灌阳县水车水库除险加固工程大坝右岸下游滑坡体处理预应力锚索施工质量控制要点 12页

灌阳县水车水库除险加固工程大坝右岸下游滑坡体处理预应力锚索施工质量控制要点墨匿圃刚建筑科学灌阳县水车水库除险加固工程大坝右岸下游滑坡体处理预应力锚索施工质量控制要点连祚侦(广西桂林宝鼎工程建设监理有限责任公司广西桂林541001)摘要:结合水车水库大坝右岸下游滑坡体处理工程的特点,详细的分析介绍了预应力锚索施工质量控制要点,仅供同行们交流参考.关键词:大坝滑坡体监理工程师预应力锚索质量控制要点中图分类号:TV6文献标识码:A文章编号:1672-3791(201o)o2(c)一0066—021工程概况水车水库枢纽工程于1969年动工兴建,由大坝,东西干渠,坝后电站三大部分组成,属于中型水利枢纽工程,本次除险加固项目总投资6000余万元.大坝为浆砌石重力坝,左坝段(厂房段)64m,中间溢流堰段(闸坝段)76.Om,右坝段(含筏道)60.35m.其中右坝段基岩断层破碎带比较发育,基岩为砂岩,且有软弱夹层,岩层倾向下游,被上游F4与下游F2两条断层割断.坝基下深层泥化页岩滑动面的抗滑稳定不满足要求,深层滑动面距现状地面约6.5m～7.Om深.一旦下游岩体受冲而破坏,大坝基础的稳定更是雪上加霜.本来就不稳定的深层n基岩将会随着下游面滑动体的失隐而破坏.右坝段的破坏直接带来东干渠断流,筏道破坏,威协溢流坝段,乃至整个大坝破坏,后果极其严重.2加固设计方案加固设计方案,一是由于该坝段的岩石比较破碎,在坝的下游坡脚滑动体的面上浇筑1.5m厚的钢筋混凝土盖板,在垂直滑动面的方向布置抗剪筋,增强岩体的整体性,增加深层滑动的安全度,锚筋按纵横向间距1.9m布置锚筋孔,孔深lOm,孔径50mm,孔内锚25的钢筋,孔内灌M20的水泥砂浆.二是在垂直滑动面的方向布置预应力锚素.锚索因加有预应力在抵抗岩体的深层滑动时是主动的,对抵抗滑动体的稳定更直接,更有利;按5.Om间距布置孔深25m的锚索,每根的拉力为300t;在锚索施工时先对锚索孔进行固结灌浆,可大大降低地下水对锚索的腐蚀,增加锚索的耐久性.在大坝的下游坡脚滑动体的面上浇筑1.5m厚的钢筋混凝土盖板项目完成后,才进行在垂直滑动面的方向布置预应力锚索的施工.本文只对预应力锚索施工质量控制要点进行详细分析介绍.3预应力锚索施工质量控制要点3.1测量放样钻孔质量控制监理工程师在施工测量放样前应该审查施工方的测量放样措施计划,包括测量控制点设置,放样方法,程序,技术措施等n必须符合设计规范要求.钻孔前要核查采用锚固钻机设备是否满足施工需要,机械设备的选型是否满足要求,钻孔孔径按设计要求取值,锚索孔径误差控制在±2ram范围内.根据设计坐标点在现场放出钻孔孔点及钻孔控制线,锚索孔位放线,各方向误差控制在±1厘米范围内.用罗盘定位测量,用钻机微调螺杆调节,在钻杆薄弱环节安装钻杆扶正器进行孔道纠偏,并随时检测钻进过程中孔斜误差,监理工程师要随时跟进抽查.为保证钻孔时钻机稳固,保证钻孔精确,在建基面打风钻孔,埋设锚筋或钢管,利用钻机支撑架加固钻孔,以保证钻机不发生轴向位移,使钻机压力均匀分散于建基面.脚手架上安装钻机专用钢管,摆放钻机,用方向架放出锚素方位角,测角仪调整倾角,误差不超过:倾角±0.5度,方位角±1..