錨碇設施

根據主纜在錨塊中的錨固位置可分為後錨式和前錨式。前錨式就是索股錨頭在錨塊前錨固，通過錨固系統將纜力作用到錨體；後錨式是將索股直接穿過錨塊，錨固於錨塊後面，如下圖所示。

型鋼錨固系統主要由錨架和支架組成。錨架包括錨杆、前錨梁、拉桿、後錨梁等．是主要傳力構件。支架是安放錨杆、錨梁並使之精確定位的支撐構件。

施工程序：錨杆、錨梁等工廠製造→現場拼裝錨支架→安裝後錨梁→安裝錨杆與錨支架→安裝前錨梁→精確調整位置→澆築錨體混凝土。

施工要求：

（1）所有構件安裝均應按照鋼結構施工規範要求進行。

（2）錨支架是將散件運到現場拼裝而成的，也可將若干杆件先拼裝成片，再逐片安裝。錨杆由下至上逐層安裝，每安裝完一層需拼裝相應的支架與托架後才能安裝另一層錨杆。

（3）由於錨杆與錨梁質量較大．應加大錨支架及錨梁托架的剛度，以防止支架變形，避免影響錨杆位置。

（4）構件質量要求，由於錨杆、錨梁為永久受力構件，製作時必須進行除鏽、表面塗裝和焊接件探傷工作。出廠前，應對構件進行試拼，以保證安裝質量。

（5）安裝精度，錨杆、錨梁安裝精度應滿足《公路橋涵施工技術規範》(JTJ 041—2000)的規定要求。

施工程序：基礎施工→安裝預應力管道→澆築錨體混凝土→穿預應力筋→安裝錨固連接器→預應力筋張拉→預應力管道壓漿→安裝與張拉索股。

施工要求：預應力張拉與壓漿工藝，應嚴格按設計與施工規範要求進行。前錨面的預應力錨頭應安裝防護帽，並向帽內注入保護性油脂。構件應進行探傷檢查，運輸及堆放過程中應避免構件受損 ^[1]  。

若錨碇位置的地基承載力比較好，可建造重力式錨碇，一般採用明挖擴大基礎。當位置在軟土層時，可採用大型沉井或地下連續牆的形式。

重力式錨碇明挖基礎施工除按一般的明挖基礎施工外，還應符合以下要求：①基坑開挖時應採取沿等高線自上而下分層開挖，在坑外和坑底要分別設置排水溝和截水溝，防止地面水流入積留在坑內而引起塌方或基底土層破壞，原則上應採用機械開挖，開挖時應在基底標高以上預留150～300mm土層用人工清理，不得破壞坑底結構，如採用爆破方法施工，應使用如預裂爆破等小型爆破法，儘量避免對邊坡造成破壞；②對於深大基坑邊坡處理，應採取邊開挖邊支護措施保證邊坡穩定，支護方法應根據地質情況選用。

重力式錨碇沉井基礎施工按一般沉井施工的有關規定執行。重力式錨碇地下連續牆基礎施工除按一般地下連續牆的有關規定執行外，另外還應符合以下要求：①採用“逆作法”進行基坑開挖時必須進行施工監測，監測內容包括環境監測、水工監測、地下連續牆體監測、土工監測及內襯監測；②基坑開挖前對地下連續牆基底基岩裂隙應進行壓漿封閉，減少地下水向基坑滲透。

地下連續牆基礎適用於錨碇下方持力層高程相差太大，不適宜於採用沉井基礎的情況。其適用面廣，可用於各種黏性土、沙土、沖積土及50 mm以下的沙礫層中，不受深度限制。虎門大橋西錨碇因持力層巖面嚴重不平，高差達10.5 m，若採用沉井基礎下沉時會遇到極大的困難，無法控制工期和保證質量，後改為地下連續牆基礎，獲得成功。

