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深基坑桩锚应力损失分析及处理

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深基坑桩锚应力损失分析及处理
摘要在深基坑桩锚支护体系施工中，发现预应力锚索的轴力存在不同程度的损失，有的甚至张拉后24小时内出现应力损失一半左右的情况，严重影响到基坑的稳定安全；本文从施工的各个工序进行分析和处理进行总结。

关键词钢围囹锚索张拉应力损失
1、工程概况：
东孚隧道是厦门（海沧）至漳州（天宝）高速公路的起点段工程，该隧道主要位于厦门市海沧区境内，下穿东孚火车编组站39股道及东孚工业区，线路起讫里程为LK14+960～LY（Z）K15+960段（路线总长1000m），其中LY（Z）K15+315～LY（Z）K15+415段为明挖段，开挖深度达20m，基坑四周均采用钻孔桩结合锚索、旋喷桩进行支护，共设四层锚索，基坑顶四周为海沧工业区厂房及街道干道，因此控制好基坑的稳定至关重要。

2、锚索设计情况
2.1锚索设计参数
基坑LY（Z）K15+315～LY（Z）K15+415段支护主要是钻孔
桩直径1.0m，水下C30混凝土灌注，桩间距1.2m，桩顶设
置1m×0.8m冠梁，桩间设φ600mm高压旋喷桩止水，基
坑竖向设置四道锚索，锚索设置在钢腰梁上，与围护桩形
成共同作用；锚索横向间距为1.2m（见图1锚索立面图）；
每道锚索的根数和自由段长度见表1。

表1
支锚道号支锚类型钢筋或自由段长度锚固段长度实配[计算]面积锚杆刚度
钢绞线配筋实用值(m)实用值(m)(mm2)(MN/m)
1锚索3s15.216.023.0420.0[323.5] 4.48
2锚索4s15.213.524.0560.0[497.6] 6.84
3锚索6s15.211.027.0840.0[733.8]11.57
4锚索5s15.28.522.0700.0[600.1]12.67
2.2锚索的结构
锚索与钢腰梁、围护桩连接形成共同
受力，是基坑的主要支护作用（见图2
锚索构造及锚索与孔桩连接大样图）
图2 锚索构造及锚索与孔桩连接大样图
3、锚索施工应力损失原因分析
3.1施工工艺流程：孔位放线、钻孔→锚索制作、安装→注浆→钢腰梁制作、安装→锚索张拉→锚具锁定→锚具保护
3.2对施工过程中的施工工艺进行调查（见表2）
基坑第一层施工的275根锚索选取不同里程的60根锚索施工进行跟踪调查。

对施工过程中出现的锚索应力损失问题进行了统计。

施工过程应力损失抽样调查表表2
序号项目出现次数调查
总数
百分比
1降雨造成土体环境及温度变化21 60 35% 2 钢腰梁结构变形26 60 43.33% 3围护桩受力后变形产生的预应力损失24 60 40%
4张拉系统（锚具及夹片）引起的预应
力损失
23 60
38.33%
5张拉时持荷时间小于2min20 60 33.33%
6注浆浆液水灰比控制不当及
二次注浆压力不达标
15 61
25.00%
3.3原因分析
3.3.1降雨造成土体环境及温度变化，降雨量及降雨历时
对锚固力的影响集中反映在砂层部位，降雨对锚索预应力
的影响主要表现为由于锚固应力的增加,这种锚固应力具
有时间滞后效应，但随着砂层里水的流失,增加的锚固预
应力也会消散；温度的变化使锚索发生变化,从而导致预
应力的变化。

3.3.2钢腰梁结构变形：由于钢腰梁尺寸加工的偏差，导
致钢垫板与工字钢支撑点间距过大，造成钢板受力后挠度
变形过大，导致应力损失见图3。

图3钢腰梁的钢板变形
3.3.3围护桩受力后变形产生的预应力损失：锚索的所有应力通过钢腰梁传递到围护桩受力，导致围护桩混凝土构筑物本身也具有收缩、蠕变性质,且受到较大压力后也会产生一定量的压缩变形进而引起预应力损失。

3.3.4张拉系统（锚具及夹片）引起的预应力损失：由于现场施工采用OVM-15-3型锚具，该类型锚具都存在夹片回缩问题,据厂家资料及产品说明,OVM 型锚具钢绞线的回缩量均为6 mm；因此钢绞线回缩产生的预应力损失可由下式求得
NS = A ·σS = A ·rΔL ·Ey / L
其中： N S 为预应力损失值，A 为钢绞线的截面积，ΔL 为锚具、夹片的变形回缩值， Ey 为钢绞线的弹性模量， L 为自由段的有效长度。

