预应力锚索作用机理及预应力损失因素初探
摘要：边坡预应力锚索加固技术是一种利用岩土体自身强度主动加固方式，预应力锚索施工过程中尽可能减少对被锚固土体或岩体的扰动，影响锚索预应力损失的原因很多，主要有锚索体材料的应力松弛、岩体变形、混凝土的收缩及蠕变、张拉顺序、环境因素以及锚具和张拉设备引起的预应力损失，本文探讨了其破坏机理与影响因素。
关键词：预应力锚索，作用机理，影响因素
边坡预应力锚索加固技术是一种利用岩土体自身强度
主动加固方式，预应力锚索施工过程中尽可能减少对被锚固土体或岩体的扰动，最大程度避免了对既有边坡的整体性产生进一步的破坏，并通过锚固技术合理地利用边坡岩体或土体自身强度，具有保护边坡原有结构，造价低等特点，被广泛应用于铁路、公路等边坡滑坡治理和加固工程中。
1、预应力锚索的作用机理
预应力锚索比较细长,不能提供弯曲抗力，仅能提供轴向抗拉，是一维结构单元，其通过外端固定于坡面，另一端穿过边坡滑动面，锚固于边坡内部稳定岩土体中，通过锚索施加的预应力，加大滑移面上的法向压力，从而产生抗滑阻力，
使边坡岩土体的结构面处于受压状态，从而增大抗滑阻力，以提高边坡岩土体的整体性，改善岩土体的力学性能，有效控制岩体的位移，增加边坡稳定性，达到治理滑坡及危岩危石的目的。
预应力锚索锚固作用主要有两种，其一是锚索的物理效应，即使岩体复合成一体，从而提高岩体的整体稳定性；其二是对边坡表面提供压力以约束边坡向临空方向产生变形。
（1）锚索的物理效应
锚索的物理效应是通过改变边坡岩土体一系列的物理性质达到的，例如，压力注浆材料通过锚索孔扩散到岩体裂隙以及结构面中，从而改善提高了边坡岩体结构面的力学性能，进而提高边坡岩体的整体性；预应力锚索的预紧力产生的法向拉力一方面通过外置锚头作用于边坡表面，另一方面通过锚固段注浆材料和岩体之间的粘结作用于岩体内部，使边坡岩体成为由锚索、注浆体和岩体相互作用的复合体，增加了岩体整体刚度，从而提高岩体的整体稳定性。
（2）锚固的力学效应
锚索锚固岩土体的力学效应主要体现为边坡表面锚索的自由端张拉锁定施加预应力之后，弥补了边坡原有的应力，使边坡由双向受力状态恢复为三向受力状态，边坡岩土体应力的产生二次重分布，使其内部的初始裂隙闭合，进而提高边坡岩土体的整体刚度。对于边坡岩体而言，预应力锚
索对边坡压应力作用阻碍岩层分离，有效控制岩体的位移；加大岩层和滑移面间的摩擦力，且锚索本身的抗剪切作用可以阻碍岩层间的相对滑动，使岩层夹紧形成组合梁，从而提高岩层的承载能力。
综上所述，预应力锚固技术其锚固作用的主要特点为：
(1) 受力合理。能充分利用岩土体的抗剪强度平衡结构物的拉力，积极调用岩土体的自身强度和自稳能力，因而能大量节约建筑材料和工程投资。
(2) 主动抗衡。锚索安装后即能提供足够的抗力，有效的限制岩土体的位移。
(3) 改善岩土体的应力状态，能有效控制岩土体及工程结构的变形，增强了岩土工程的稳定性，并能使较弱结构面上或滑移面上的抗剪强度得以提高，同时能保证工程的长期稳定性。
2、锚索预应力损失主要因素
影响锚索预应力损失的原因很多，主要有锚索体材料的应力松弛、岩体变形、混凝土的收缩及蠕变、张拉顺序、环境因素以及锚具和张拉设备引起的预应力损失，锚索预应力损失具体表现为以下几个方面：
（1）锚索体材料的应力松弛
预应力锚索在张拉后，锚索在长期高拉应力轴向荷载作用下，产生应力松弛而导致锚索体材料的预应力损失。应力
松弛损失与锚索体材料性能、钢材的型号、所处环境温度有很大的关系，但钢材的应力松弛导致的预应力损失一般在5%～10%之间。钢材的应力松弛大小与张拉荷载的大小有关，张拉应力越大，松弛损失就越大，实验表明，当施加的预应力超过钢材强度标准值的50%时，应力松弛值增长显著。应力松弛在张拉后初期发展迅速，1天之后预应力损失达到80% ,大约20天以后，应力松弛曲线趋于极限，松弛基本上不再发展。
（2）边坡岩土体的变形
岩土体在锚索预应力以及原岩应力作用下，会发生蠕变现象，应变逐渐增大，导致锚索预应力减小。蠕变引起的预应力损失与岩体的软硬以及密实程度密切相关，岩石越坚硬，蠕变越小，预应力损失值相应的也比较小。岩体的结构完整性是影响岩体变形的重要因素，自然地质条件下的岩体存在大量结构面、节理、裂隙等，在锚索施加预应力的作用下时，这些裂隙趋于闭合，从而导致锚索预应力损失。在施加预应力初期，岩体压缩变形显著，预应力损失明显。边坡在施工过程中，由于开挖形成临空面，边坡内部应力重分布，岩体向临空面发生变形，导致锚索张拉而产生预应力增大的趋势，但这种趋势随时间的增长逐渐趋缓。
（3）锚具和张拉设备引起的预应力损失
锚具不可避免的存在夹片回缩问题，因此锚头夹具是产
生的预应力损失的又一重要因素。
锚索张拉系统一般由油泵、油表、油管和千斤顶等部分组成。张拉系统的摩阻损失为2%～4%左右，因此油表所显示的张拉力，比千斤顶底部钢绞线的受力实际值要大2%～4%左右。一般情况下张拉都是以油表读数为基础的,因此应考虑张拉系统引起的预应力的损失量。
（4）混凝土的收缩以及蠕变导致的预应力损失
锚索的锚头端通常固定在抗滑桩、框架梁或锚垫墩上，混凝土本身具有收缩和蠕变性质，因此在施加预应力后，混凝土构件会产生相应的压缩变形从而导致预应力损失。
（5）张拉顺序引起预应力损失
当边坡上有多个孔锚索时，比较合理的张拉方式应该是同步张拉，但往往受设备以及施工环境的限制，通常有一台或几台设备依次进行张拉，如果采用顺序张拉方式，当张拉后面的锚索时，由于边坡所受压应力增大，导致边坡进一步产生压缩变形，此时最初张拉的锚索预应力不可避免就会损失一部分。张拉顺序应考虑对邻近锚索的影响以及尽量减少预应力损失，因此多采用隔位张拉。
（6）环境因素引起的预应力损失
环境对锚固力的影响主要集中反映在岩体裂隙较为发育、渗透系数较大的区域。
雨水或地下水渗入岩体裂隙或锚孔，如果裂隙内存在诸
如膨胀土等遇水膨胀或耐崩解性较低的岩土体介质，会加剧裂隙的扩展；在北方地区，裂隙中的水的冻融也会造成裂隙加大。总之，一般情况下环境因素对锚索预应力的影响主要体现在锚固应力的增加上，并且具有时间滞后效应。但随着裂隙水的逐渐消散，增加的锚固预应力也会随之消失。
（7）爆破与地震等冲击力引起的预应力损失
边坡开挖过程中爆破、重型机械或地震力发生的冲击力会造成锚索预应力大量损失，且该损失量较之边坡所受静荷载作用引起的锚索预应力损失量要大得多。大量工程经验表明，当在距锚索3m之内进行爆破作业时，锚索预应力损失明显，其预应力损失量要比锚索在相同时间受静载作用发生的预应力损失量大36倍。
3、结论
