应稳固,钻机扭矩大、提升力强、调整方便, 钻机有效行程应满足快速成孔需要。 4.5.3 钻具连接件的强度应满足最大扭矩的要求,连接方便、 快捷,且通用性好。 4.5.4 造孔设备应具备集尘和防止粉尘扩散功能。 4.6 张拉设备 4.6.1 预应力锚索(杆)张拉设备选型

37、应符合下列规定: 41 1 张拉设备应与锚索类型相匹配。 2 张拉设备的公称张拉力应大于设计要求的超张拉力。 4.6.2 与张拉设备配套使用的压力表宜选用抗震数显压力表, 其精度不应低于1.5级。当施加张拉力时,压力表示值宜为最大 量程的20%75%。 4.6.3 预应力锚索(杆)测力计的选型与使用应符合下列规定: 1 测力计型号及尺寸应与锚具、张拉设备相匹配。 2 测力计最大量程不应小于锚索设计张拉力的150%。 3 测力计性能应稳定,受环境与温度影响小。 4 测力计安装前,应与选用的张拉千斤顶、高压油泵和压 力表配套标定。 5 应提供测力计抗偏载试验资料。 4.6.4 张拉设备在使用前应通

38、过有资质部门的计量检定。 4.7 注浆设备 4.7.1 注浆设备选型应满足下列基本要求: 1 制浆与注浆能力应满足锚索孔注浆速度的要求。 2 应适应浆液类型和浆液浓度。 3 应运行稳定并保持均匀连续注浆。 4.7.2 注浆过程中应保持缓慢、连续、均匀供浆。注浆压力应 稳定,其额定工作压力应大于最大注浆压力的1.5倍,压力波动 范围宜小于注浆压力的20%。 4.7.3 与注浆泵配套的压力表精度不应低于1.5级,其量程应 大于设计注浆压力的1.5倍。 4.7.4 注浆泵上安装的压力表应由有资质的部门进行校准,每 次检验的有效期为1年。 4.7.5 注浆管宜采用耐压橡胶管或耐压PE管,管路系统耐压

39、值不低于设计灌浆压力的1.5倍且不低于0.5MPa。 51 5 锚索体设计 5.1 锚索体选择 5.1.1 锚索体型式应根据锚固工程使用年限、单根预应力锚索 的设计锚固力、锚索的布置、施工条件及使用环境,经技术经济 比较确定。 5.1.2 预应力锚索的锚固段、自由段、锚头及各种连接部件的 结构设计应按等强度的原则确定。 5.1.3 布置在岩(土)体中的预应力锚索长度,应根据伸入稳 定岩(土)体的深度和被加固岩(土)体的厚度确定。预应力锚 索的总长度应为锚固段、自由段和锚头及外露段长度之和。 5.1.4 布置在混凝土结构中的预应力锚索总长度应根据混凝土 结构尺寸、锚索两端锚固锁定方式确定。 5.

40、1.5 拉力型和压力型预应力锚索中各股钢绞线长度应一致; 拉力分散型、压力分散型和拉压复合型锚索中各股钢绞线长度应 根据分散单元的数量和位置确定。 5.1.6 永久性锚固工程应选用胶结式锚固段。当单根预应力锚 索的设计锚固力小于1000kN,锚固区岩石抗压强度大于 60MPa,需要迅速实现张拉的锚固工程或难以使用胶结式锚固段 时,可选择机械式锚固段。 5.1.7 布置在土层、软弱岩体中的预应力锚索应采用压力分散 型、拉力分散型或拉压复合型锚索。 5.1.8 当设计张拉力大于2000kN,计算锚固段长度大于10m 时,可选用压力分散性、拉力分散型或拉压复合型锚索。 5.2 锚索体设计 5.2.1

