注漿是錨桿錨索施工的重要工序。注漿的作用是:形成錨固段;將拉桿錨固在巖土層中,防止鋼拉桿的腐蝕;充填巖層的裂隙及土層的孔隙。(一)注漿要求制漿設(shè)備應(yīng)采用高速攪拌機(jī),以提高漿液的均勻性,增加其流動(dòng)度和可灌性。灌漿泵的排漿量應(yīng)能滿足錨索孔道的灌漿強(qiáng)度的需要,壓力穩(wěn)定,其允許工作壓力應(yīng)大于最大設(shè)計(jì)灌漿壓力的5倍,壓力波動(dòng)范圍宜小于灌漿壓力的20%。灌漿泵配套的壓力表須經(jīng)校驗(yàn)合格,其量程應(yīng)與設(shè)計(jì)最大灌漿壓力相適應(yīng)。輸漿管宜采用耐壓橡膠管或耐壓PE管,其管徑應(yīng)滿足灌漿強(qiáng)度的要求。注漿材料錨桿灌漿一般使用水泥砂漿,并要求砂漿的強(qiáng)度不小于30000kN/m2。小孔徑錨桿在必要時(shí)才使用純水泥漿。灌漿用水泥應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥,其質(zhì)量應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定。其強(qiáng)度不應(yīng)低于5MPa;必須具有防止水和土侵蝕的化學(xué)穩(wěn)定性,為了防止對(duì)鋼制拉桿的腐蝕,氯鹽的總含量不應(yīng)超過(guò)10%(永久錨桿)和15%(臨時(shí)錨桿):不宜采用干縮性大的火山灰水泥和泌水性高的礦渣水泥。拌合水也應(yīng)符合要求,硫酸鹽含量超過(guò)1%,氯鹽含量超過(guò)05%,并且含有糖分或有懸浮物有機(jī)質(zhì)的水是不適用的。一般情況下,凡適合于飲用的水均可作為拌合水。砂一般選用中砂,在拌料前要過(guò)篩,以免較粗的砂粒混入。砂的含泥量不得大于3%;砂中云母、有機(jī)物、硫化物和硫酸鹽等有害物質(zhì)的含量不得大于1%。水灰比對(duì)水泥漿起著特別重要的作用。過(guò)量的水會(huì)使拌合料發(fā)生泌水并降低其強(qiáng)度,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較大的收縮,結(jié)果將降低硬化砂漿的耐久性。經(jīng)驗(yàn)表明,同定錨桿所用的砂漿的最適宜的水灰比為4～5,灰砂比為1∶1或1∶5(質(zhì)量比)。為了增加砂漿的流動(dòng)度,降低硬化后的收縮,提高強(qiáng)度,可在砂漿中加入非引氣型外加劑。但應(yīng)注意,外加劑不能對(duì)拉桿材料有腐蝕作用。砂漿的配制砂漿的配制應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求:一般巖石錨桿砂漿結(jié)石體的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,不應(yīng)低于30MPa;土層錨桿不應(yīng)低于20MPa。為了使砂漿在注漿管路中順利流動(dòng),對(duì)于一次注漿的漿液,宜選用灰砂比1∶1～1∶2,水灰比38～45的水泥砂漿,或水灰比為40～45的純水泥漿;而對(duì)于二次高壓注漿的漿液一般采用水灰比45～50的純水泥漿。水泥宜用普通硅酸鹽水泥,必要時(shí)可使用抗硫酸鹽水泥;砂子一般選用粒徑小于2mm的中細(xì)砂,其含泥量小于3%,所含的云母、有機(jī)質(zhì)、硫化物等有害雜質(zhì),亦應(yīng)小于1%(以砂子的質(zhì)量計(jì));不得使用污水及pH值小于0的酸性水?dāng)嚢铦{液。為了提高水泥漿的早期強(qiáng)度,可往砂漿中加入食鹽(加量為水泥質(zhì)量的3%)和三乙醇胺(水泥質(zhì)量的03%)等外加劑。除進(jìn)行二次劈裂灌漿和在錨桿自由段充填砂漿外,一般不宜往砂漿中填入膨脹劑。(二)水泥砂漿灌注方法注漿方法有一次注漿法和二次注漿法兩種。我國(guó)一般采用一次注漿法。一次注漿法即利用注漿泵通過(guò)注漿管將砂漿泵入錨孔,待漿液流出孔口時(shí),封閉孔口,再以較高壓力進(jìn)行補(bǔ)灌,穩(wěn)壓數(shù)分鐘,灌漿即告結(jié)束。注漿管一般用φ30mm左右的鋼管或膠管做成,一端與壓漿泵連接,另一端與錨桿拉桿同時(shí)送入孔內(nèi),管端距孔底應(yīng)預(yù)留5m左右的空隙。