文章初步介绍了预应力锚索边坡加固的基本原理及边坡使用过程中锚索预应力损失的基本原因，为预应力锚索加固边坡工程设计施工提供了有益的参考。尽管预应力锚索边坡加固理论已经取得了一定的成果，但是仍然处于探索和研究的阶段。在我国的相关设计施工规范中，还没有对其具体设计计算原则和施工方法做出相应的规定和说明。目前，大多数设计施工单位都是按照已有的工程经验结合工程实践进行设计施工，理论研究远远落后于工程实践。随着理论水平和新施工工艺的不断发展，预应力锚索在边坡加固工程中
将得到进一步的发展。
作者介绍：木鑫泽，男，1976年出生，1996年毕业于浙江大学工程管理专业，本科，工程师。单位：温州市区湾区交通工程建设指挥部。
预应力锚索施工 1预应力锚索施工工艺 1．1工艺流程 首先对材源进行检验，并进行张拉设备的配套标定工作，然后按以下步骤施工： 造孔清孔编锚下锚锚固段注浆锚垫墩浇注外锚头制作张拉补偿张拉自由端注浆封锚 1．2造孔 造孔前首先精确定出孔点位置，孔点坐标与设计的坡面坐标偏差不得超出（±50mm，±100mm），钻孔采用潜孔冲击钻无水钻进，禁止开水以确保边坡岩体地质条件不被恶化和保证孔壁的粘结性能，钻孔过程配有专门技术人员随时检测孔斜，保证斜度误差控制在±°之内。钻孔深度保证超钻不小于50cm。 1．3清孔 钻孔结束后，用高压风进行清孔，孔壁不得有粘土或粉砂滞留以保证水泥砂浆与岩体的粘结力。钻孔清孔完成后，将孔口暂时封堵，以免碎屑、杂物进入孔内。 1．4编锚、下锚 锚索编制前对钻孔实际长度进行测量，并按孔号截取锚索体材料，钢绞线必须采用机械切割，严禁电弧切割，同时也不得采用焊接，锚索体长度考虑到张拉和施工工艺要求，一般取设计长度外加1～
1.5m的工作长度。 材料截取后，在编索平台上进行拉直编索，在锚固段安置隔离架和紧箍环，并在锚索末端安装导向帽，在自由段作防腐处理，自由段内的钢绞线上涂防锈漆及脱水黄油，外套PVC防腐管，在防腐管末端安置止水环，并用胶布缠绕，以防注浆时浆液进入自由段，注浆管捆扎在锚索体的中间，随锚索一起下入孔内，管端距锚索末端不超过20m。 锚索编制完成后，按对应的孔号下入锚索孔内，下锚时用力要均匀一致，防止在推送过程中损伤锚索配件和防护层。 1．5锚固段注浆 下锚后及时进行锚固段注浆，浆体为1：1水泥砂浆，水灰比～，强度不低于20Mpa，注浆时注浆管边注边拔，使注浆管始终有一段埋于浆液中，注浆过程要保证锚固的注浆长度符合设计要求。 1．6锚垫墩浇注 锚垫墩，要求嵌入坡面20cm，浇注前，在孔口1m范围内埋设波纹管，方向与锚孔方向一致。现场浇注时，注意砼振捣，尤其是在锚孔周围，钢筋较密，应仔细振捣，保证砼密实，两相邻格子梁处预留2～3cm伸缩缝，并用浸沥青的木板填塞。 1．7外锚头制作 为保证锚索受力垂直，在锚索垫墩上需设锚索斜托，锚索斜托顶面与锚孔轴线保证垂直，锚具中的螺旋筋、锚垫板安放要符合设计要求，锚垫板尺寸误差控制在±0.1cm～0.2cm。
一、控制张拉力 预应力钢绞线张拉控制力表 说明： 1．例如5φ指该钢绞线束由5根公称直径为的单根钢绞线组成；若使用OVM型锚具则通常表示为OVM15-5； 2．单根钢绞线的公称截面积一般为140mm2； 3．1t相当于10KN，张拉千斤顶的吨位可由控制张拉力换算出； 4．千斤顶驱动油泵的油表读数换算：钢绞线束的控制张拉力（N）/千斤顶油缸活塞面积（mm2）； 二、张拉伸长值计算
1．预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，即︱（△L实－△L理）/△L理︱＜6% 2．理论伸长值的计算公式： 单端理论伸长值△L=（Pp×L）/（Ap×Ep） ①Pp——预应力筋的平均张拉力（N），直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的曲线筋的平均张拉力计算如下： Pp= P（1－e-(κχ+μθ)）/（κχ+μθ）式中：Pp ——预应力筋的平均张拉力（N）； P——预应力筋张拉端的张拉力（N），在没有超张拉的情况下一般计算为：钢绞线--1395MPa×140mm2=195300N；若有超张拉则乘以其系数； x——从张拉端至计算截面的孔道长度（m），一般为单端长度；θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）； k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，见下表；μ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数，见下表；系数k及μ值表孔道成型方式 k μ钢丝束、钢绞线、光面钢筋带肋钢筋精轧螺纹钢筋预埋铁皮管道 --- 抽芯成型孔道 --- 预埋金属螺旋管道 ~ --- ②L——预应力筋的单端长度（mm），即总长的一半； ③Ap——预应力筋的截面面积（mm2），钢绞线为140 mm2； ④Ep——预应力筋的弹性模量（N/mm2），钢绞线为195×103N/mm2； 以上计算所得△L为单端理论伸长值，整束钢绞线的理论伸长值为：△L理=2△L 3．实测伸长值的计算： △L实=△L总－（△L初实－△L初理）－△L锚塞回缩 式中：△L总——张拉达到控制应力时测得的总伸长量； △L初实——张拉达到初应力（控制应力的10%~15%）时测得的实际伸长量； △L初理——初应力以下的推算理论伸长量（一般为△L理×10%）；
锚索预应力损失原因及防治措施 摘要:文章结合工程实践，通过对锚索预应力损失进行分析统计,阐述了预应力损失的原因,提出了避免和减少预应力损失的措施。 关键词:预应力锚索; 应力损失; 影响因素 0 前言 使用预应力锚索对不稳定边坡加固是一种高效经济的实用工程技术。在施工中,实际施加给锚索的预应力值是否达到设计值是关系工程安全的大问题。 本文依托工程为京石客专石家庄隧道工程，工程全线主要采用明挖法施工，由于基坑跨度较大，隧道支护方式主要采用“预应力锚索+钻孔灌注桩的方式”。加上隧道西侧紧邻既有京广铁路线，预应锚索的施工质量直接关系到隧道的整体稳定性，以及既有线的安全，为本项工程的主要风险源之一。本文根据工程中预应力锚索设计、施工的经验以及测试结果的分析,探讨了影响预应力损失的诸多因素,提出了预应力损失的防治措施。 1 锚索预应力损失的分析 实践经验表明,影响预应力损失的因素较多也很复杂,既有材料性能、锚具、张拉设备引起的损失;也有地层、结构物的压缩和徐变引起的损失;另外还与张拉顺序、外界环境条件等有关。主要影响因素如下: 1.1锚索材料对预应力损失的影响 由于锚索在巨大的初始应力作用下会发生变形,从而产生松弛损失。研究表明:不同型号类型的钢材,具有不同的损失值,但有以下共同的性质: ①松弛损失的大小,与张拉应力有关,张拉应力越大,松弛损失就越大。 ②松弛损失在张拉后初期几分种内发展最快,24 h 后将完成80 % ,大约20 d 以后,基本上已不再发展。 ③松弛损失与材料性能有关,与材料直径、环境温度也有关。 ④若在短时间内把钢绞线超张拉一下,并相应持荷一段时间,然后回到原来的张拉力值,则可使钢绞线的松弛损失大大减少。 1.2锚头夹具产生的预应力损失 目前国内生产的各系列锚具都存在夹片回缩问题,据据厂家资料及产品说明,