3.3.5张拉时持荷时间小于2min：由于本工程锚索长度一般在30m以上，加上锚索刚度不足锚索张拉时，自由段与孔内水泥浆，土体存在一个或者多个接触点，将导致摩擦力的产生，当张拉持荷时间过短时会放张后摩擦力消失会使锚索应力损失更快。

3.3.6注浆浆液水灰比控制不当及二次注浆压力不达标：由于现场控制不力导致注浆浆液水灰比或大或小，初次注浆压力二次注浆没有严格按要求也是造成锚固段后期应力损失的原因。

4、处理措施：
4.1对于砂层地段的锚索，在雨期施工时要加强锚索
拉力监测：每隔１０米设一个监测点，锚索张拉前，
在垫板处安装锚索应力传感器，当发现预应力损失
过大,应立即采取补张拉进行弥补。

4.2钢腰梁变形问题严格按设计的尺寸加工钢腰梁，
允许误差控制在5mm内，对已张拉的因支撑点过大
造成垫板弯曲的用Φ28的钢筋进行补强加固，进行
补张在钢腰梁制作时加强控制，增加加固措施，钢
板支撑点的间距控制在锚具直径+2CM，加厚钢垫板
厚度以增加的抗弯能力见图5。

图5加固后的钢腰梁没有明显变形4.3加强观测锚索张拉后应力的变化对，围护桩之间的间隙用混凝土或钢板填充，并在锚索初张时加长持荷时间，必要时采用超张拉，在结构强度许可的情况下,采用超张拉可使桩后地层处于超压密、超固结状态,，以消除围护桩受力后变形产生的预应力损失。

4.4张拉后夹片松动位移，放张前重新将夹片敲紧，制作特制工具，在张拉后用以敲紧夹片张拉系统（锚具及夹片）引起的预应力损失；控制夹片回缩产生的回缩量减少到3-4mm；
4.5张拉时最大压力要持荷时间2min以上，减小放张后应力损失。

4.6锚索灌浆材料采用强度不低于25MPa的水泥浆，注浆材料宜采用水灰比为0.4～0.45的纯水泥浆，注浆压力宜为0.5～1.5MPa;二次高压注浆宜使用水灰比为0.45～0.50的纯水泥浆,注浆压力宜为2.0～3.0MPa；
5、处理后的施工监测
第一层应力损失的锚索单元在经过加固补强后，进行了补张拉。

经过与第三方监测单位配合监测，第一层所有锚索单元在补加后48小时应力损失控制在6%～8%之间，第二层锚索单元在张拉后48小时内应力损失控制在3%～5%；见第二、第三层锚索监测点应力变化曲线图6、图7。

图6第二层锚索监测点应力变化曲线图
0.0
50.0100.0150.0200.0250.0300.02010年2月6日
2010年3月6日
2010年4月6日
2010年5月6日
2010年6月6日
2010年7月6日
2010年8月6日
2010年9月6日
2010年10月6日
2010年11月6日
2010年12月6日
MS06MS07MS08
图7第三层锚索监测点应力变化曲线图
0.0
100.0200.0300.0400.0500.0600.02010年4月24日
2010年5月8日
2010年5月22日
2010年6月5日
2010年6月19日
2010年7月3日
2010年7月17日
2010年7月31日
2010年8月14日
2010年8月28日
2010年9月11日
2010年9月25日
2010年10月9日
2010年10月23
2010年11月6日
MS09MS10MS11
6、结束语
通过改进施工措施，预应力锚索应力损失大幅得到控制，48小时内的应力损失小于10%，使锚索施工质量得到有效控制，确保深基坑在施工过程中的安全稳定，经观测，最终基坑顶最大位移量控制在30mm 左右，符合设计规范变化累计变化不超过60mm （0.3%H ）要求。

