锚杆挡土墙施工工艺课程设计

'兰州交通大学博文学院课程设计目录一概述1二锚杆挡土墙的构造组成1三工艺设计及流程原理2（一）防护原理2（二）工艺设计要求3（三）注浆3（四）锚头及锚锭板3（五）施工工艺流程4四施工操作及质量控制4（一）施工操作要点4（二）质量要求及质量控制要点6五质量与安全7（一）质量通病的防治及处理7（二）安全及环保措施8参考文献99 兰州交通大学博文学院课程设计锚杆挡土墙施工工艺一、概述锚杆挡土墙是铁路基建工程的一种轻型支档形式，适宜于墙高较大、石料缺乏、地基不良以及挖基困难地区具有锚固条件的路基挡土墙和岩石路堑，一般多用于路堑挡土墙。二、锚杆挡土墙的构造组成锚杆挡土墙由立柱、挡板和钢锚杆三部分组成。立杆和挡板承受土的侧压力，同时利用锚杆与土的抗拔作用维持挡土墙的垂直稳定。使用的锚杆主要有楔形锚杆和灌浆锚杆两种。楔形式锚杆俗称小锚杆是对锚杆施加一定压力后，使杆端楔缝的楔子张开，从而将锚杆卡紧在岩石中。灌浆锚杆俗称大锚杆，要用钻机钻孔。锚空直径一般为100～150mm，间距不小于2.0m，锚杆插入锚孔后在灌浆不低于300号的水泥砂浆，使其锚固于稳定的地层内。当用于土层时，因土层与锚杆间的锚固能力较差，尚需采用加压灌浆或内部扩孔的方法提高其抗拔力，称为预压锚杆或扩孔锚杆。采用灌浆锚杆，抗拔力较大，一般多用于路堑挡土墙。根据使用的锚杆不同，锚杆挡土墙可分为柱板式和板壁式两种。柱板式锚杆挡土墙锚杆挡土墙其墙面由预制的立柱和挡板组成。柱板式挡土墙挡土板锚杆肋柱La--有效锚固段长.Lf--自由锚杆段长.圆柱形钻孔图锚杆孔LaLf锚杆锚杆挡土墙示意图9 兰州交通大学博文学院课程设计锚杆挡土墙结构具有自重轻、省材料、施工快、柔性大、能适用于承载力较低的地基。采用锚杆挡土墙，可以代替庞大的圬工结构，基本不占用多少空间。三、工艺设计及流程原理锚杆挡土墙可作为山边的支挡结构物，也可用于地下工程的临时支撑。在墙较高时，它可以自上而下分级施工，避免坑壁及填土的坍塌。对于开挖工程它可避免内支撑，以扩大工作面而有利于施工。同时由于其施工占地少，可缩小基础开挖面积，加快施工速度。这种挡墙对于岩石陡坡地区及挖方地区有利。（一）防护原理锚杆挡土墙是靠锚固于稳定土石层中锚杆所提供的拉力，以承受结构物对挡土墙的土压力、水压力来保证挡土墙的稳定。（二）工艺设计要求（1）锚杆直径及钻孔直径在锚杆挡土墙中，锚杆必须承受一定的抗拔力，并且通过注浆连接并固结周围土体或岩体，因此，锚杆直径及钻孔直径均不能过小，一般采用Φ25～28mm螺纹钢锚杆，φ68～110mm直径钻孔。（2）锚杆长度选择锚杆长度选择主要考虑两个方面的因素，即提供足够的抗拔力和加固边坡岩体，其要求长度主要取决于墙后坡面土体或岩体的性质，如土质边坡的密实情况，石质边坡节理、裂隙的产状和发育情况等。锚杆上下排间距不宜小于2.0m，水平间距不宜小于1.5m；锚固段长度不应小于4.0m；自由段长度不宜小于5.0m，并应超过潜在滑裂面1.5m。但锚杆总长一般不宜超过20m。1．