预应力锚索施工工艺及方法 预应力锚索施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、混凝土结构钢筋制安、混凝土浇筑、锚孔张拉锁定和验收封锚等流程。预应力锚索（杆）施工工艺流程见图。 预应力锚索施工工艺流程图 ⑴锚孔测放 根据各工点工程立面图，按设计将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过±20mm。如遇刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位。 ⑵钻孔设备 岩层中采用潜孔钻机成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中施工，必要时采用跟管钻进技术。 ⑶钻机就位锚孔钻进施工，搭设满足相承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差满足规范要求。 ⑷钻进方式 钻孔要求须采用风动钻进，禁止采用水冲钻进，确保锚索施工不致于恶化
边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。 ⑸钻进过程 钻进过程中对每个孔的地层变化、钻进状态（钻压、钻速）、地下水等情况作好施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。 ⑹孔位孔深 钻孔孔位、孔深、斜度符合设计要求。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，孔深不小于设计孔深并且实际钻孔深度大于锚索设计长度0.5m以上。 ⑺锚孔清理 钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体外，不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。 ⑻锚孔检验 锚孔钻造结束并经现场监理检验合格后，进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。 ⑼锚索体制作及安装 安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。锚索在锚固端，每隔1.0m设置一个对中支架，使锚索居中，自由端每隔1.0m用细铁丝绑扎，并要求涂强力防腐涂料，套Φ20～22mm的PVC管，套管两端10～20cm长度范围内用黄油充填，外绕工程胶布
K28+600-K28+970段右侧边坡 预应力锚索张拉计算书 一、预应力锚索的主要设计参数和要求 1．预应力锚索采用6￠s15.2高强度低松弛钢绞线，强度级别为1860Mpa,公称直径15.2mm，公称面积140mm2，弹性模量为195000N/mm2。 2．张拉预应力为600KN。 3. 预应力钢绞线的锚固段长均为8m，自由段为长度分别为4m、8m、10m、12m、14m、22m、34m。千斤顶工作长度为0.6m。 4.张拉设备校准方程P=0.227X+0.4286 P—压力指示器示值(MPa) X—标准张拉力值（KN） 二、预应力钢绞线的张拉程序 张拉预应力钢绞线的主要机具有油泵、千斤顶和油表，千斤顶和油表必须经过配套标定之后才允许使用，标定单位必须通过国家有关单位认可。一般标定的有效期限为6个月或使用200次或发现有不正常情况也须重新标定。 张拉采用液压千斤顶27t进行单根、交叉张拉，张拉前先对钢绞线预调。单根预调的目的是使一孔内的钢绞线达到顺直、受力均匀并具有一定的拉应力状态，消除钢绞线的非弹性变形，以便更好地控制张拉。 钢绞线张拉的简明工艺： 预应力筋的张拉顺序：0→25%*бcon（初张拉）→50%*бcon→ 75%*бcon→100%*бcon→110%*бcon（锚固）
三、钢绞线张理论拉伸长值及压力表读数计算 1．计算公式 △L=PL/AE 式中： P 预应力钢绞线的平均张拉力（N） L 预应力钢绞线自由段及工作长度之和（mm） A 预应力钢绞线的公称面积，取140mm2 E 预应力钢绞线的弹性模量，取195000N/mm2 2．理论伸长值及油表读数值计算：（当自由段长度为4m，千斤顶工作长度为0.6m时，计算式如下：） （1）当б=бcon*25％（初张拉）时 张拉力：F=600/6*0.25KN=25KN=25000N 理论伸长：△L=25000*（4000+600）/(6*140*195000)=0.7mm 压力表读数：P=0.227X+0.4286＝6.1 MPa （2）当б=бcon*50％时 张拉力：F=600/6*0.5=50KN=50000N 理论伸长：△L=50000*（4000+600）/(6*140*195000)=1.4mm 压力表读数：P=0.227X+0.4286＝11.8MPa （3）当б=бcon*75％时 张拉力：F=600/9*0.75=75KN=75000N 理论伸长：△L=75000*（4000+600）/(6*140*195000)=2.1mm 压力表读数：P=0.227X+0.4286＝17.5MPa （4）当б=бcon*100％时
预应力锚索张拉计算书 (手动张拉) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