41、 锚索体设计应包括:选择锚索体材料,确定设计锚固力、 设计张拉力、锚索组装件(隔离架、对中支架、排气管、灌浆 61 管、止浆环等)布置、锚索孔径及锚索体防护措施等。 5.2.2 岩(土)体锚固中,锚索体采用预应力钢丝或钢绞线时, 钢材强度利用系数不宜大于0.6;采用预应力混凝土用螺纹钢筋 或自钻式杆材时,钢材强度利用系数不宜大于0.65。 5.2.3 混凝土结构锚固中,锚索体采用预应力钢丝或预应力钢 绞线时,钢材强度利用系数不宜大于0.65;采用预应力混凝土 用螺纹钢筋时,钢材强度利用系数不宜大于0.70。 5.2.4 根据地质勘察资料分析,岩(土)体加固后还可能产生 较大变形时,应降低预应力

42、钢材的强度利用系数,也可降低锚索 的锁定荷载,降低幅度可根据变形和地应力水平确定。 5.2.5 沿锚索长度方向应安设隔离架。对于陡倾角方向布置的 锚索,隔离架间距不宜大于4.0m;对于缓倾角方向布置的锚 索,隔离架间距不宜大于2.0m。 5.2.6 隔离架的外径应小于锚索孔直径20mm。隔离架的穿索 孔数应与该根锚索钢绞线股数一致,应保证每股钢绞线顺直。隔 离架中还应设有灌浆管和排气管的通道。 5.2.7 隔离架可采用钢材或合成材料制作,厚度不宜小 于10mm。 5.2.8 封孔灌浆后,锚索的水泥浆或水泥砂浆保护层厚度应大 于20mm。 5.3 锚固段结构设计 5.3.1 胶结式锚固段提供的锚

43、固力,应大于预应力锚索的超张 拉力。锚固段长度可按式(5.3.11)确定,并按式(5.3.1 2)复核。对于重要工程或岩体条件复杂的锚固工程还应通过现 场拉拔试验验证。 L1=KPmDC(5.3.11) L1=KPmdC 1n (5.3.12) 71 式中 L1锚固段长度,mm; Pm单根预应力锚索(杆)超张拉力,超张拉力的数 值一般为设计张拉力的110%,N; K锚固段长度的安全系数,按表5.3.11选取; D锚索(杆)孔直径,mm; C胶结材料同孔壁的粘结强度按表5.3.12选 取,MPa; C1胶结材料与预应力钢丝或钢绞线的握裹力,可 取2.0MPa; d单股预应力钢丝或预应力钢绞线直径

44、,mm; n同根锚索预应力钢丝或预应力钢绞线股数。 表5.3.11 胶结式锚固段抗拔安全系数 锚固工程 类别永久性工程临时性工程 锚固孔 方向仰孔俯孔仰孔俯孔 建筑物 级别1234/51234/51234/51234/5 安全系数 K2.22.01.81.51.61.51.41.21.61.51.41.21.31.21.11.1 表5.3.12 水泥浆(砂浆)与围岩粘结强度 围岩类别 粘结强度/MPa1.51.51.21.20.80.80.30.3 5.3.2 锚固段长度不宜大于10m。当计算的锚固段长度大于 10m时,宜采取改善锚固段岩体质量、扩大锚固段孔径或采取 拉力分散型和压力分散型锚索

45、等措施,并对锚固段结构进行专项 设计。 5.3.3 应根据锚固工程的需要和锚固段的岩体强度、锚固段结 构等因素,选择水泥浆、水泥砂浆或树脂作为胶结材料。水泥浆 81 及水泥砂浆胶结材料的抗压强度不宜低于35MPa,树脂胶结材 料的抗压强度不宜低于50MPa。 5.3.4 拉力分散型和压力分散型锚固段单元分级数量及各单元 钢绞线长度,应根据锚索总长度、锚固段地质条件、钻孔直径、 注浆体抗压强度等因素确定,每个单元的锚固力应分别计算,各 锚固单元锚固力之和应大于单根锚索设计的总锚固力。 5.4 锚头结构设计 5.4.1 锚头应由锚墩、孔口承压板、工作锚及封孔保护等部件 组成。观测锚索应设置用于监测