岩质地段锚杆L=σs/4u·dL=（K-σs）/·d式中σs——锚杆的极限抗拉强度（MPa）u——砂浆对钢筋的平均握固力，一般u=2.5-4.0MPa;d——锚杆直径（cm）K——安全系数。2．土质地段锚杆（包括风化岩石、页岩、泥岩、半岩质类的地段）L=K·T1/τ·D(C+K0·r·h·tgρ)式中K——安全系数9 兰州交通大学博文学院课程设计T1——极限拉力（N）D——锚杆钻孔直径（cm）C——锚固区土层的黏聚力ρ——土的摩擦角；r——土层的容重量（Kn/m2）h——锚固段以上地层覆盖厚度；K0——锚固段的孔壁土压系数。一般要求有效锚固长度不小于5m。或采用加压灌浆及内部扩孔工艺提高抗拔力（三）注浆锚杆注浆一般采用水泥砂浆，要求强度等级一般不小于M20。（四）锚头及锚锭板当挡土墙肋柱就地灌注时，锚杆必须插入肋柱，并保证其锚固长度符合规范要求。当肋柱为预制拼装时，锚杆与肋柱之间一般采用螺栓连接，由螺钉、端杆、螺母、垫板和砂浆包头所组成，也可采用焊接钢筋等形式以保证锚固力的传递。（五）施工工艺流程清理边坡钻孔布置钻孔安设锚杆注浆安装锚头（焊接骨架钢筋）挡土墙施工锚杆制作配合比选定验收锚杆施工工艺流程图9 兰州交通大学博文学院课程设计四、施工操作及质量控制（一）施工操作要点1．施工准备复核设计图纸，掌握设计意图,拟定施工方案，组织三级技术交底及安全交底。根据设计图纸，选择砂浆及混凝土配合比，按设计坡率清理边坡。2．肋柱、挡板预制(1)构件可采用工厂化或就地预制，采用何种形式要根据现场实际和施工单位条件而定。一般当施工现场场地狭窄，选择工厂预制，可保证面板质量，但在运输过程中要采取有效措施防止构件破损。面板在运输和堆放时要竖立不可平放堆叠。(2)预制场地要平整加固，当采用底垫时可不设置混凝土地面；面板预制模板以组合钢模板为佳，若采用木模时应内衬铁皮；模具要涂刷隔离剂，使用后及时清理。(3)按规范要求做好钢筋及预埋件的下料、弯制、绑扎、焊接等工序，预制时应控制好预埋件（预埋孔）位置和混凝土保护层厚度，不得有露筋现象。(4)按照配合比配置干硬性或半干硬性混凝土，严格控制用水量。采用混凝土振动器振捣混凝土，边角处辅以人工捣固，确保混凝土密实。(5)按规定做好构件的脱模、养护，当混凝土达到一定强度后可集中养护28天。3．边坡开挖锚杆挡土墙应自下而上进行施工，施工前，应清除岩面松动石块，整平墙背坡面。一般要跳槽开挖，除尽量缩短工期外，还应根据情况考虑临时支撑，以免山坡坍塌，影响锚杆抗滑力。4．施工放线及钻孔首先用仪器定出肋柱的基线柱和各个锚孔的位置，并设置孔口方向桩，以便校核该孔。锚杆挡土墙的钻孔，可采用冲击钻和旋转钻。气动冲击钻用于在硬质岩层中钻孔，效率最高，常用的型号为YQ-100型潜孔钻机，同时配以10㎡/min的空气压缩机,钻进速度很快.当所需孔径较小而浅时,也可以用一般风枪钻孔,对于分化破碎的岩层,通常采用旋转钻,这是因为冲击钻冲击下来的大块岩石屑不易吹出,常出现卡钻现象.当岩层分化程度严重或其性质接近土质地层时,可加用套管钻进,以保证钻孔质量.5．锚杆制作安装及防锈处理9 兰州交通大学博文学院课程设计（1）锚杆类型规格及性能应与设计相符合，应按施工图尺寸下料、调直、除污、制造。