预应力锚索张拉施工技术方案 一、工程概况 本合同段内K0+580-K0+720段左侧挖方边坡设计为预应力锚索格构体系，锚索采用6φ预应力锚索，框架梁采用3× 3m。该段左侧路堑边坡地质比较复杂，情况主要为：左侧边 坡上为山坡荒地，下伏地层为三叠系松子坎组（Tsz）,岩性为灰白、浅紫光红色薄~中厚层泥质白云岩、为较硬岩，破碎岩体，边坡岩体类型为IV级。开挖后易发生滑动、碎落和小规 模溜滑。为了保证边坡的稳定，需立即进行张力。 二、施工依据 1、《混凝土结构工程规范》GB50666--2011； 2、依据交通部颁发的《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-2004）2004版； 3、依据贵州省建筑工程勘察设计院《施工图设计文件》; 4、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370; 5、现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224。 三、施工日期 2012年4月15日~2013年5月25日 四、人员配置 技术员1名、技术工人2人、普工6人 五、设备配置
六、施工方法 张拉首先为验证锚索锚固力是否符合设计文件要求，张拉前进行单锚抗拔试验，切忌不能将千斤顶配合钢板直接在边坡上试验，从而导致抗拔力失真。张拉设备必须采用专用设备，并送相应资质单位标定，检验合格后方可投入使用。待锚孔内的水泥浆和格构混凝土达到设计强度才能进行锚索预张拉。张拉采用“双控法”即采用张拉系统出力与锚索体伸长值来综合控制锚索应力，以控制油表读书为准，用伸长值校核，实际伸长值与理论值差别应在±6%以内表明张拉正常，否则应查明原因并采取措施后方可进行张拉。 张拉步骤：锚索采用单根张拉，张拉程序按两次四级执行，每级按设计拉力的1/4张拉，两次张拉时间间隔不小于一天，张拉顺序按“跳墩”形式进行，即先张拉两边两根锚索后再张拉中间的一根锚索，张拉前安装好锚具，并使锚垫板和千斤顶轴线与锚索轴线在一条直线上，且不可压弯锚头部分。张拉分两次进行：预张拉和超张拉，每次加载与卸载速率要平缓，并做好加荷和观测变形记录，该段边坡单根钢绞线设计荷载为，即张拉到时锁定。 封锚张拉最终锁定后将锚具外多余的钢绞线须用机械切割，并应留长5cm~10cm外露锚索，以防滑落，然后用混凝土将锚垫板、锚具及外露的钢绞线封住。
预应力锚索施工工艺措施 预应力锚索支护一般分为自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索(对穿预应力锚索)和普通预应力锚索两种。预应力锚索的施工一般分为施工准备、钻孔、锚索制作、锚索安装、锚墩浇筑（对穿锚索施工）、注浆、锚墩浇筑、张拉锁定和封锚等几个步骤，具体工艺措施如下： 一、施工准备 锚索施工前应完成材料、现场试验、施工设备、测量放线及其它等一系列的施工准备。 1、材料 预应力锚索一般使用的钢绞线采用高强度（1860MPa）低松弛无粘结钢绞线，其性能指标应符合GB/T5224-1995和ASTMA416-98的规定。钢绞线在运输中应防止磨损。预应力锚索所使用的未镀锌的钢绞线应采取防腐措施。所有上述材料均应有出厂合格证书和标牌，经监理人检查合格后方可使用。每批预应力钢绞线均应有材质成份的质量证明书，承包人应按监理人的指示按GB/T5224-1995的规定，对预应力钢绞线抽样进行力学性能试验，并应将试验成果报送监理人。运输和贮存：在运输中应防止磨损和免受雨淋、湿气或腐蚀性介质的侵蚀。存贮期间应架空堆放，如储存时间过长，对未镀锌的钢绞线应使用乳化防锈剂喷涂表面。自由式单孔多锚头防腐型预应力锚头静载锚固性能指标为：极限拉应力≥262KN时，其静载锚固性能应符合GB/T14370-2000的规定（即锚固系数ha≥0.95，总应变εapv≥2.8％），并应具备良好的防腐性能。 水泥采用标号一般不低于P.O42.5的普通硅酸盐水泥；水泥砂浆标号满足设计图纸要求；砂采用最大粒径不大于2.5mm的中细砂；速凝剂和其它外加剂符合施工图纸要求，并不得含有对锚索产生腐蚀作用的成分。 2、现场试验 锚索施工应按《规范》SL46-94、DL/T5083-2004要求先进行现场试验，检验施工工艺和测试张拉锁定后应力衰变规律，提拱超张拉或补偿张拉依据，以便指导正常施工。通过室内试验，结合设计图纸要求，筛选2～3种砂浆、外锚墩混凝土配合比并编写试验大纲报批进行生产性试验；对张拉机具、设备和仪表进行配套率定，报监理人审批；根据监理人指令，选择有代表性的锚索进行现场生产性试验；整理试验报告报送监理、设计单位审批。 3、施工设备 施工前42天，向监理人提交一份包含锚固张拉的机具、设备和仪器配置以及锚固程序和方法的施工工艺报告，报送监理人审批。张拉设备、机具和仪表进行成套标定，报监理人审批，并按标定结果配套进行使用。
压力分散型预应力锚索张拉计算书 一、工程简介 汕昆高速公 路土建工程第T22 合同段部分路堑 边坡设计采用锚 索框架梁进行防 护。见右图所示： 框架以两根竖肋 为一片，每片水平 宽度为8m，竖肋 水平间距4m, 横 梁间距为 3.5m， 横梁根数根据边 坡坡面长度计算 确定，横梁水平布 臵，通过调整上下 端自由段以适应 路线纵坡坡度。相 邻两片框架之间留2cm伸缩缝，缝内填充浸沥青木板。 框架梁采用压力分散型预应力锚索进行锚固，每孔锚索由三单元共六束
钢绞线组成，钢绞线采用直径15.24mm、强度1860MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线。每个单元锚索分别由两根无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成。钢绞线通过特制的挤压簧（类似于夹片功能）和挤压套（类似于锚环功能）对称地锚固于钢质承载体上，其单根的连接强度大于200KN。各单元锚索的固定长度分别为L1、L2、L3，共同组成复合型锚索的锚固段，且L1=L2=L3=5m。为叙述及计算方便，命名对应锚固长度的单元为D1、D2、D3单元，其对应锚索长度为l1、l2、l3，且l1>l2>l3。详见下图所示： 注：为计算方便，上图中L1和L3标注与设计图纸标注位臵相反，现场施工时需注意。 上图中，自由段长度根据边坡级数位臵不同而有三种设计长度，分别为10m、15m和20m，其对应设臵位臵详见具体的边坡锚索框架防护设计图。 压力分散型锚索与一般拉力分散型锚索不同之处在于，压力分散型锚索由几个单元组成，各单元间锚索长度及其自由段长度不同，致使各单元间因