注漿管如采用膠管,使用時(shí)應(yīng)用清水洗凈內(nèi)外管,開動(dòng)注漿泵將攪拌好的砂漿注入鉆孔底部,自孔底向外灌注。隨著砂漿的泵入,應(yīng)逐步將注漿管向外拔出直至孔口。這樣灌注可將孔內(nèi)的水和空氣擠出孔外,以保證注漿質(zhì)量。二次注漿法二次注漿法是把錨桿的錨固段與非錨固段分兩次進(jìn)行灌注。先灌注錨固段,在灌注的水泥砂漿具有一定強(qiáng)度后,對(duì)錨固段進(jìn)行張拉,然后再灌注非錨固段。因此,國(guó)外有些國(guó)家稱二次注漿法為預(yù)應(yīng)力注漿法。二次注漿法可使錨固段與非錨固段界限分明,還便于在錨固段用質(zhì)量好的水泥砂漿進(jìn)行壓力注漿,而在非錨固段可用一般水泥砂漿不加壓力進(jìn)行灌注。目前最有效的對(duì)錨桿錨固段實(shí)現(xiàn)高壓灌漿的方法就是采用帶套環(huán)的管子,這些套環(huán)管的直徑不小于36mm,其側(cè)向小孔用橡膠圈覆蓋。將鋼制注漿槍插入套環(huán)管內(nèi),然后用密封圈把所要求注漿的位置封住。當(dāng)完成對(duì)密封圈限定段的注漿處理并用水沖洗套環(huán)管后,再移至下一個(gè)側(cè)向孔處注漿。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是,在第一次注滿整個(gè)錨固段后,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注漿,直至達(dá)到所要求的承載力為止。注漿壓力影響錨桿的承載能力,因?yàn)殄^桿的承載力與錨固體外圍土層的抗剪強(qiáng)度直接有關(guān),注漿壓力愈高,孔壁周邊土壓應(yīng)力σ值愈大,錨固體與周邊土結(jié)合得愈緊密,c值也隨之提高,結(jié)果,錨桿承載力值顯著增大。如果注漿壓力很低或無(wú)壓力灌漿,錨固體與外圍土層抗剪強(qiáng)度c則取決于原狀土的物理力學(xué)性能和土層的靜壓力。注漿時(shí)要注意,對(duì)于靠近地面的土層錨桿,注漿時(shí)如壓力過(guò)大,可能引起地表面膨脹隆起,或者影響附近原有的地下構(gòu)筑物和管道的使用。在確定注漿壓力時(shí),每米厚度的注漿壓力可按2MPa來(lái)考慮。常用的注漿泵類型與性能參數(shù)如表5-1所示。表5-1 常用注漿泵類型及性能參數(shù)錨桿錨索注漿作業(yè)應(yīng)注意的事項(xiàng)如下:1)水泥、砂、水等材料按配合比在攪拌機(jī)中攪拌均勻后,一般需經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)再進(jìn)入壓漿泵,以防止雜物堵塞泵及管路;灌注的漿液要取樣做室內(nèi)抗壓試驗(yàn),以復(fù)核其強(qiáng)度指標(biāo)。2)漿液應(yīng)隨攪隨用,并在初凝前用完。注漿作業(yè)開始時(shí),應(yīng)先用水或稀水泥漿循環(huán)注漿系統(tǒng)1～2min,以確保注漿時(shí)漿液暢通。3)對(duì)于常壓(或一次)注漿,當(dāng)漿液硬化后,若發(fā)現(xiàn)漿液沒(méi)有充滿錨孔時(shí),應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充注漿。4)巖石錨桿注漿,不宜選擇高壓的方法,因巖石錨桿很容易獲得所需的承載力,除非在風(fēng)化強(qiáng)裂或節(jié)理裂隙發(fā)育巖層,要提高灌漿壓力。5)注漿作業(yè)若按次序(跳隔一根錨桿)連續(xù)進(jìn)行,可提高注漿效率。同一批錨桿注漿結(jié)束后,要清洗地面循環(huán)系統(tǒng)。普通砂漿錨桿灌漿后要養(yǎng)護(hù)7～8d。砂漿的抗壓強(qiáng)度大于15MPa(相當(dāng)于設(shè)計(jì)值的70%～80%)時(shí),方可進(jìn)行張拉;如用早強(qiáng)砂漿(由硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥、細(xì)砂、TZ或TZS型早強(qiáng)劑等配制的漿液)灌注的錨桿,灌漿后2～4h就具有50kN以上的錨固力,張拉時(shí)間可根據(jù)早強(qiáng)砂漿的凝固強(qiáng)度確定。