（2）插入钻孔的锚杆要顺直，并应除锈，在锚固段部分一般用水泥砂浆防护；锚杆孔外部分需做防锈层，采用在钢筋表面涂防锈底漆，再包扎沥青麻布两层或塑料套管及化学涂料等方法进行防锈。如防锈层局部遭到破坏，应及时加以修复处理。（3）锚杆放入孔内时需居中，可沿锚杆长度间隔2m左右焊接定位支架。孔位允许偏差±50mm，深度允许偏差+50mm，-10mm。（4）清孔完毕后应及时安装锚杆，把预制好的锚杆钢筋缓慢地送入钻孔内，定位支架在锚杆下部撑住，插入锚杆时应将灌浆管与锚杆钢筋同时放至钻孔底部。预制的锚杆钢筋应保持顺直。（5）有水地段安装锚杆，应将孔内水排除或采用早强速凝药包式锚杆。6．灌浆灌浆工作是锚杆挡土墙的关键工作，它直接影响到建筑物的安全使用，因此应严格依照施工工艺进行施工。（1）按施工配合比采用搅拌机拌制砂浆，随拌随用，经过2.5mm×2.5mm的滤网倒入储浆桶，桶内水泥砂浆在使用前仍需低速搅拌，防止砂浆离析。（2）压浆用砂以中粗砂为宜，配合比一般为1∶1（重量比）、水胶比不大于0.4～0.5的水泥砂浆，用C42.5好普通水泥沙浆配制，有条件的应可能采用膨胀水泥。为避免孔内产生气垫，压浆泵料仓内要始终有一定的砂浆。（3）采用重力灌浆与压力灌浆相结合的方法灌注。先将内径5cm胶管与锚杆同时送入距锚孔底10cm处，用灌浆泵（灌浆压力为0.3MPa左右）使砂浆在压力下自孔底向外充满。随浆灌筑，把灌浆管从孔底朝孔口缓慢匀速拔出，但要保持出管口始终埋入砂浆1.5m～2.0m。当砂浆灌至孔口时立即减压为零，以免在孔口形成喷浆。灌浆管拔出后立即浆制作好的封口板塞进孔口，灌浆结束。（4）砂浆锚杆安装后，不得敲击、摇动，普通砂浆在3d，早强砂浆在12h内不得在杆体上悬挂重物。（5）灌浆完成后，应将灌浆管.压降泵.搅拌机等用水冲洗干净。7．肋柱挡板安装（1）待锚杆孔内砂浆达到施工图标示强度70%以后，方可进行立柱和挡板安装工作。安装挡板时，应随时作反滤层和墙背回填。9 兰州交通大学博文学院课程设计（2）挡板安装前应将飞边打掉，防止安装后超出柱顶，对立柱、挡板的倒运、安装应符合混凝土强度要求并防止碰撞和震动，以免损坏构件。（3）锚杆挡土墙立柱间距要求正确或用卡尺固定，以使挡板和柱搭接部分尺寸符合施工图要求；挡板与立柱搭接部分接触面应保持平整，可填入少量砂浆，避免产生集中受力。（4）锚杆焊接、锚固及防锈是锚杆施工中的关键工序，应严格按施工工艺操作。8．铺设反滤层泄水孔泄水孔按施工图要求设置，孔径为φ100mm，当墙背土为非渗水土时，应在最低排泄水孔至墙顶以下0.5m高度内，填筑不小于0.3m厚的砂砾石等反滤层。（二）质量要求及质量控制要点1.钻孔（1）钻孔直径、深度、倾斜度应满足设计及规范要求。（2）钻孔位置应根据设计精确定位，间距不应大于2cm。2.锚杆（1）锚杆钢筋的直径、长度、顺直度应符合设计要求。（2）锚杆应按设计安装对中器，保证锚杆位于钻孔中心。（3）锚杆头嵌入肋柱的长度或锚杆头与面板的连接长度应符合设计要求。3.注浆（1）注浆应严格按配合比进行，大面积注浆前应进行试注。（2）注浆压力符合设计要求，注浆应饱满。