自由段长度不同而产生伸长量不同。因此，在进行整体分级张拉前，要先计算各单元间的差异伸长量和差异荷载增量，并先进行补足荷载张拉及预张拉。 二、差异荷载增量、差异伸长量和理论伸长量计算 1、计算公式 因压力分散型锚索各单元长度长短不一，故必须先计算相邻两单元之间的差异伸长量和差异荷载增量。对于三单元共六束压力分散型锚索，其计算公式如下： 差异伸长量： △L1-2=△L1-△L2, △L2-3=△L2-△L3; △L1=(σ/E)* L1, △L2 =(σ/E)* L2, △L3=(σ/E)* L3, σ=P/A 。 差异荷载增量： △P1=(E*A*△L1-2/L1)*2 △P2=[(E*A*△L2-3/L2)+ (E*A*△L2-3/L1)]*2 以上各式中： L1、L2、L3,分别为第一、二、三单元锚索的自由段长度，且L1>L2>L3； △L1,△L2,△L3,分别为在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的伸长量； △L1-2,△L2-3为对应单元在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的差异伸长量； σ为在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的钢绞线束应力； P为在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的单根钢绞线束荷载； A为单根钢绞线束的截面面积，取A=140mm2;
预应力锚索张拉施工技术方案 一、工程概况 本合同段内K0+580-K0+720段左侧挖方边坡设计为预应力锚索格构体系，锚索采用6φj15.2预应力锚索，框架梁采用3 ×3m。该段左侧路堑边坡地质比较复杂，情况主要为：左侧边 坡上为山坡荒地，下伏地层为三叠系松子坎组（Tsz）,岩性为灰 白、浅紫光红色薄~中厚层泥质白云岩、为较硬岩，破碎岩体，边坡岩体类型为IV级。开挖后易发生滑动、碎落和小规模溜滑。 为了保证边坡的稳定，需立即进行张力。 二、施工依据 1、《混凝土结构工程规范》GB50666--2011； 2、依据交通部颁发的《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-2004）2004版； 3、依据贵州省建筑工程勘察设计院《施工图设计文件》; 4、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370; 5、现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224。 三、施工日期 2012年4月15日~2013年5月25日 四、人员配置 技术员1名、技术工人2人、普工6人 五、设备配置
六、施工方法 张拉首先为验证锚索锚固力是否符合设计文件要求，张拉前进行单锚抗拔试验，切忌不能将千斤顶配合钢板直接在边坡上试验，从而导致抗拔力失真。张拉设备必须采用专用设备，并送相应资质单位标定，检验合格后方可投入使用。待锚孔内的水泥浆和格构混凝土达到设计强度才能进行锚索预张拉。张拉采用“双控法”即采用张拉系统出力与锚索体伸长值来综合控制锚索应力，以控制油表读书为准，用伸长值校核，实际伸长值与理论值差别应在±6%以内表明张拉正常，否则应查明原因并采取措施后方可进行张拉。 张拉步骤：锚索采用单根张拉，张拉程序按两次四级执行，每级按设计拉力的1/4张拉，两次张拉时间间隔不小于一天，张拉顺序按“跳墩”形式进行，即先张拉两边两根锚索后再张拉中间的一根锚索，张拉前安装好锚具，并使锚垫板和千斤顶轴线与锚索轴线在一条直线上，且不可压弯锚头部分。张拉分两次进行：预张拉和超张拉，每次加载与卸载速率要平缓，并做好加荷和观测变形记录，该段边坡单根钢绞线设计荷载为129.5KN，即张拉到135.98KN时锁定。 封锚张拉最终锁定后将锚具外多余的钢绞线须用机械切割，并应留长5cm~10cm外露锚索，以防滑落，然后用混凝土将锚垫板、锚具及外露的钢绞线封住。 七、施工质量、安全、文明施工要求
第三章预应力锚索施工 3.1、名词及术语 3.1.1、预应力钢绞线：用于对岩体、混凝土结构物施加预应力的由多根高强钢丝捻制成的低松弛线束。 3.1.2、预应力锚索：由锚具、预应力钢绞线及附件组成的结构件。 3.1.3、预应力钢绞线---锚具组装件：预应力钢绞线与锚具装配的受力单元。 3.1.4、有粘结预应力锚索：预应力锚索经张拉锁定、灌浆后，其张拉段与被锚固介质无相对滑动的预应力锚索。 3.1.5、无粘结预应力锚索：预应力钢绞线经专用防腐油脂敷涂和外包层处理，张拉锁定后其张拉段在被固介质内可相对滑动的预应力锚索。 3.1.6、锚具：将预应力锚索的张拉力传递给被锚固介质的装置。 3.1.7、涂层：涂敷在预应力钢绞线表面起防腐和润滑作用的材料。 3.1.8、套管：套在预应力钢绞线和有或无防腐油脂涂层的高密度聚乙烯（HDPE）管子。 3.1.9、预应力锚固：通过对预应力锚索施加张拉力，使岩休或混凝土结构物达到稳定状态或改善其内部应力状况的技术措施。 3.1.10、内锚固段：预应力锚索体的内部持力端。用胶结材料或金属加工的机械装置，使锚索体内端与被锚固介质粘结为整体区段。 3.1.11、张拉段：预应力锚索依靠自身的弹性变形，张拉时可自由伸长，锁定后形成对被锚固介质施加预应力的部分。 3.1.12、外锚头：对锚索实现张拉和锁定的支撑装置。（通俗说法称之为“锚墩”） 3.1.13、设计张拉力：按照锚固设计的要求，并预留一定安全系数及各种因素引起的预应力损失后，确定每束锚索应施加的张拉荷载。 3.1.14、超张拉力：为消除各种因素引起的预应力损失，锚索张拉时将设计张拉力提高一定比例后，实际施加的张拉荷载。 3.1.15、内缩量：锚固过程中，由于锚具与预应力钢绞线间的相对位移、变形，所产生的预应力钢
浅谈锚索预应力损失原因及应对措施 摘要：以青岛某医院大楼深基坑支护工程为例，对预应力锚索应力损失的各因素进行了分析并改进施工细节，在一定程度上减小了预应力锚索的应力损失。减少预应力锚索的应力损失对基坑及周边建筑的的安全具有重大意义。 关键词：预应力锚杆；应力损失；基坑 Abstract: the Qingdao a hospital building deep foundation pit bracing engineering as an example, the loss of prestressed anchor stress analysed the factors and improve the construction details, and, to some extent, reduce the loss of prestressed anchor stress. Reduce the loss of prestressed anchor stress of foundation pit and surrounding buildings of the safety is of great significance. Keywords: prestressed anchor; Stress loss; Foundation pit 引言 预应力锚固作为一种主动支护手段，在桩锚支护中，锚杆利用一定的预应力主动制约土体变形和结构破坏。