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註漿材料與工藝

錨桿通常用水泥漿或水泥砂漿將錨桿與地層固定並對錨桿加以保護。錨桿的黏結強度和防腐效果在很大程度上取決於拌和料的成分及其註入方式,註漿是錨桿施工中的壹個關鍵工序,施工時對有關數據應記錄下來,以備發生事故時查用。

註漿設備壹般有磅秤、攪拌機、壓漿泵等。

錨桿灌漿壹般使用水泥砂漿,並要求砂漿的強度不小於3000kN/m2。小孔徑錨桿在必要時才使用純水泥漿。

水泥通常使用不過期的、不低於325#的普通矽酸鹽水泥。水泥必須具有防止水和土侵蝕的化學穩定性,為了防止對鋼制拉桿的腐蝕,氯鹽的總含量不能超過0.10%(永久錨桿)和0.15%(臨時錨桿);不宜采用幹縮性大的火山灰水泥和泌水性高的礦渣水泥。

水也應符合要求,硫酸鹽含量超過0.1%,氯鹽含量超過0.5%,並且含有糖分或有懸浮物有機質的水是不適用的。壹般情況下,凡適合於飲用的水均可作為拌和水。

砂壹般選用中砂,在拌料前要過篩,以免較粗的砂粒混入。

水灰比對水泥漿起著特別重要的作用。過量的水會使拌和料發生泌水,並降低其強度,同時也會產生較大的收縮,結果將降低硬化砂漿的耐久性。經驗表明,固定錨桿所用的砂漿的最適宜的水灰比為0.4~0.5,灰砂比為1∶1或1∶0.5(重量比)。

為了增加砂漿的流動度,降低硬化後的收縮,提高強度,可在砂漿中加入外加劑。但應註意,外加劑不能對拉桿材料有腐蝕作用,常用的外加劑及摻量見表5-3。

表5-3 水泥外加劑及其參量表

註漿方法有壹次註漿法和二次註漿法兩種。我國壹般采用壹次註漿法,即利用註漿泵通過註漿管將砂漿泵入錨孔,待漿液流出孔口時,封閉孔口,再以較高壓力進行補灌,穩壓數分鐘,灌漿即告結束。註漿管壹般用30mm左右的鋼管或膠皮管制成,壹端與壓漿泵連接,另壹端與錨桿拉桿同時送入孔內;管端距孔底應預留0.5m左右的空隙。註漿管如采用膠管,使用時應用清水洗凈內外管,開動註漿泵將攪拌好的砂漿註入鉆孔底部,由孔底向外灌註。隨著砂漿的泵入,應逐步將註漿管向外拔出直至孔口。這樣灌註可將孔內的水和空氣擠出孔外,以保證註漿質量。用壓縮空氣註漿時,壓力不宜過大,以免吹散砂漿。

二次註漿法是把錨桿的錨固段與非錨固段分兩次進行灌註。先灌註錨固段,在灌註的水泥砂漿具有壹定強度後,對錨固段進行張拉,然後再灌註非錨固段。因此,國外有些國家稱二次註漿法為預應力註漿法。二次註漿可使錨固段與非錨固段界限分明,還便於在錨固段用質量好的水泥砂漿進行壓力註漿,而在非錨固段可用貧水泥砂漿不加壓力進行灌註。

目前對錨桿錨固段實現高壓灌漿最有效的方法就是采用帶套環的管子,這在前文已討論過。這些套環管的直徑不小於36mm,其側向小孔用橡膠圈覆蓋。將鋼制註漿槍插入套環管內,然後用密封圈把所要求註漿的位置封住。當完成對密封圈限定段的註漿處理並用水沖洗套環管後,再移至下壹個側向孔處註漿。這種方法的主要優點是,在第壹次註滿整個錨固段後,借助自由段與錨固段交界處的密封袋,可以兩次或多次高壓註漿,直至達到所要求的承載力為止。

圖5-20 錨桿承載力與註漿壓力的關系

註漿壓力影響錨桿的承載能力,因為錨桿的承載力與錨固體外圍土層的抗剪強度直接有關,根據庫侖摩擦定律:註漿壓力愈高,孔壁周邊土壓應力值愈大,錨固體與周邊土結合得愈緊密,如圖5-20所示。從圖中前以看出,土層錨軒的承載力隨著註漿壓力的提高而增大。

註漿時要註意,對於靠近地面的土層錨桿,註漿時如壓力過大可能引起地表面膨脹隆起,或者影響附近原有的地下構築物和管道的使用。在確定註漿壓力時,每米厚度的註漿壓力可按2.2MPa來考慮。