锚碇砼台墩。2100433B

悬索桥锚碇体系是一种运用于大型悬索桥、连接主缆索与锚碇砼台墩之间、将来自主缆索的荷载传递至锚碇砼台墩的结构。

建造人行索桁桥，应根据地质地形条件选择合理的锚碇形式，并确定基底持力层位置。山区农村人行索桁桥主要采用两种简单、有效而且经济的锚碇形式：桩柱式锚碇和组合式锚碇。锚碇主要承受上拔力和水平力，因此需要验算锚桩抗拔承载力，桩身抗剪、抗拉承载力，锚桩水平承载力；必要时对桩身还需进行抗裂验算。要求承载力容许值大于锚桩所受荷载效应值。

锚碇设施两种锚碇的适用条件

人行索桁桥的桩柱式锚碇为挖孔灌注桩，适用硬质岩和软质岩地基；桩径不小于1.2m，嵌入微风化层深度不小于3.5m。桩柱式锚碇如下图所示。

组合式锚碇为重力式基础与桩基础的组合，适用于中实到密实的碎石土，中实到密实的中砂、砾砂、粗砂地基，桩径不小于1.2m，桩周与基础边缘不小于0.5m，基础埋置深度不小于3.5m。组合式锚碇如下图所示。

锚碇设施抗拔容许承载力

抗拔承载力取决于桩身与桩侧土层摩阻力和桩身自重两个主要因素。

按照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63--2007)，单桩轴向受拉承载力容许值为：

W——桩身自重；

V——背索对锚碇向上的最大竖向拉力。

对于桩柱式锚碇，抗拔承载力以桩侧摩阻力为主；对于组合式锚碇，桩身自重占主要成分。

锚碇设施桩身抗拉

依据《混凝土结构设计规范》(GB 50010一2010)第7.4.1条，桩身轴向拉力设计值表达式为：

锚碇设施桩身抗剪

桩身所受剪力由钢筋和混凝土共同承担，则：

锚碇设施桩身水平承载力

参照《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)，当桩的水平承载力由水平位移控制，且缺少单桩水平静载试验资料时，可按下式估算桩身配筋率不小于0.65%灌注桩单桩水平承载力特征值：

当缺少单桩水平静载试验资料时，可按照下列公式估算桩身配筋率小于0.65%的单桩水平承载力特征值：

式中，

若锚碇位置的地基承载力比较好，可建造重力式锚碇，一般采用明挖扩大基础。当位置在软土层时，可采用大型沉井或地下连续墙的形式。

锚碇设施重力式锚碇

重力式锚碇明挖基础施工除按一般的明挖基础施工外，还应符合以下要求：①基坑开挖时应采取沿等高线自上而下分层开挖，在坑外和坑底要分别设置排水沟和截水沟，防止地面水流入积留在坑内而引起塌方或基底土层破坏，原则上应采用机械开挖，开挖时应在基底标高以上预留150～300mm土层用人工清理，不得破坏坑底结构，如采用爆破方法施工，应使用如预裂爆破等小型爆破法，尽量避免对边坡造成破坏；②对于深大基坑边坡处理，应采取边开挖边支护措施保证边坡稳定，支护方法应根据地质情况选用。

重力式锚碇沉井基础施工按一般沉井施工的有关规定执行。重力式锚碇地下连续墙基础施工除按一般地下连续墙的有关规定执行外，另外还应符合以下要求：①采用“逆作法”进行基坑开挖时必须进行施工监测，监测内容包括环境监测、水工监测、地下连续墙体监测、土工监测及内衬监测；②基坑开挖前对地下连续墙基底基岩裂隙应进行压浆封闭，减少地下水向基坑渗透。

地下连续墙基础适用于锚碇下方持力层高程相差太大，不适宜于采用沉井基础的情况。其适用面广，可用于各种黏性土、沙土、冲积土及50 mm以下的沙砾层中，不受深度限制。虎门大桥西锚碇因持力层岩面严重不平，高差达10.5 m，若采用沉井基础下沉时会遇到极大的困难，无法控制工期和保证质量，后改为地下连续墙基础，获得成功。

重力式锚块混凝土的浇注应按大体积混凝土浇筑的注意事项进行，锚块与基础应形成整体。关键的问题是温度控制，施工需采取下列措施进行温度控制，防止混凝土开裂。

（1）采用低水化热品种的水泥对于普通硅酸盐水泥应经过水化热试验比较后方可使用。不宜采用初出炉水泥。

（2）降低水泥用量、减少水化热掺入质量符合要求的粉煤灰和缓凝型外掺剂，粉煤灰和矿粉用量一般分别为胶凝材料用量的30%左右，水泥用量为40%左右。混凝土可按60d的设计强度进行配合比设计。