重力式錨塊混凝土的澆注應按大體積混凝土澆築的注意事項進行，錨塊與基礎應形成整體。關鍵的問題是温度控制，施工需採取下列措施進行温度控制，防止混凝土開裂。

（1）採用低水化熱品種的水泥對於普通硅酸鹽水泥應經過水化熱試驗比較後方可使用。不宜採用初出爐水泥。

（2）降低水泥用量、減少水化熱摻入質量符合要求的粉煤灰和緩凝型外摻劑，粉煤灰和礦粉用量一般分別為膠凝材料用量的30%左右，水泥用量為40%左右。混凝土可按60d的設計強度進行配合比設計。

（3）降低混凝土入倉温度 可對沙石料加遮蓋，防止日照，採用冷卻水作為混凝土的拌和水等。一般選擇夜晚温度較低時段澆築混凝土。

（4）在混凝土結構中佈置冷卻水管，混凝土終凝後開始通水冷卻降温。設計好水管流量、管道分佈密度和進水温度。混凝土初凝後開始通水冷卻以減低混凝土內部温升速度及温度峯值。進出水温差控制在10 ℃左右，水温與混凝土內部温差不大於20℃。混凝土內部温度經過峯值開始降温時停止通水，降温速度不宜大於2℃/d。

（5）大體積混凝土應採用水平分層施工應視混凝土澆築能力、配合比水化熱計算及降温措施而定，混凝土層間間歇宜為4～7d。每層厚度一般可取1～1.5m。在澆築後達到一定強度時，可高壓沖洗清除表面的浮漿，隨後用10cm深的清水蓄水養生。在混凝土澆築前在上面覆蓋15cm的水泥砂漿，以保證分層之間的一體化。如需要豎向分塊施工，塊與塊之間應預留後澆濕接縫，槽縫寬度宜為1.5～2m，槽縫內宜澆築微膨脹混凝土。每層混凝土澆築完後應立即遮蓋塑料薄膜減少混凝土表面水分揮發，當混凝土終凝時可掀開塑料薄膜在頂面蓄水養生。氣温急劇下降時須注意保温，並應將混凝土內表温差控制在25℃以內。

低標號混凝土可用車送或吊罐方式澆築，若使用輸送泵，往往為了保證可泵性而加大坍落度，在配合比中加大水泥用量，這樣既不經濟又不利於水化熱控制 ^[2]  。

隧道式錨碇在隧道開挖時除按現行《公路隧道施工技術規範》有關規定執行外，還應符合以下要求。

（1）在條件許可的情況下，宜在附近選取一地質相似的地方進行爆破監控試驗，對爆破施工方案各參數(鑽爆孔數、防震孑L數、爆破分段數和爆破間隔裝藥量、爆破結構佈置、半孔率、超爆時差等)進行試驗和修正，以正式確定爆破方案，指導施工。

（2）開掘施工時要盡最大可能減少對圍巖的擾動，嚴格控制爆破。開挖岩石過程中不應採用大藥量的爆破，應儘量保護岩石的整體性。

（3）應選擇合理的循環開掘進尺，宜用多斷面或分台階開挖，不宜採用全斷面開挖。

（4）錨洞支護施工應遵循強支護、快封閉的原則，支護緊跟開挖面，以縮短圍巖應力鬆弛時間及開挖面的裸露風化時間，保持圍巖的穩定。

（5）爆破實施過程中對周圍建築物要進行嚴密觀察，對地表沉降量及洞室收斂量定期觀測記錄。

（6）施工襯砌工程時應保證防水層質量，在施工防水層前應對錨噴混凝土表面進行嚴格檢查處理，保證初期支護基面沒有鋼筋、錨杆、凸出的管件等尖鋭突出物，並用砂漿找平。對於向下傾斜的隧道錨如地下水較豐富應採取必要的引水措施將水引入集水溝內，在襯砌混凝土施工縫處沿隧道軸線方向預埋止水板。

隧道式錨碇混凝土施工應符合以下要求：①錨體混凝土必須與巖體結合良好，宜採用自密實型微膨脹混凝土，確保混凝土與拱頂基岩緊密黏結；②洞內應具備排水和通風條件。

巖錨施工應滿足的要求包括以下幾點：①巖錨孔宜採用破碎法施工，在成孔過程中注意對鑽孔深度和孔空間軸線位置的檢查和記錄，達到設計深度後，用潔淨高壓水沖洗孔道並採取有效方法將鑽渣掏出；②錨索下料時宜採用砂輪機切割，穿束時必須設置定位環，保證錨索在孔中位於對中位置，同時注意避免錨索扭轉；③巖錨杆就位後應及時進行壓漿。