46、锚固力变化的测力装置。 5.4.2 宜采用梯形或矩形钢筋混凝土锚墩,有特殊需要时可采 用钢锚墩。 5.4.3 混凝土锚墩顶面应铺设锚垫板,锚垫板与混凝土面应紧 密接触,与工作锚接触面应平整、光洁。锚垫板厚度可根据锚索 的张拉荷载确定,但不宜小于20mm。 5.4.4 锚头部位钢绞线长度应由锚墩和承压板厚度、工作锚、 工具锚、张拉设备高度另加300500mm裕量之和确定。对于 观测锚索还应加上测力传感器的高度。 5.4.5 锚墩型式和结构尺寸应根据预应力锚索的设计张拉力和 地质条件确定。锚墩的承压面应与预应力锚索张拉方向相垂直。 锚墩混凝土强度等级应根据计算确定且不应低于C30。其抗冻性 应符合

47、GB/T50662的规定。锚墩中还应预留灌浆孔和排气孔。 5.4.6 锚头处于易受碰撞的环境时,锚墩应采取有效的保护 措施。 5.4.7 边坡布置混凝土网格梁时,预应力锚索应布置在网格梁 的交叉处。预应力锚索设计张拉力超过2000kN时,锚墩与网格 梁结合部位应增加交叉处的承压面积。 5.5 张拉程序设计 5.5.1 预应力锚索张拉之前,应对每股钢绞线实行预张拉,预 91 张拉后逐股锁定钢绞线。预张拉施加的张拉力可按设计张拉力的 10%20%控制。 5.5.2 预应力锚索张拉程序设计应符合下列规定: 1 张拉力应分级施加,逐级增加至超张拉荷载,可分四 五级施加。 2 每级张拉荷载下应持荷5mi

48、n,同时测定锚索的实际伸 长值。 3 达到超张拉力时,持荷10min测定伸长值后锁定。 4 锁定后应测定钢绞线回缩值。 5.5.3 拉力分散型、压力分散型和拉压复合型预应力锚索的张 拉程序应根据锚固段分级情况专门设计。 5.5.4 下列工程部位的预应力锚索,不仅应确定每根锚索的张 拉程序,还应确定锚索的张拉顺序,可通过试验或原位监测结果 对预应力锚索的张拉程序和张拉顺序进行专门设计: 1 大型地下洞室群锚区域的预应力锚索。 2 膨胀性地层中的预应力锚索。 3 高地应力地层中的预应力锚索。 4 高边坡群锚工程的预应力锚索。 5 高吨位预应力锚索。 6 压力隧洞环形预应力锚索。 7 闸墩预应力锚索

49、。 8 渡槽与箱涵中布置的锚索。 02 6 锚固设计 6.1 岩质边坡锚固 6.1.1 采用预应力锚索(杆)加固后岩质边坡的稳定应满足 SL386的规定。 6.1.2 预应力锚索(杆)的布置应根据可能失稳的岩(土)体 中软弱结构面位置、产状、加固范围和单根锚索的锚固力确定。 预应力锚索应均匀布置,间排距宜为36m。 6.1.3 沿某一软弱结构面滑动破坏的边坡,预应力锚索(杆) 的锚固角度应按下列原则确定: 1 锚固角度可按式(6.1.3)确定: =-45+2 (6.1.3) 式中 最优锚固角(同水平面的夹角),(); 滑动面倾角,(); 结构面的内摩擦角,()。 2 当最优锚固角度为-10+10时,锚固角度宜调整 至-10或+10。 3 难以按最优锚固角布置时,应通过技术、经济比较确定 锚固角调整幅度。 6.1.4 倾倒、崩塌破坏失稳的边坡,总锚固力应按可能失稳的 块体体积确定,锚固方向宜垂直张开面。 6.1.5 当锚头部位岩体条件不满足锚索承载力要求时,可采取 加大锚墩尺寸、浇筑混凝土格梁等措施。 6.1.6 岩质边坡锚固区域的截水、排水设计应符合SL386的规定。 6.2 土质边坡锚固 6.2.1 土质边坡采用预应力锚索(杆)加固措施后,边坡稳定 12 应符合SL386的规定。 6.2.2 滑动面在土体中时,锚固段应布置在稳定的土体中,锚 固段提供的锚固力宜满足施加的超张拉