监理工程师在旁站钻进过程中应注意的问题:对于质量较好的岩层中使用潜孔冲击钻孔,在松弱,破碎的岩层中采用旋转钻机多次成孔;若钻进深度已达到设计孔深,而锚固段仍处于破碎带或断层等软弱岩层内时,经监理工程师同意后,继续钻进,并每间隔1m收集一次岩粉,用来判断孔内岩体情况,确保内锚段处于微风化岩层,并且微风化岩层大干内锚段段长;若遇到溶洞,溶沟和溶槽,先进行灌浆固结和充填,然后重新钻孔;若遇到裂隙漏风地层,n由于孔内漏风使排粉能力下降或排不出粉尘,给钻进造成困难时,采用分段或全孔段固壁灌浆(M25)二次扫孔的方法解决.3.2锚索制作安装质量控制锚束制作前,进行外观检查,钢材无锈蚀,扭结划伤,刻痕等;按要求取样进行有关实验合格后,经监理工程师同意方可用于锚索加工.加工过程中,监理工程师要随时取样抽查,并注意以卜『口】题:钢绞线料采用金刚砂轮切割,切口两侧用20号铅丝绑扎,以免切割后切口松散.下料长度取设计孔深加1.5m,如遇到安装有锚索测力计,取设计孔深加长2.2m.下料后将内锚段及锚头PE套管剥去,使用清洁剂去油脂并套上止油护套;在内锚固段与自由张拉段相连部位,钢绞线PE套管用胶带缠封,以免灌浆时浆液浸入.钢绞线按14根编排绑扎成一束,编束时钢绞线不允许有交叉现象,锚索头部套上锥形导向帽,用环氧树脂锚固,以利于锚索下锚;波纹管对中隔离支架选用PE塑料隔离支架,在锚固段范围每隔2m布设一个,中间扎胶带一道;张拉段内每隔2m布置一个,端头2m区段内加密到1m.66科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION穿素采用人工方法进行,锚素曲率半径不小于3m,以免破坏波纹管;放束时锚束均匀用力,锚束就位后抽动活结,使外夹片n弹开,嵌紧孔壁.对于上仰锚索穿束前,在锚孔周围设置4根直径为12mm的插筋锚杆,孔深50cm,锚杆长llOcm,安装时,用8号铅丝将锚索体固定在插筋锚杆上.3.3锚索灌浆质量控制钻孔完成后进行简易压水试验,试验压力不小于0.32MPa,栓塞位置在钻孔内3iTI左右,透水率能满足设计要求不超过l0Lu,即可进行灌浆,否则需要进行处理,直到按要求进行有关实验合格后,经监理工程师同意方可进行.灌浆过程中,监理工程师要实行旁站监理控制施工质量,注意检查以下几个方面:锚索灌浆采取孔口封闭的有压排气灌浆,灌浆压力不小于0.4MPa,灌浆材料采用M35(7d)的纯水泥浆.对上仰锚索,浆液由止浆环处注入,空气压向孔底,由孔底进入排气管排出孔外;对下倾锚索,注浆管插至孔底,浆液由孔底注入,空气由止浆环处的排气管排出.连续缓慢灌注浆液,当灌浆量大于理论吸浆量,回浆量比重不小于进浆量,且稳定30min,孔内不再吸浆,即进,排浆量一致,注浆结束.在浆液初凝前,进行不少于2次补灌,当浆液凝固到不自孔中回流出来之前,保持不小于0.4MPa的压力进行闭浆.锚固段和自由段一次灌浆形成,锚固段灌浆压力0.3MPa～0.5MPa,排气管回浓浆后以0.5MPa的压力闭浆,闭浆时间30min,n自由段灌浆压力不小于0.8MPa.3.4锚墩浇筑及锚具安装质量控制内锚段灌浆结束后,经监理工程师同意,方可进行外锚头垫座砼浇筑,在立模前先按设计要求开挖,清理基础面,使其表面清洁,然后按图施工安装孔口管与锚垫板,埋设骨架钢筋,钢筋网,架立模板后浇筑砼.预埋前,首先用手风钻按模板设计图打预埋插筋孔,保证孔口管与锚垫板埋设准确,牢固,再埋设螺旋筋及钢筋网;钢筋网片加工时,可首先焊三面,余下一面立模时,再行绑扎或焊接.立模时,先将二期进浆管调整至孔口上槽内,同时拉紧,再埋设钢套管及=期进浆管护管,孔口用水泥砂浆封裹,并调整钢筋网片位置.垫座砼采用C35砼,外锚头采用C20砼.