錨碇型鋼錨固體系應按下列規定進行施工：①所有鋼構件的製作與安裝均應按相關要求進行；②錨杆、錨梁製造時應嚴格按設計要求進行拋丸除鏽、表面塗裝和無破損探傷等工作。出廠前應對構件連接進行試拼，其中應包括錨杆拼裝、錨杆與錨梁連接、錨支架及其連接系平面試裝；③錨杆、錨梁製作及安裝精度應符合圖1的要求。

錨碇預應力錨固體系應按下列規定進行施工：①預應力張拉與壓漿工藝，除需嚴格按照設計等的要求進行外，錨頭要安裝防護套，並注入保護性油脂；②加工件必須進行超聲波和磁粉探傷檢查；③預應力錨固系統施工精度應符合圖2的要求。

建造人行索桁橋，應根據地質地形條件選擇合理的錨碇形式，並確定基底持力層位置。山區農村人行索桁橋主要採用兩種簡單、有效而且經濟的錨碇形式：樁柱式錨碇和組合式錨碇。錨碇主要承受上拔力和水平力，因此需要驗算錨樁抗拔承載力，樁身抗剪、抗拉承載力，錨樁水平承載力；必要時對樁身還需進行抗裂驗算。要求承載力容許值大於錨樁所受荷載效應值。

人行索桁橋的樁柱式錨碇為挖孔灌注樁，適用硬質巖和軟質巖地基；樁徑不小於1.2m，嵌入微風化層深度不小於3.5m。樁柱式錨碇如下圖所示。

組合式錨碇為重力式基礎與樁基礎的組合，適用於中實到密實的碎石土，中實到密實的中砂、礫砂、粗砂地基，樁徑不小於1.2m，樁周與基礎邊緣不小於0.5m，基礎埋置深度不小於3.5m。組合式錨碇如下圖所示。

抗拔承載力取決於樁身與樁側土層摩阻力和樁身自重兩個主要因素。

按照《公路橋涵地基與基礎設計規範》(JTG D63--2007)，單樁軸向受拉承載力容許值為：

式中，

——單樁軸向受拉承載力容許值；

——樁身周長；

——樁側第i層土的厚度；

——樁側第i層土的側摩阻力標準值；

W——樁身自重；

V——背索對錨碇向上的最大豎向拉力。

對於樁柱式錨碇，抗拔承載力以樁側摩阻力為主；對於組合式錨碇，樁身自重佔主要成分。

依據《混凝土結構設計規範》(GB 50010一2010)第7.4.1條，樁身軸向拉力設計值表達式為：

式中，V——樁所承受的最大上拔力；

——鋼筋截面積之和；

——鋼筋抗拉強度設計值。

樁身所受剪力由鋼筋和混凝土共同承擔，則：

式中，H——樁承受的最大水平力；

——混凝土剪應力容許值；

——鋼筋截面積之和；

——鋼筋剪應力容許值。

參照《建築樁基技術規範》(JGJ 94—2008)，當樁的水平承載力由水平位移控制，且缺少單樁水平靜載試驗資料時，可按下式估算樁身配筋率不小於0.65%灌注樁單樁水平承載力特徵值：

式中，

——單樁水平承載力特徵值；

——樁的水平變形係數；

——樁頂水平位移係數；

——樁頂允許的水平位移；

——樁身抗彎剛度。

當缺少單樁水平靜載試驗資料時，可按照下列公式估算樁身配筋率小於0.65%的單樁水平承載力特徵值：

式中，

——樁身配筋率；

——樁截面模量塑性係數，圓形截面為2.0；

——樁身混凝土抗拉強度設計值；

——樁身換算截面抗拉邊緣的截面模量；

——一樁身最大彎矩係數；

——樁身換算截面積；

——樁頂豎向力影響係數；

——樁頂豎向力 ^[3]  。