预应力锚索锚固力损失的探讨

高速公路边坡工程锚索预应力损失探讨作者：黄璐来源：《沿海企业与科技》2010年第04期[摘要]文章通过对高速公路边坡工程锚索应用的实例分析,探讨预应力锚索加固边坡的机理、锚索预应力损失的影响因素以及锚索预应力的变化规律,并在此基础上提出减少预应力损失的措施。

[关键词]高速公路;边坡工程;锚索;预应力损失[作者简介]黄璐,广州市鸿维城市建设工程设计院,广东广州,510050[中图分类号] U416.14 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2010)04-0106-0003一、引言预应力锚索是预应力技术的一种新发展。

近年来,预应力锚索广泛应用于边坡、地下工程、坝体、深基坑等土木工程的各个领域。

预应力锚索是通过对锚索施加预应力以加固岩土体使其达到稳定状态或改善内部应力状态的支挡结构;它能够充分发挥岩体的自承能力,调节和提高岩土的自身强度和自稳能力,减轻支护结节和提高岩土的自身强度和自稳能力,减轻支护结构的自重,节约工程材料;通过施加的预应力,能够主动控制岩土体变形,调整岩土体的应力状态,并能保证施工的安全与稳定[1][2]。

其技术关键在于如何有效控制预应力的损失程度,因为预应力的长期稳定问题直接关系到锚固工程的永久安全性[3]。

国内外在锚索预应力损失的理论计算及现场监测方面的工作做得很少,不能正确地估计锚索预应力损失的大小及损失过程,工程上由于预应力损失而达不到加固效果的例子很多。

本文结合高速公路边坡工程锚索应用的实例,探讨预应力锚索加固边坡的加固机理、锚索预应力损失以及锚索预应力的变化规律,并在此基础上提出防止和减少预应力损失的几点建议。

二、预应力锚索加固机理锚索是一种细长受拉构件,柔度较大,用于加固岩土体时能与岩土体共同作用,充分发挥两者的能力。

通过对锚索施加预应力,能够主动控制岩土体变形,调整岩土体应力状态,有利于岩土体的稳定性;预应力锚索结构是在岩土体及被加固建筑物产生变形之前就发挥作用。

２０１１年第ｌ０期　（总第２１２期）　黑龙江交通科技　

ＨＥＩＬＤＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮ１３　ＫＥＪＩ　Ｎｏ．１０，２０１１　

（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２１２）　

预应力锚索的预应力损失机理分析与研究　阮志新　（广西交通规划勘察设计研究院）　

摘要：从南宁市青秀山滑坡治理工程出发，回顾了预应力锚索技术发展及研究现状，分别从锚索的锚固时　间、钢绞线松弛等多方面对锚索预应力损失机理进行了分析和研究，提出了减少预应力损失的控制措施。　关键词：锚索；预应力；机理分析　．　中图分类号：Ｕ４４２　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１１）１０－０１８６—０１　

