水工预应力锚固施工规范条文说明Word文件下载.docx
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8质量与安全
9验收
编制说明
6O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,7O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,1987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。
1987年5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11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》。
1989年5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10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,1990年4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12月完成了《水利水电工程预应力锚固施工技术规范》(送审稿)。
1992年4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。
1总则
1.0.1本规范的适用范围。
1.0.2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。
1.0.3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QC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。
1.0.4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:
①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;
②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。
2一般规定
2.0.1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。
80年代,XM型、QM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。
2.0.2本条所指非国标预应力钢材包括:
(1)未编入国家标准的新钢种;
(2)为特定条件研制的特种预应力钢材;
(3)国外进口的标准预应力钢材;
(4)国外进口的非标准(缺少标签及说明书者)预应力钢材。
2.0.3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之一;
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。
2.0.4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。
2.0.5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。
2.0.6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0.02%”的规定来源于《海港钢筋混凝土结构防腐蚀》(JTJ228)第2.1.2条。
2.0.7本条对混凝土原材料没有提出新的规定。
《水工混凝之施工规范》SDJ207,对细骨料、粗骨料中硫化物及硫酸盐含量按重量折算成SO3不得大于1%、0.5%;
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5000mg/L,硫酸根离子不超过2700mg/L,氯离子含量不超过300mg/L。
2.0.8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。
2.0.9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。
2.0.10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。
2.0.11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。
2.0.12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。
2.0.13张拉机具的选型,除可参考附录A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。
2.0.14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。
3造孔
3.1钻孔
3.1.1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》SL62一94执行。
3.1.2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0.8%,这与日本6O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。
3.1.3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,如需变更孔位,亦应征得设计人员同意。
3.1.4某些施工者为了符合终孔孔斜误差不大于3%(约2°
)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0.5°
~1.0°
。
这样终孔时的孔斜误差,从表面上看小于2°
,符合设计要求,但实际上却是2.5°
~3.O°
,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O.5°
~1.O°
折弯,这对锚束受力极其不利。
3.1.5加强钻具的导向作用是减少孔斜误差的关键。
具体措施是:
(1)加大钻杆刚度,加长岩心管长度,并及时校正变形的岩心管;
(2)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;
(3)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。
3.1.6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。
3.2预留孔
3.2.1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。
3.2.2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。
3.2.3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。
3.2.4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,前者除了支撑牢靠外,还必须服从拔管作业要求,不得妨碍拔管作业。
3.2.5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。
3.2.6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1.5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。
3.2.7管模支架安装精度,按一般金属结构控制。
3.3锚孔围岩溶浆
3.3.1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。
3.3.2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,可采取自下而上分段灌浆,段长不大于8m。
其他事项应按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62一94执
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