锚头垫座砼浇(下转68页)用HRB335钢筋)和6.88%(采用HRB400钢筋)左右.同时由于混凝土设计强度的降低,可以有效地降低墙及楼板的裂缝,特别是地下室外墙板,减少后期的修补费用以及由此产生的各种矛盾.构造及节点在满足规范要求的经济做法在满足建筑及结构的各项要求的情况下,如何在满足规范要求前提下,选择经济的构造及节点,也是控制成本的有效方法.2案例分析2.1桩基形式的选择本工程实例为温州地区某商住综合n小区进行的试桩结果.根据该地块工程地质初勘报告,基地内两栋33层楼剪力墙结构的住宅持力层确定为⑨1层粉细砂土,拟采用桩型为0600预应力管桩,桩长为57m,作为工程桩,试桩长62m.根据试桩结果中600预应力管桩(桩长为62m),Rd=6800/1.6=3500kN,按桩身结构强度进行计算Rd=330OkN,取小值Rd=3300kN,较公式计算值Rd=3000kN提高了l0%.2.2基础结构形式的选择(表2)对于一般的剪力墙结构的住宅,由于目前采用的基础形式为等厚筏板,厚度根据5cmXn(层数)来取值,偏于保守.若桩型选择合适,尽可能布置在轴线上,则底板仅考虑水浮力及沉降差异产生的内力,板厚可取3.5cmXn(层数).在某项目中l4层剪力墙住宅板厚为500,19层剪力墙住宅板厚为650.基础板厚及配筋等参数见表3.考虑到上部结构的刚度,基础底板的整体弯曲率都很小,往往都不No.05%,法兰克福展览会大楼的筏板实测挠曲度只有0.025%,而测得的筏2板钢筋应力一般都在20N/mm～30N/ram.陕西省邮政电信管网中心大楼筏板所测得的最大钢筋拉应力也只有42.66N/mm.出现这种基础底板内力小于常规计算方法的因素很多,最主要的因素是上部结构和地下室整体刚度的贡献,并参与了基础的共同抗力,起到了拱的作用,从而减小了底板的挠曲和内力.表3所示为基于有限元的经n济做法与一般做法的经济性比较.2.3上部结构体系及构件对建筑经济性的影响第三个工程案例有2个塔楼,分别为29层(129.8m高)和21层(96.6m高),当中有一个6层的裙房,檐口高度34.Om.地下2层,总建筑面积9.39万m.原有的设计在电梯厅两端的门口各有1个大柱子,电梯门很小.优化方案;柱子的优化.本栋大楼原有22根柱子,经优化里圈6根柱子全部拔光,外圈柱子拔掉2根,其余柱子大小由原来的1.5m×1.5m改为1.2mX1.2m,内置e1)600X20钢管,成为组合柱.减薄核心筒内墙.电梯厅里面的墙原来是500ram厚,现在变成250ram厚,把电梯间的净宽加大了500ram.楼板结构改为单向密肋结构,l2m跨度,密肋梁250×500@1600,板厚由原设计的120ram改为100mm.减少补桩数量.原设计补桩333根,后建筑科学减掉207根.有限元分析表明最大沉降差才2cm～3cm,满足设计要求.优化成果:因结构节省而增加的使用面积共23l300m,还省下了混凝土8400m.按钢筋混凝土32l000元/m,使用面积2万元/m,桩2万元/根计算,可获得经济效益3800万元.3结语n结构的优化设计不仅在经济效益上有显着提高,而且极大地改善了空间效果,增加了使用面积.建筑工程的优化设计,不应只从本专业出发,而应从整体综合上考虑.结构设计优化绝不是以降低结构的安全度来换取经济效益.本文从工程设计实际出发,分析了设计阶段影响建筑工程造价的主要因素,并通过工程实例来阐述如何降低建筑工程造价,为后续相关工程实践提供依据.参考文献【1】江欢成.