ｌ工程概况　南宁市青秀山于２００２年９月开始修建后，其主干道北　侧即形成坡度较高的边坡。道路竣工后，由于　＋７２０～　８４０段的边坡没有进行支护，于２００３年９月滑动，引起边坡　上部近１２０　ｍ范围内的山体滑坡。目前，滑坡仍在活动中。　在选择有效的滑坡整治方法之前，必须对滑坡的特征进　行分析。加固工程中常使用的预应力锚索技术，不仅具备对　被锚固的土体或岩体扰动小而加固强度高的特性，还具有设　置灵活、施工快捷、投资小等特点。作为目前治理滑坡最为　实用有效的加固技术之一的预应力锚索技术，在在青秀山的　地质灾害滑坡治理中发挥了重要的作用。　预应力锚索技术机理复杂、影响因索众多、只有分析锚　固作用机理，对岩土体的复杂性、受力过程及其预应力的大　小和损失程度等进行深入的研究，对锚索加固后的工程稳定　性分析和采取有效的措施，将预应力松弛量控制在允许范围　内，才能确保工程的安全和稳定。　２预应力锚索技术发展及研究简述　滑坡治理是各项基础设施建设的重要工作。欧美国家　始于ｌ９世纪，因早期人们对滑坡的性质及其变化规律认知　度有限，滑坡的主要治理措施主要针对小型滑坡，对于较大　的滑坡只能采取避让。２Ｏ世纪中叶，随着各国经济的高速　发展和国土资源合理有效的开发利用，大型滑坡治理需求日　显突出，近５０年来，以预应力锚索技术为代表的对滑坡灾害　防治的研究和技术Ｅｌ臻成熟。　我国的滑坡治理工作始于２０世纪５Ｏ年代。根据当时　的地质环境和科研状况所研发的绕避、支挡、减重等治理滑　坡的原则和方法，在宝成线等国家重要交通运输工程中发挥　了重要的作用。８Ｏ年代以来，随着滑坡治理预应力锚固技　术的成熟和发展，预应力锚索抗滑桩新型结构脱颖而出。　３锚索预应力损失机理分析　３．Ｉ　时间对预应力损失的影响　预应力损失是锚索加固过程中的客观存在。可将张拉　后锚索预应力损失分为张拉中和张拉后２　ｄ的迅速降低、５　ｄ　中的缓慢降低和相对稳定等三个阶段，如图１。　《　篓　紧　鬟　基　嚣　迅速降低　ｌ０　２０　３０　４Ｏ　５０　６０　７０　８０　时间／ｄ　图１锚索预应力损失随时间变化曲线　收稿日期：２０１１—０７—１５　・１８６・　图中可以看出，锚索张拉后１０　ｄ内，其预应力损失最为　快速，２０—３０　ｄ时，预应力损失呈缓慢趋势；３０　ｄ后，相对稳　定。由此可见，张拉初期的锚索预应力损失最大，后期基本　平稳。经验表明，锚索张拉锁定后，保留张拉段钢绞线，有利　于３０　ｄ后进行超张拉和补张拉，以保证设计要求。　３．２锚具回弹对锚索预应力损失的影响　锚索固定后，因锚具夹片回弹，会引起锚索预应力损失。　锚索预应力损失可按下式计算　＝　三×　／Ｉ，　（１）　＝　（２）　式中：△Ｌ为锚具夹片回弹值；　为锚具的轴向应力；Ⅳｍ为　锚具的轴向压力；己为锚具长度；　为钢绞线弹性模量；．Ｓ为　钢绞线的截面积。　３．３钢绞线松弛对锚索预应力损失的影响　（１）金属材料的特性之一就是随着时间的延长，应力逐　渐减少，这种现象称为应力松弛现象。为研究应力松弛现象　所提出的松弛率为　

锚索预应力损失原因和解决措施摘要：工程建设作为一项基础性经济活动，对于我国社会的稳定发展具有重要意义。

本文主要对预应力锚索的应用进行深入研究，探究如何科学、高效地运用预应力锚索。

关键词：锚索、预应力、损失原因、解决措施前言预应力锚索主要是利用非应力集中传递出去荷载，传递荷载方式在钻孔内任一角落分布。

而且，在应用该工艺时可使已完成粘连部位避免绽开。

对于自然形成的地层地势具有重要改善作用，其效果优于其它施工方法。

通过对预应力锚索技术的深入研究，我们可以看出该技术的优点主要表现为以下三个方面：其一，在运用预应力锚索的过程中，人们能够向岩土结构施加预应力，延缓岩土形态的变形，从而缓解支护结构的压力，这有助于减少支护结构的加固成本；其二，在运用预应力锚索的过程中，人们只需在固定的地点开挖，对边坡整体的影响较小，这有助于保护边坡上的植被，从而保护生态环境；其三，在运用预应力锚索的过程中，人们可以通过设置返力结构来增强岩土结构的稳定性，从而提高整体的稳定性。