锚杆预应力大小对锚杆发挥主动制约作用与支护体系稳定至关重要。然而，锚杆在张拉过程中及锁定后的预应力均有不同程度的损失，如果损失过大，将达不到设计所要求的预应力值。基坑支护中，锚杆张拉及锁定后的预应力损失是一普遍现象，本文通过某深基坑工程的现场测试，对基坑支护锚杆预应力损失问题加以说明和分析。 1. 工程概况 该工程基坑深度为17.2米，土质以强风化、中风化岩为主。锚索外部受力体系为间距2米，宽、厚各为30cm的C25钢筋混凝土格构梁。基坑工程使用的是OVM系列的自锁锚具，锚杆采用φs15.2，1860MPa钢绞线。 2. 锚杆应力监测 为了研究锚杆预应力在基坑开挖整个过程中的变化情况，选择部分锚杆对其进行预应力监测。监测使用的仪器为MSJ钢弦式锚杆测力计及ZXY-1型频率计。锚杆测力计安装在锚头与圈梁或腰梁之间，这样锚杆测力计能够反应锚杆实际拉力。然而锚杆测力计价格昂贵，基坑工程又是短期工程，故在基坑工程中使用较多锚杆测力计进行锚杆预应力监测，监测费用将大大增加。这也是基坑工程中锚杆监测较少的原因。但是，锚杆在桩锚支护中起关键作用，部分锚杆失效或预应力不足，将严重影响基坑工程安全。锚杆与桩通过连梁或圈梁相互作用。锚杆预
绿地2迎江世纪城顺安路南地块高压旋喷预应力锚索施工方案 编制单位：安庆地质工程有限责任公司 编制：朱明好 审核：王新春 编制日期： 2014 年 6月 30日
工程概况 第一节施工方案编制依据 1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）； 2、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）； 3、《预应力锚杆混凝土用钢绞线》(GB/T5224)； 4、《预应力筋用锚具夹具和连接器应用技术规程》(JGJ85-2002)； 5、《预应力用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370)； 6、《混凝土结构工程施工及验收规范}》(GB50204-92)； 7、《岩土锚杆（索）技术规程》(CECS22：2005)； 8、《场地工程地质勘察报告》； 9、《设计图纸》。 第二节施工现场及工程地质条件 拟建场地位于安庆城东开发区建设绿地安庆顺安路南，本工程呈不规则多边形。基坑周边环境具体情况如下所述： 基坑东侧：围护边线距用地红线最近4.70m；红线外为顺安南路，围护边线距道路边线最近10.00m。 基坑南侧：围护边线距用地红线最近4.07m；红线外为皖江大道，围护边线距道路边线最近4.07m。 管线：围护边线距国防电缆最近5.70m 基坑西侧：围护边线距用地红线最近2.40m；红线外为已建小区，围护边线距小区围墙最近7.70m 管线：围护边线距燃气管最近4. 07m，距上水管最近7.80m 基坑北侧：围护边线距用地红线最近14.97m； 工程地质条件 （1）拟建场地位于安庆城东开发区皖江大道与顺安路交口西北角，其第四纪地貌型态属长江江漫滩微地貌单元。地形起伏较大（北侧有个小土堆），地面标高为11.32m～14.94m，最大高差3.62m。本围护方案场地标高取整平后地面标高。 （2）拟建场地未发现有影响建筑场地稳定性的断裂构造。主要地层分布稳定，不存在能导致场地滑移、大的变形和破坏等严重情况的地质条件，属稳定的建筑场地，适宜建筑该工程。
https://www.doczj.com/doc/e7256779.html, 锚索预应力损失变化规律分析 谌 军 河海大学土木工程学院 南京 （210098） E-mail：woshishui1130@https://www.doczj.com/doc/e7256779.html, 摘要：目前，预应力锚索加固技术已经得到广泛应用，但对锚索锁定后的预应力变化规律还缺乏系统深入的研究，尤其对锚索预应力的瞬时损失和长期稳定性还缺乏系统全面的认识。本文简要分析了影响预应力变化的主要因素及变化特点，主要包括锚索材料、施工影响及外部因素等, 对进一步综合归纳预应力变化的规律有一定的参考价值。 关键词:预应力锚索; 应力损失；影响因素; 变化特点 1 引言 预应力锚固技术的特点是尽可能少地扰动被锚固的土体或者岩体，并通过锚固措施提高土体或者岩体的强度，所以预应力锚固技术是最为高效，经济的加固技术之一，因此得到了各行各业高度重视，并已经得到广泛应用。由于应力值的长期稳定问题关系到锚固工程的永久安全性, 锚固力损失超过一定值时，将导致其锚固功能的减弱或失效，给工程带来极大的危害，甚至威胁人民生命财产的安全。所以锚固技术的关键在于其预应力的大小及损失的程度,只有保持足够的恒久预应力,才能达到最佳的锚固效果。由于岩土体的复杂性，预应力锚固作用机理复杂,影响预应力锚固效果的因素众多,因此需要深入研究锚固的作用机理,研究锚索体的受力过程，指导合理化施工。本文结合目前一些学者的研究工作，分析了影响锚固力损失的因素与机理，并相应地提出了预防锚固力减少的工程控制措施。 2 影响预应力锚固效果的因素分析 2.1 锚固时机对锚固效果的影响 锚固时机系指边坡开挖后与加锚时的时间间隔,由于边坡工程通常采用自上而下的分步开挖措施. 因此,加锚过程亦需与之对应地采用边挖边锚. 边坡开挖,改变了岩体原有的应力状态,在临空面产生的同时,岩体产生卸荷松动,不稳定岩体即有可能产生滑动,而岩体一旦产生滑动即具滑动能,所需的锚固力必须克服滑动能而有所增加,因此,选择合适的施锚时机对锚固效果作用甚大. 2.2 锚索材料对预应力的影响 制造锚索的钢材以高强度低松弛的钢绞线为宜,特别是预应力锚索。锚索在巨大的初始预应力作用下钢材松弛，长期受荷的钢材预应力松弛损失量通常为5%～10%。通过对各类钢材进行实验发现：受荷100h后的松弛损失约为受荷1h所产生损失的两倍；约为受荷1000h后应力损失量的80%，约为受荷30年之后损失量的40%。松弛损失量随着钢材的受荷状况变化。随着荷载增加，损失在常温下会明显的增加。钢材预应力值达到75%保证抗拉强度条件下，稳定化了钢丝和钢架线应力损失为1.5%，而普通消除应力钢材的应力损失量为5%～10%。同