优化设计的探索和实践【J】.建筑结构,2006,36(6).[2】高力人,方鄂华,钱稼茹.高层建筑结构概念设计[M].北京:中国计划出版社,2005.【3】郁彦.高层建筑结构概念设计[M].北京:中国铁道出版社,1999.(上接66页)筑视生产情况采用强制式搅拌机机械拌合,人工入仓,50插入式振捣器振捣密实,收仓后要及时养护,注意拆模时间要适宜.锚具满足SL46的最低要求及JGJ85-92规定的I类锚具.3.5锚索张拉质量控制当锚索段注浆体抗压强度达到设计强度75%,衬砌混凝土抗压强度达到20MPa,经监理工程师同意后方可进行锚索张拉.n锚索张拉采用超张拉持荷稳定,超载安装的施工方法.对单根钢绞线进行预紧,再将所有锚索一起分级张拉到l725kN时进行超载锁定,张拉过程中升荷速彦每分钟为设计应力的1/10,达到每一级控制力后稳压5min,进行下一级张拉,最后一级张拉后稳压1Omin,锁定.最后根据支护后出露的实际地质情况(块体)和检测成果作相应调整.补偿张拉:锚索张拉完毕锁定后,会产生一定的应力损失,需要补偿张拉的锚索位置则根据设计要求及监理指示进行.对于有补偿张拉要求的锚素,在张拉锁定后7d左右进行,补偿张拉的张拉力为超张拉力.锚索补偿张拉采用分组分束张拉,按分束一分级循环张拉的方法进行,张拉顺序从中心由内向外向四周对称依次张拉.张拉过程:分为单股预紧和整束分级张拉两个阶段,单股预紧进行两次以上.整束张拉共分五个量级进行,即张拉荷载分别为设计张拉力的10%～llO%逐级依次进行,并且控制最大张拉力不超过预应力钢材强度标准值的69%.单束预紧张拉程序:安装千斤顶一0—1O%P一测量钢绞线伸长值一卸载千斤顶,此过程使各钢绞线受力均匀,并起到调直对中作用.整束分级张拉:预紧一25%P一50%P一75%一1o0%一l15%一稳定锁定,除最后一次n超张拉力要求静载持续20ming[",其余四级加载,每级的持续时间均为5min.上述五个量级的张拉在同一工作时段内完成,否则需卸荷重新再依次张拉.3.6封锚及孔口保护质量控制锚素张拉锁定完毕后,经监理工程师同意后方可卸下工具锚及千斤顶后,从工作锚具外端量起,留60ram钢绞线,其余部分用切割片割除.将锚墩上的浆管凿凹割除,砂浆抹填.锚头安装内径4)200mm,壁厚3ram保护钢罩,钢罩内砂浆灌注密实,并采用喷钢纤维混凝土防护.4施工记录及资料整理在整个施工期间,施工单位应依照合同文件规定及相关规范要求,做好安全监测和68科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION施工原始记录及其整理工作,记录均需及时报经现场当班监理工程师签字认证.5施工质量控制效果在业主,设计,上级政府质量监督站,监理,施工单位的共同配合和努力下,通过严格的施工质量控制,预应力锚索工程顺利完工.在完工后近两年的时间内,对大坝及坝后滑动体上设置的位移(沉陷)观测点等进行定时定期的安全监测并记录,通过分析安全观测记录,可以判断出大坝及滑动体是稳定和安全的,达到了设计要求及施工承包合同所要求的质量等级,证明预应力锚索施工质量控制效果是良好的,工程质量得到了保n证,顺利的通过了质量评定.参考资料[1】滑坡防治工程设计与施工技术规范.DZ/T0219-2006.[2】灌阳县水车水库除险加固工程初步设计报告.广西桂林市水利水电工程勘测设计院.【3]灌阳县水车水库除险加固工程施工组织设计.河南省水利第二工程局水车水库除险加固工程项目经理部.