1预应力锚索结构施工人员应当明确预应力锚索结构是由锚头、锚固段和自由段三个部分共同组成，在设置预应力锚索结构的过程中要用到锚具、注浆板、钢绞线等工具。

与此同时，在正式搭建预应力锚索结构之前，施工人员应做好准备工作，了解岩土性质和地质特点，以便于确定预应力锚索的方向和长度，从而塑造完整的预应力锚索结构，进一步保障岩土工程的稳定性。

为了保证预应力锚索的锚固段能够按照指定要求进入到岩土结构内部，施工人员应当先对岩土结构进行检测，从而保证能够加长锚固段的长度，以便于锚索能够到达岩土滑动面的前部，对岩土滑动面周边的土体施加预应力，进一步增强岩体的稳定性。

在进行预应力锚索锚固段的灌浆作业之前，施工人员应当学习并掌握科学的注浆方法，从而保证灌浆作业的完成。

在具体实施过程中，施工人员要确保注浆压力处于指定范围内，将水泥浆注入到孔内，直至水泥浆从孔内溢出再停止灌浆作业。

与此同时，合理地利用钢绞线也十分重要。

预应力锚索施工技术常见通病与解决方法【一】预应力锚索施工技术常见通病与解决方法一、引言预应力锚索施工技术在现代建筑工程中得到广泛应用，然而在实际施工过程中常常出现各种问题。

本文将详细介绍预应力锚索施工技术的常见通病及相应的解决方法。

二、通病一：锚固力不满足设计要求1. 原因分析1.1 锚固体材料质量问题1.2 锚固体埋置深度不足1.3 锚固体与混凝土基座之间的粘结力不足1.4 预应力锚索受到外力影响2. 解决方法2.1 严格控制锚固体材料质量2.2 控制锚固体的埋置深度2.3 提高锚固体与混凝土基座之间的粘结力2.4 加强锚索的抗外力能力三、通病二：应力集中问题1. 原因分析1.1 基础设计不合理1.2 锚固体几何形状不合理1.3 特殊荷载导致应力集中2. 解决方法2.1 优化基础设计，合理布置锚固体 2.2 调整锚固体的几何形状2.3 分散特殊荷载，避免应力集中四、通病三：锚具失效1. 原因分析1.1 材料老化导致强度下降1.2 弯曲变形过大1.3 疲劳破坏1.4 不当组装或安装2. 解决方法2.1 定期检测锚具材料，更换老化材料2.2 优化锚具结构，减小弯曲变形2.3 强化锚具的抗疲劳能力2.4 加强锚具组装与安装的质量控制五、通病四：防腐工艺不到位1. 原因分析1.1 防腐涂料选择不当1.2 涂料施工不规范2. 解决方法2.1 选择适用的防腐涂料2.2 严格按照涂料施工规范进行施工六、结论本文针对预应力锚索施工技术的常见通病，分析了其原因并提出了相应的解决方法。

只有合理解决这些问题，才能保证预应力锚索施工的质量和安全性。

【附：本文档涉及附件】1. 相关图片：包括预应力锚索施工过程中的关键环节和锚具的结构示意图。

2. 技术手册：详细介绍了预应力锚索施工技术的要点和操作步骤。

【附：法律名词及注释】1. 预应力锚索：预应力锚索是将预应力锚固在混凝土结构中所使用的一种施工技术。

2. 锚固体：锚固体是预应力锚索的一部分，用于固定预应力钢束或钢索。

收稿日期:2006Ο11Ο02;修回日期:2007Ο04Ο09作者简介:景　锋(1974Ο),男,山西永济人,工程师,中国科学院博士研究生,主要从事岩石力学安全监测、岩体加固和地应力等方面的研究工作,(电话)027Ο82829887(电子信箱)fjing @ 。

文章编号:1001Ο5485(2007)05Ο0052Ο04预应力锚索预应力损失特征及模型研究景　锋,余美万,边智华,尹健民(长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉　430070)摘要:总结了预应力锚索的预应力变化规律以及影响预应力变化的各种因素,基于岩体流变和锚索松弛的耦合作用,推导了锚索预应力变化的数学模型。