有条件时，应采用锚杆注浆密实度检测仪检测注浆密实度。4.锚锭板及墙体（1）当现浇肋柱时，锚杆头嵌入肋柱的长度应符合要求并与骨架钢筋按设计连接；（2）当采用拼装面板或肋柱时，锚头与肋柱、面板的连接方式及长度应满足设计要求。（3）肋柱平面位置应符合设计及规范要求，以保证预制挡土板的安装精度。（4）墙体的平面位置、倾斜度、混凝土强度均应符合设计及规范要求。5.质量控制要点9 兰州交通大学博文学院课程设计锚孔位置、直径、倾角、深度及锚杆长度允许偏差及检验标准序号项目允许偏差施工单位检查数量检验方法1位置±50mm每孔2组4点经纬仪测、尺量2直径（＋10,-5）mm每孔2组4点尺量3倾角±3%每孔导杆法测量4深度±50mm每孔尺量5锚杆长度±50mm抽查10%尺量1．钻孔。钻孔的直径、深度、倾斜度必须满足设计及规范要求，尤其是坡面破碎时，应防止坍孔。2．注浆。严格按配合比施工，从孔底向孔口注浆，应保证注浆的密实度。3．锚杆与肋柱（或装配式墙面板）的连接长度、连接方式必须符合设计要求。五、质量与安全（一）质量通病的防治及处理1.成孔不符合要求主要表现为坍孔、倾角不符等两种形式。（1）形成原因1）钻孔支架固定不牢固，钻机钻进过程中位置发生改变。2）受坡面岩性影响或成孔时间过长，孔内坍孔。3）空压机压力不够或所配套钻机过多，无法全部吹出钻碴。（2）处理方式。1）坍孔处理。原孔重钻，并提高压缩空气压力，增加吹碴能力；严重坍孔，应先灌注纯水泥浆或水泥砂浆后重新施钻。2）偏孔处理。孔内灌注纯水泥浆或水泥砂浆，重新施钻。（3）预防措施。1）支架搭设须牢固可靠，尤其钻机支架应保证稳定，在钻机过程中不发生移2）空压机应与钻机配套，在破碎岩层中钻进时应增大吹碴压力，并且成孔后及时进行下一步工序。2.注浆不密实（1）形成原因9 兰州交通大学博文学院课程设计1）注浆时，拔管速度过快，注浆压力不够。2）未注满钻孔。（2）处理方式采用千斤顶拔出锚杆，重新钻孔，重新注浆。（3）预防措施。1）注浆时，严格按设计、规范要求的程序进行，拔管速度与注浆速度配套。2）注浆压力必须满足设计、规范要求，当压力无法达到要求时，应暂停施工，拔出锚杆，查明原因后重新清孔注浆。3）注浆时，应待排气管（出浆管）冒出稠浆，并持续保持一定注浆压力后方能停止。4）注浆配合比设计时，可考虑掺加铝粉等微膨胀剂。（二）安全及环保措施（1）施工前，对边坡进行全面清理，清除浮土、危石等，当锚杆挡土墙上方还有边坡等时，还应在顶部增设临时防护。（2）支架搭设应牢固可靠，必要时，需在坡面设连接杆，将支架与坡面连接为整体。（3）工作步板需固定牢固，作用面处应挂设安全网，施工人员必须佩戴安全帽。（4）空压机等压力设备，应加强检查与检修，保证可靠的工作状态。（5）钻孔作业区的粉尘浓度不应大于10mg/㎡。施工应按规定要求测定粉尘浓度。（6）钻孔及灌浆作业人员，应采用个人防尘、防护面具。（7）灌浆剩余砂浆收集处理，不得随意丢弃。参考文献9 兰州交通大学博文学院课程设计[1]朱永全,宋玉香.隧道工程[M]，北京；中国铁道出版社；2005[2]王进，铁路工程施工；北京；中国铁道出版社；20129'