YK48+045-115 及YK47+885-980 边坡预应力锚 索张拉计算书 一、预应力锚索的主要设计参数和要求 1．预应力锚索采用6￠s15.2 高强度低松弛钢绞线，强度级别为 2 2 1860Mpa,公称直径15.24mm，公称面积140mm，弹性模量为195000N/mm 。 2．预应力钢绞线的设计吨位650KN，控制张拉力бcon 为715KN。 3. 预应力钢绞线的锚固段长均为8m，自由段为长度为20m，千斤顶 工作长度为0.35m。 4. 张拉设备校准方程P=51.4500F+0.55 P —压力指示器示值(MPa) F —标准力值（MN） 二、预应力钢绞线的张拉程序 张拉预应力钢绞线的主要机具有油泵、千斤顶和油表，千斤顶和油表 必须经过配套标定之后才允许使用，标定单位必须通过国家有关单位认 可。一般标定的有效期限为 6 个月或使用200 次或发现有不正常情况也须 重新标定。 张拉采用液压千斤顶100t 级进行张拉，张拉前先对钢绞线预调。单 根预调的目的是使一孔内的钢绞线达到顺直、受力均匀并具有一定的拉应 力状态，消除钢绞线的非弹性变形，以便更好地控制张拉。 钢绞线张拉的简明工艺： 预应力筋的张拉顺序：0→15%*бcon（初张拉）→210KN→430KN→715KN （锚固） 第 1 页共 3 页
三、钢绞线张理论拉伸长值及压力表读数计算 1．计算公式 △L=PL/AE 式中： P 预应力钢绞线的平均张拉力（KN）， L 预应力钢绞线的长度（mm） 2 A 预应力钢绞线的公称面积，取140mm 2 E 预应力钢绞线的弹性模量，取195000N/mm 2．理论伸长值及油表读数值计算 （1）当б=бcon*15％（初张拉）时 张拉力：F=715*0.15KN=107.25KN=0.10725MN 理论伸长：△L=715000*0.15*（20000+350）/(6*140*195000)=13.32mm 压力表读数：P=51.4500F+0.55＝6.07 MPa （2）当б=210KN时 张拉力：F=210KN==0.21MN 理论伸长：△L=210000*（20000+350）/(6*140*195000)=26.09mm 压力表读数：P=51.4500F+0.55＝11.35 MPa （3）当б=430KN时 张拉力：F=430KN=0.43MN 理论伸长：△L=430000*（20000+350）/(6*140*195000)=53.42mm 压力表读数：P=51.4500F+0.55＝22.67 MPa （4）当б=бcon =715KN时 张拉力：F=715KN=0.715MN 第 2 页共 3 页
四川省雅砻江两河口水电站 （合同编号：LHKC-201114） 开挖Ⅰ标开挖一队 右坝肩EL2975 以上锚索施工规范 编制: 朱党党 审核: 刘中 接收人: 日期 : 中国水利水电第十二局右坝肩开挖一队 二零一四年五月八日
目录 1. 目录 (1) 2. 概述 (2) 3. 编制目的 (2) 4. 编制依据 (3) 5. 主要工程量 (3) 6. 施工进度计划安排 (3) 7. 拟投入的主要施工机械设备及人员配置 (3) 7.1 锚索钻孔资源配置计算说明 (3) 7.2 主要施工机械设备 (4) 7.3 人员配置 (5) 8. 施工方案 (5) 8.1 施工布置 (5) 8.2 锚索施工流程及技术要求. (6) 9. 质量控制措施. (23) 10. 安全保证措施. (23) 10. 文明施工措施. (25) 11. 环境保护、水土保持措施 (26)
一、概述 两河口水电站位于四川省甘孜州雅江县境内的雅砻江干流上，电站坝址位于雅砻江干流与鲜水河支流的汇合口下游约2Km 处河段，下距雅 江县城约25Km，雅砻江县城有318 国道通过，从坝址经雅江沿318 国道 至成都公路里程为536Km，坝址流域面积 6.57 万Km2，坝址处河流多年 666m3/s 。 两河口水电站为雅砻江中、下游的“龙头”水库，对其下游的雅砻江梯级电站以及金沙江、长江干流电站的梯级补偿作用显著。电站开发 任务为以发电为主，兼顾防洪。电站采用坝式开发，水库正常蓄水位高 程2865.00m ，水库总库容为107.67 亿m3，调节库容65.66 亿m3，具有 多年调节能力。电站装机容量3000MW，多年平均发电量110.00 亿KWh。 电站采用坝式开发，枢纽建筑物主要为拦河坝、左岸泄洪槽、放空建筑物、右岸地下引水发电系统组成。拦河坝为砾石土心墙堆石坝，最 大坝高295.00m ，左岸一条溢洪洞，一条深孔泄洪洞，一条旋流竖井非 常泄洪洞，一条放空洞（兼后期导流洞），右岸地下厂房引水发电系统。 两河口水电站2009 年开工建设，2012 年3 月具备分流条件，主体工 程分开挖工程标（开挖工程分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ标）、大坝工程标、泄水建筑 物工程标、引水发电系统工程标；本锚索施工段为水利水电十二局开挖 I 标段坝肩开挖EL2975-3020 段坡面深层支护工程。根据施工投标文件 和合同文件，右坝肩支护工程需锚索共计21 根，预应力锚索（500KN～2000 KN ）长度30～50m，均为无粘结锚索，而水电十二局收悉设计发送 关于《右坝肩2875.00m 高程以上边坡锚索布置图（1/4 ～4/4 ）》，本项 目变更锚索共计111 根，预应力锚索（500KN～1000 KN）长度30～50m， 均为无粘结锚索。 根据最后确定的右坝肩锚索支护范围扩大，实际施工图纸工程量较合同工程量大幅增加，在计划的工期内完成任务，难度较大。故报送《右坝肩2875.0m 高程以上边坡锚索施工方案》。 二、编制目的 针对右坝肩2875.0m 高程以上边坡锚索施工，切实落实有关建设工