该模型反映了锚索预应力变化的实质,可较精确计算锚索预应力的变化情况,并能预测锚索的最终有效预应力。

该模型工程应用证明锚索预应力的计算值与实测值相当接近且变化规律基本相同。

关　键　词:预应力锚索;预应力损失特性;预应力损失模型中图分类号:TV332 文献标识码:A 预应力锚固技术因可以充分发挥岩体的自稳能力,保证工程的安全和稳定,已成为水利水电、矿山、铁路等行业中一种行之有效的加固手段[1]。

大量实践和研究证明,锚索预应力存在时间效应问题,特别在软岩中更为显著。

由于锚索的有效预应力是关系到锚固工程成败的关键之一,所以锚索预应力变化规律及变化趋势研究已成为国内外岩土锚固工程界关注的问题之一。

由于所加固岩体的复杂性以及工程布置和施工过程的多样性,锚索的工作性态极其复杂,如何根据影响锚索预应力变化的主要因素,建立一种既能考虑锚索预应力损失变化的本质,又能较精确地预测锚索预应力的损失情况及最终损失量的简单实用的数学模型,具有一定的理论和工程意义。

1　锚索预应力损失主要因素锚索预应力损失来源于钢绞线变形、锚具的楔滑和岩体变形等,各因素在不同时段对锚索的预应力影响程度各不相同[2～4]。

1.1　钢绞线松弛对预应力损失的影响由于锚索钢绞线在巨大的初始应力作用下会发生变形,从而引起松弛。

74总409期2016年第31期（11月 上）桥梁与隧道工程收稿日期：2016-08-20作者简介：田密（1984—），男，助理工程师，主要从事公路工程施工及管理方面的工作。

锚索预应力损失与控制分析田密（文安县交通运输局公路管理站，河北 文安 065800）摘要：针对某高速公路边坡结构采用钻孔桩+预应力锚索（支撑）+岩石锚杆的形式进行加固，对其锚索拉拔试验方法进行了概述，分析了试验结果，对锚索张拉力值与测力计值试验进行了比较，最终确定锚索的锚固力符合设计要求，进一步对两根锚索在最大荷载下因锚具夹片和张拉系统引起的预应力损失进行了计算，为锚索预应力损失的控制提供更多的理论依据，有利于锚索预应力锚固技术的发展。

关键词：公路边坡；锚索预应力；张拉；试验检测中图分类号：U417.2文献标识码：B1 工程实例分析1.1 工程概况河北某高速公路经过山区，地形复杂，某位置一侧将开挖山体，边坡长34m ，高15m ，主要为微风化层，采用钻孔桩+预应力锚索（支撑）+岩石锚杆的形式，主体围护桩采用φ1000钻孔灌注桩，嵌固深度为中风化层2.5m ，微风化层1.5m 。

钻孔桩桩顶施作冠梁，截面尺寸1.1×0.8m （局部1.1×1.0m ），桩间布置锚索，边坡下部采用岩石锚杆的形式，边坡支护用100mm 厚喷射C25混凝土并挂钢筋网片φ8@150×150mm 。

自上而下布设8道锚索，锚索根据地质采用3AS15.2、4AS15.2、5AS15.2钢绞线，长度11～15m ，自由段长度5～10m ，锚固段长度4～6m ，预应力锁定值为200～440kN 。

支护范围内基本地质情况按标准地层层序自上而下分述如下：第①层填土：该层分布广泛，松散～稍密，工程性质差，且极不均匀，透水性中等，局部可能存在土层滞水，开挖时如支护措施不当，基坑侧壁极易失稳。

厚约2.4～3.5m 。

第④层含淤泥粉、细砂：该层在场地内分布广泛，稍密，工程性质差，透水性中等，开挖时如支护措施不当，基坑侧壁极易失稳。