中铁二十二局集团重庆轨道环线二期土建一标 海峡路一侧边坡支护预应力锚索工程安全专项施工方案
4.3.12锚索张拉及锁定
锚索张拉及锁定施工工艺流程如下所示:
检查条件→安装锚环、夹片→安装千斤顶→启动油泵→张拉→锁定→切除多余预应力筋
(1)张拉计算
预应力筋张拉采用单端张拉,以张拉及与伸长值进行双控,张拉锁定值为880KN,根据《建筑基坑支护技术规程》( JGJ120-2012)第4.7.7条的规定:“锚杆锁定值宜取锚杆轴向拉力标准值的(0.75~0.9)倍”,本工程取0.9倍,则锚杆轴向拉力标准值Nt=880KN/0.9=978KN。
张拉前先对张拉设备进行标定,根据标定后的标定方程进行预应力计算,具体计算详见第七章。
(2)张拉程序
对于锚固体及外锚墩,当其同条件养护试块试压强度达到设计强度的90%后并报检监理,经同意后方可张拉,正式张拉前对各种长度类型预应力筋各取一组筋(3根),按0.1~0.2倍设计轴向拉力值进行预张拉1~2次,使其各部位接触紧密,索体完全平直。预张拉时,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。锚杆张拉试验按下列规定进行:
考虑锚索在放张锁定过程中预应力的损失,需要对锚索进行超张拉,即超张拉后放张锁定后,锁定值能达到预期锁定效果,根据《建筑基坑支护技术规程》( JGJ120-2012)的规定,锁定时的锚杆拉力取锁定值的1.1~1.15倍,初始荷载取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍;加荷等级与观测时间按下表进行:
预应力张拉加荷等级与持荷时间表
加荷等级 观测时间(分钟) 0.10Nt 0.25Nt 0.50Nt 0.75Nt 1.00Nt 1.1倍锁定值 5 5 5 10 15 5 在每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移不应少于3次;达到最大试验荷载后观测15min,卸荷至0.1Nt,并测读锚头位移。锚杆锁定值必须符合
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设计预应力的要求,锚杆锁定后若经检测发现明显的预应力损失,进行补偿张拉。
(3)张拉步骤
在张拉端安装锚环、夹片,两片式夹片需同时推进到锚环里。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0.1σcon时停止加荷,读取初始读数,并持荷5min;当张拉应力达到0.25σcon时停止加荷,读取初始读数,并持荷5min......,依次按“预应力张拉加荷等级与持荷时间表”的要求张拉至设计张拉力(1.0σcon)、1.1倍张拉锁定值时,记录伸长值,退出千斤顶。
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ALP按下式计算:
△Lp=FpmLp/ApEp
Fpm——预应力筋的平均张拉力(N); LP——预应力筋的长度(mm) AP——预应力筋的截面面积( mm2 ) EP——预应力筋的弹性模量( N/mm2 )
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95%一110%的范围之间。具体计算详见第七章。
预应力筋张拉验收:预应力筋张拉时,必须如实填写“预应力筋张拉原始记录表”。
张拉完毕,根据“预应力筋张拉原始记录”整理出“预应力筋张拉伸长值整理表”,作为预应力施工技术资料的一部分。
切除多余预应力筋:张拉完成后用小砂轮机切除张拉端多余的预应力筋,预应力筋截留长度为100mm。
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4.3.13自由段注浆
张拉锁定之后,进行自由段注浆,具体施工方法同锚固段注浆。 4.3.14封锚
封锚施工工艺流程如下所示:
施作水泥砂浆保护层→钢筋网封闭→砼外封
锚索张拉锁定、自由段二次灌浆完成封口后,从锚具量起留100mm的钢绞线,并做成厚度不小于100mm的1:2水泥砂浆保护层,再用钢筋网罩封闭,做成100mm厚C30细石混凝土外封,混凝土保护层厚度不小于50mm。 4.4锚杆试验
为了验证设计估算的锚固长度是否足够安全,在施工前和验收阶段应进行现场锚杆抗拔试验,以取得地层实际抗拔力数值。试验项目包括极限抗拔试验、性能试验和验收试验。
验收试验锚杆的数量取锚杆总数的5%,且不得少于5根。本工程锚杆总数为144根,144*5%=7根,即取7根进行试验。