预应力张拉力计算 箱梁，设计采用标准强度fpk=1860MPa的高强低松弛钢绞线，公称直径15.2mm，公称面积Ag=139mm2，弹性模量Eg=1.95*105MPa，为保证施工符合设计要求，施工中采用油压表读数和钢绞线拉伸量测定值双控。理论伸长量计算采用《公路桥梁施工技术规范》JTJ041-2002附表G-8预应力钢绞线理论伸长量及平均张拉应力计算公式。 一、计算公式及参数 1、预应力平均张拉力计算公式及参数： 式中：Pp—预应力筋平均张拉力（N） P—预应力筋张拉端的张拉力（N） X—从张拉端至计算截面的孔道长度（m） θ—从张拉端至计算截面的曲线孔道部分切线的夹角之和（rad） k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数：取0.0015 u—预应力筋与孔道壁的磨擦系数，取0.25 2、预应力筋的理论伸长值计算公式及参数： △L=PpL/（ApEp） 式中：Pp—预应力筋平均张拉力（N） L—预应力筋的长度（mm） Ap—预应力筋的截面面积（mm2），取139mm2 Ep—预应力筋的弹性模量（N/mm2），取1.95×105N/mm2 二、伸长量计算： 1N1束一端的伸长量： 单根钢绞线张拉的张拉力P=0.75×1860×139=193905N X直=3.5m；X曲=2.35m； θ=4.323×π/180=0.25rad KX曲+uθ=0.0015×2.35+0.25×0.25=0.066 Pp=193905×（1-e-0.066）/0.066=187644N △L曲=PpL/（ApEp）=187644×2.35/（139×1.95×105）=16.3mm △L直=PpL/（ApEp）=187644×3.5/（139×1.95×105）=24.2mm △L曲+△L直=16.3+24.2=40.52 N2束一端的伸长量： 单根钢绞线张拉的张拉力：P=0.75×1860×139=193905N X直=0.75；X曲=2.25m； θ=14.335×π/180=0.2502 KX曲+uθ=0.0015×2.25+0.25×0.2502=0.0659 Pp=193905×（1－e-0.0659）/0.0659=187653N △L曲=PpL/（ApEp）=187653×2.25/（139×1.95×105）=15.6mm △L直=PpL/（ApEp）=187653×0.75/（139×1.95×105）=5.2mm （△L曲+△L直）*2=（15.6+5.2）*2=41.6mm 一、计算参数： 1、K—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数：取0.0015 2、u—预应力筋与孔道壁的摩擦系数：取0.25 3、Ap—预应力筋的实测截面面积：139mm2 4、Ep—预应力筋实测弹性模量：1.95×105N/mm2 5、锚下控制应力：σk=0.75Ryb=0.75×1860=1395N/mm2 6、单根钢绞线张拉端的张拉控制力：P=σkAp=193905N 7、千斤顶计算长度：60cm
两洞进口边坡复杂地质条件无粘结预应力锚索工艺性试验研究 发表时间：2019-11-06T15:11:08.707Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年16期作者：王宝雄 [导读] 复杂地形下锚索的适应性是工程施工中的一大难题，在复杂地质条件下保证锚索的施工进度以及施工质量对于工程管理格外重要。中国水利水电第五工程局有限公司三分局 摘要：复杂地形下锚索的适应性是工程施工中的一大难题，在复杂地质条件下保证锚索的施工进度以及施工质量对于工程管理格外重要。因此本文对两洞进口边坡复杂地质条件无粘结预应力锚索工艺性试验进行了研究，希望本文的研究结果能够对于类似的工程提供帮助。 关键词：复杂地形；无粘结预应力锚索；工艺试验，地质施工 1 工程概况 工程地址位于金沙江巴塘水电站左岸，该水电站有导流洞与泄洪洞两个需要进行无粘结预应力锚索施工的洞口。边坡2630～2483m高程内最大开挖支护高度近150m，共计有10级边坡支护施工，其中第一级边坡的垂直高度为20m，马道宽度为3m，支护坡比为1：0.9；第二至第六级的边坡的垂直高度15m，支护坡比为1：0.5；第七至第十级的边坡的垂直高度为12m，支护坡比为1：0.5。需要进行边坡支护施工的有排水孔、预应力锚索、马道排水沟、砂浆锚杆、网格梁等。 2 试验目的及内容 2.1 试验目的 确保工程的锚索能够顺利的下索，下索的标准为锚索孔的孔径不小于12cm，锚固段灌浆结束时的压力不得小于0.5MPa，闭浆持续的时间为30min。 通过试验找出该工程的适合的灌浆液以及钻机和钻具等施工设备，确定水电站左岸边坡施工的造孔工艺、预注浆以及灌浆工艺，以找出更加经济实惠的方案，从而控制施工成本。 当锚固段出现裂隙时停止灌浆，对比直接下索使锚固段的灌浆量以及施工所消耗的时间。 确保最终的结果符合试验的要求，通过本试验确定边坡工程支护施工的各项参数，并总结试验经验，为今后类似的工程提供参考资料。 2.2 试验内容 锚固段的岩石裂隙、破碎与跟管、固壁造孔工艺预注浆与灌浆工艺。其中，跟管采用的锚索下索之后再进行拔管操作，而灌浆工艺则是由一根注浆管与锚固段同时注浆的方式。 2.3 试验部位与试验方法 2.3.1 试验方式 水电站左岸边坡的自由段采用30cm的跟管，其他的支护孔段采用直钎与固壁灌浆的方式，当锚索下索工作完成后，在锚固段进行预注浆与灌浆操作。 2.3.2 施工方法 钎孔的设计方式采用直钎式设计，其中终孔的直径不得小于12cm，锚固段分别采用预注浆与不预注浆的方式。 锚固段进行预注浆的方式为首先灌注纯水泥的浆液，当水泥浆液的注浆的总量达到试验孔孔容的3-5倍时，停止使用纯水泥浆液，更换为M30型砂浆继续灌浆，当试验孔内的灌浆压强达到0.3MPa时，结束灌浆。 3 试验材料 3.1 钢绞线 钢绞线为预应力锚索使用的钢绞线，由7根钢索绞制而成，单一钢索的直径为15.2mm，强度等级为1860MPa，材质为碳素钢，延伸值≥3.5%，属于低松弛级别的钢索。 3.2 锚具、隔离架、锚垫板 锚具的锚头使用的是钢制的导向帽，锚具的型号为YJM15-7型，隔离架设置于锚固段中，每隔1米设置一个隔离架，隔离支架中使用铅丝捆绑到一起。锚垫板使用碳素钢，为300*300*40（mm）的矩形垫板，垫板中心有内直径为11cm的孔，用于下锚索。 3.3 灌注浆液 3.3.1 浆液材料 灌注的浆液为水泥浆、M30砂浆与外加剂。其中水泥浆液用于灌注固壁、预注浆、锚墩以及用于封锚的混凝土。水泥的型号为硅酸盐水泥，级别应不低于P.O42.5。 砂浆的砂质选用平均颗粒直径小于2.5mm的天然砂，在使用之前应当充分的使用清水清洗与过滤，去除其中的灰尘与杂质，以免影响灌浆的效果。 外加剂是增强灌注浆性能的添加剂，一般以减水剂与速凝剂为主。 3.3.2 浆液配比 用于灌注的砂浆有固壁和预注M30、张拉M30、和M35砂浆，三种砂浆的规格如下： 固壁和预注M30：水泥841、砂质889、清水336、减水剂6.7与速凝剂42。 张拉M30：与固壁和预注M30相比无需添加速凝剂，其余的组分与固壁和预注M30相同。 M35：水泥1300、清水480、减水剂13。 3.4 机械设备 3.4.1 钻孔设备 用于对预应力锚索的钻孔设备为YG-70型钻孔机，该钻孔机的钻头套管的直径为140*10mm，钻头为直钎式钻头，最大钻探直径为