（3）降低混凝土入仓温度 可对沙石料加遮盖，防止日照，采用冷却水作为混凝土的拌和水等。一般选择夜晚温度较低时段浇筑混凝土。

（4）在混凝土结构中布置冷却水管，混凝土终凝后开始通水冷却降温。设计好水管流量、管道分布密度和进水温度。混凝土初凝后开始通水冷却以减低混凝土内部温升速度及温度峰值。进出水温差控制在10 ℃左右，水温与混凝土内部温差不大于20℃。混凝土内部温度经过峰值开始降温时停止通水，降温速度不宜大于2℃/d。

（5）大体积混凝土应采用水平分层施工应视混凝土浇筑能力、配合比水化热计算及降温措施而定，混凝土层间间歇宜为4～7d。每层厚度一般可取1～1.5m。在浇筑后达到一定强度时，可高压冲洗清除表面的浮浆，随后用10cm深的清水蓄水养生。在混凝土浇筑前在上面覆盖15cm的水泥砂浆，以保证分层之间的一体化。如需要竖向分块施工，块与块之间应预留后浇湿接缝，槽缝宽度宜为1.5～2m，槽缝内宜浇筑微膨胀混凝土。每层混凝土浇筑完后应立即遮盖塑料薄膜减少混凝土表面水分挥发，当混凝土终凝时可掀开塑料薄膜在顶面蓄水养生。气温急剧下降时须注意保温，并应将混凝土内表温差控制在25℃以内。

低标号混凝土可用车送或吊罐方式浇筑，若使用输送泵，往往为了保证可泵性而加大坍落度，在配合比中加大水泥用量，这样既不经济又不利于水化热控制 。

锚碇设施隧道式锚碇

隧道式锚碇在隧道开挖时除按现行《公路隧道施工技术规范》有关规定执行外，还应符合以下要求。

（1）在条件许可的情况下，宜在附近选取一地质相似的地方进行爆破监控试验，对爆破施工方案各参数(钻爆孔数、防震孑L数、爆破分段数和爆破间隔装药量、爆破结构布置、半孔率、超爆时差等)进行试验和修正，以正式确定爆破方案，指导施工。

（2）开掘施工时要尽最大可能减少对围岩的扰动，严格控制爆破。开挖岩石过程中不应采用大药量的爆破，应尽量保护岩石的整体性。

（3）应选择合理的循环开掘进尺，宜用多断面或分台阶开挖，不宜采用全断面开挖。

（4）锚洞支护施工应遵循强支护、快封闭的原则，支护紧跟开挖面，以缩短围岩应力松弛时间及开挖面的裸露风化时间，保持围岩的稳定。

（5）爆破实施过程中对周围建筑物要进行严密观察，对地表沉降量及洞室收敛量定期观测记录。

（6）施工衬砌工程时应保证防水层质量，在施工防水层前应对锚喷混凝土表面进行严格检查处理，保证初期支护基面没有钢筋、锚杆、凸出的管件等尖锐突出物，并用砂浆找平。对于向下倾斜的隧道锚如地下水较丰富应采取必要的引水措施将水引入集水沟内，在衬砌混凝土施工缝处沿隧道轴线方向预埋止水板。

隧道式锚碇混凝土施工应符合以下要求：①锚体混凝土必须与岩体结合良好，宜采用自密实型微膨胀混凝土，确保混凝土与拱顶基岩紧密黏结；②洞内应具备排水和通风条件。

岩锚施工应满足的要求包括以下几点：①岩锚孔宜采用破碎法施工，在成孔过程中注意对钻孔深度和孔空间轴线位置的检查和记录，达到设计深度后，用洁净高压水冲洗孔道并采取有效方法将钻渣掏出；②锚索下料时宜采用砂轮机切割，穿束时必须设置定位环，保证锚索在孔中位于对中位置，同时注意避免锚索扭转；③岩锚杆就位后应及时进行压浆。

锚碇设施锚固体系的施工

锚碇型钢锚固体系应按下列规定进行施工：①所有钢构件的制作与安装均应按相关要求进行；②锚杆、锚梁制造时应严格按设计要求进行抛丸除锈、表面涂装和无破损探伤等工作。出厂前应对构件连接进行试拼，其中应包括锚杆拼装、锚杆与锚梁连接、锚支架及其连接系平面试装；③锚杆、锚梁制作及安装精度应符合图1的要求。

锚碇预应力锚固体系应按下列规定进行施工：①预应力张拉与压浆工艺，除需严格按照设计等的要求进行外，锚头要安装防护套，并注入保护性油脂；②加工件必须进行超声波和磁粉探伤检查；③预应力锚固系统施工精度应符合图2的要求。

锚碇作为悬索桥的四大部分之一，其土方量占悬索桥总开挖量的绝大部分，是最大限度减少环境扰动的关键所在。隧道锚可有效减少开挖量和混凝土用量，是理想的锚碇型式，如美国的华盛顿桥，其新泽西岸隧道锚与纽约岸重力锚混凝土用量比1:4.8，我国四渡河特大桥宜昌岸隧道锚与恩施岸重力锚混凝土用量比1:4，土石方开挖量之比1:5。因而，隧道锚的使用对有效保护自然环境、避免大规模开挖、节约投资方面具有重要意义。