基本试验:基本试验亦称极限抗拔试验,用以确定设计锚杆是否安全可靠,施工工艺是否合理,并根据极限承载力确定允许承载力。试验在有代表性的土层中进行。所用锚杆的材料、几何尺寸、施工工艺、土的条件等与工程实际使用的锚杆条件相同。荷载加到锚杆破坏为止,以求得极限承载力,根据承载能力再除以安全系数K,即为土层锚杆的允许使用荷载。对于临时性锚杆,当外荷按主动土压力计算时,取K:1.5;当外荷按静止土压力计算时,K:1.33。试验设备采用YDC3500千斤顶和ZB4-618型高压油泵在锚杆外施加拉力。每次加荷值为设计荷载的20%-25%,试验数量不少3根。
性能试验:性能试验又称抗拉试验,目的是求出锚杆的荷载-变位曲线,以确定锚杆验收的标准。试验一般在锚杆验收之前灌浆达到70%强度之后进行。张拉试验的锚杆数量应为施工总锚杆总数的5%,但不少于5根,以检验是否符合设计和施工质量要求。所用锚杆的材料、几何尺寸、构造、施工工
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艺应与施工的锚杆相同。但荷载不加到锚杆破坏。锚杆的加荷方式,依次为设计荷载的0.25、0.50、0.75、1.00、1.20和1.33倍。
验收试验:验收试验是检验现场施工锚杆的承载能力是否达到设计要求,确定在设计荷载作用下的安全度,并对锚杆的拉杆施加一定的预应力。加荷设备用穿心式千斤顶在原位进行。检验时的加荷方式,对临时性锚杆,依次为设计荷载的0.25、0.50、0.75、1.00、1.20倍(对永久性锚杆加到1.5倍),然后卸载至某一荷载值(由设计定),接着将锚头锁紧固,此时即对锚杆施加了预应力。每次加荷后要测量锚头的变位值,将结果绘成荷载-变位图,以此与性能试验的结果对照,如果验收试验锚杆的总变位置不超过性能试验的总变位量,即认为该锚杆合格,否则为不合格,其承载能力要降低或采取补救措施。 4.5检查验收
(1)检查配备预应力锚索施工所需各专业技术人员、管理人员和技术工人落实到位情况以及挖机、装载机、拉渣车等机械操作人员操作证书是否齐全。
(2)脚手架搭设施工前首先做好场地平整、边坡处置等检查验收工作。作业人员作业前是否按要求配戴好安全帽、安全带及安全绳等相关劳保用品。
(3)脚手架搭设完毕或分段搭设完毕,按规定对脚手架工程的质量进行检查,如钢管及扣件材质、横杆及立杆间距、水平杆间距、连接墙件设置、剪刀撑设置、脚手板设置等是否符合要求,经检查合格后方可交付使用。
(4)夜间施工时是否设置警示灯及足够的照明,在预应力张拉等危险性大的作业时,周边是否设置警示标志并安排专人警戒。
(5)钻机是否固定在已搭设完成的脚手架上,以防止钻机在钻进过程中摆动。
(6)吊装作业重点检查吊装单位资质证书,所选用吊车的合格证、检测证,各操作人员的上岗证书,检查吊车各项性能是否完好。检查吊装用钢丝绳、卡环材料是否符合要求。
(7)张拉设备的起吊是否设有专人指挥,起吊时的捆绑点是否合适等。
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五.施工安全保障措施 5.1组织保障
建立预应力工程现场安全组织机构和安全管理保障体系,成立安全生产领导小组,项目经理为安全生产第一责任人,项目安质环保部为安全保障职能部门,并有其他部门共同参与。项目部设专职安全员跟班作业,形成自上而下的安全管理体系。
安全领导小组以施工安全、人员安全、财产安全为工作职责,层层签订安全责任书,严格遵守有关安全生产和劳动保护方面的法律法规和技术标准,建立健全安全生产保证制度,定期检查安全生产情况,召开安全会议,发现问题及时解决,制定安全措施,搞好安全教育,消除事故隐患,把事故隐患消灭在萌芽状态。
项目经理部、施工队、班组、施工作业人员逐级签订安全生产包保责任状,形成自上而下、齐抓共管、群防群治的安全保证体系,把安全生产目标管理同安全管理责任制结合起来,同员工切身利益挂钩,对达不到安全生产规定指标者,明确奖励和处罚条款,定期兑现奖罚。对作业人员及管理人员实行安全施工技术及安全操作规程等方面的培训,使作业人员都能够提高安全意识,掌握安全知识,确保安全工作万无一失。
本项目实行安全生产组织机构分三级管理,即:一级管理由项目经理负责,成立安全生产领导小组,项目经理任组长,安全总监副组长。二级管理由专职安全工程师和专职安全员负责。三级管理由施工队领工员(或班组长)负责,各作业点设安全监督员。
安全管理体系框图如下:
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