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深基坑桩锚支护结构稳定性及受力变形分析

深基坑桩锚支护结构稳定性及受力变形分析

深基坑桩锚支护结构稳定性及受力变形分析■乔黎明安徽省城建设计研究总院有限公司市政工程\ --'%毋庸置疑在近几年的发展中，随处可见深基坑工程。

当然了这与城市地铁工程、高层建筑、市政工程的发展有 关。

结合有限的土地资源，不断开发地下空间。

上世纪，桩 锚支护结构这一新型抗滑结构就得以广泛的应用，尤其是 在治理深基坑以及整治滑坡等相关工作中扮演着日愈重 要的角色。

本文首先简述了不利于桩锚支护稳定性的因 素、破坏性，解析了深基坑支护工护施工的稳定性，最后解 析了其深基坑桩支护结构的变形特征以及结构受力情况 等相关因素。

由于引起深基坑桩锚支护结构变形的因素是多方面 的，因而非常有必要深入分析以解析与支柱变形情况、受 力结构有关的因素，从而减少影响。

这有利于最大限度发 挥桩锚支护结构的作用。

所以在实际施工中，应该综合考 量各因素，从而形成最佳的支护结构。

基于此本文主要论 述了与深基桩锚支护结构受力变形特征以及结构稳定性 等相关方面。

一、粧锚支护结构的破坏机制桩锚支护结构属于围护结构，即通过在排村支护结构 上设置预应力锚杆。

该结构具有简支点，这是因为围护结 构具有顶端的支撑，所以通常情况下并不会发生移动。

桩 体、锚杆受内外压力的影响，分别处于受弯、受拉的状态。

1.桩锚支护的破坏形式。

桩锚支护是完全区别于重力式支护结构体系的，因此 从本质上可归属于柔性支护。

因此可通过如下几方面，提 升支护的可靠性:第一是嵌入的深度;第二桩身的刚度、强 度;第三锚杆拥有可靠的锚拉力，同时可传递至桩上。

从某 一方面来说上述三大要素，无论是哪一方面存在问题，都 有可能破坏支护体系的结构的。

因而总体上说可将桩锚支 护系统的破坏形式、原因，归集为如下几种：踢脚破坏:这多以设计以及开挖土体的深度有关。

即表现为桩底端踢出，桩体随着锚点而移动;桩身断裂：由于 桩体的最大受弯矩处发生断裂，极易成为两截。

这可能与 桩体本身存在质量问题，混凝土的钢度或者强度不达标等 原因有关。

深基坑桩锚支护常见破坏形式及原因[岩土工程类优质文档首发]

深基坑桩锚支护常见破坏形式及原因[岩土工程类优质文档首发]

深基坑桩锚支护常见破坏形式及原因[岩土工程类优质文档首发]★桩锚支护体系的破坏形式及相应原因桩锚支护体系是指护坡桩配合一道或多道锚杆的支护形式，它是一种超静定结掏，稳定性好，安全性能高，因而是深基坑支护的主要形式之一。

本文的讨论主要是针对护坡桩加一道锚杆的支护形式单锚支护体系。

就单锚支护体系而言，支护系统的安全可靠性是通过以下三方面获得保证的；(I)桩有足够的嵌固深度；(2)桩身有足够的强度和刚度；(3)锚杆能提供足够的锚拉力井且能将锚拉力可靠、有效地传递到桩上。

这三者中的任何一方面出现问题，都会导致支护体系的结构破坏从这个意义上讲，桩锚支护体系的可能破坏形式及其相应的破坏原因可概括为三种(图1)。

(a)一剔脚破坏；(b)一桩身断裂破坏；(c)一倒覆破坏★1剔脚破坏桩底端剔出，桩体绕锚点转动，原因是桩的嵌固深度不足。

★2 桩身断裂破坏桩身在最大弯矩处断裂，桩体从跨中断为两截。

出现这种破坏的原因或者是桩体强度不足(配筋不足或混凝土强度不足或桩体有质量缺陷)，或者是桩体因刚度不足导致跨中变形过大而折断。

这种破坏的标志是桩从跨中断裂。

★3 倒覆破坏锚杆因某种原因而失效或因某种原因使未失效的锚杆无法正常发挥作用(即无法将锚拉力有效传到桩上)。

使桩由锚拉支护转变为悬臂形式，桩的受力状态发生改变，导致桩体整体倒覆。

这种破坏的标志是桩整体倒覆，桩从根部折断。

发生这种破坏的原因可能有：(1)设计失误。

由于计算错误或因考虑的因素不够周全，使锚杆的承载力(锚杆实际能提供的锚拉力)不足，致使锚杆被拉断或从土中被拔出，锚杆失效，桩体因失去约束而倾倒。

一般出现这种情况的可能性较小。

(2)由于实际条件发生变化，使实际作用于桩上的外推力大于原设计锚杆能提供的锚拉力，锚杆因承受了过大的外荷载而被拉断或被从土中拔出，桩体因失去约束而倒覆。

出现这种情况的具体原因可能比较复杂，如地面堆载过大；地面大面积粤{水使水体下渗导致土的强度降低，土压力加大；桩后积水并发生渗流，水压力加大等等。

浅谈锚索预应力损失原因及应对措施

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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。

超期使用基坑中锚索预应力的损失问题分析

超期使用基坑中锚索预应力的损失问题分析

综 述超期使用基坑中锚索预应力的损失问题分析Analysis on prestressed loss of anchor lines in extending use of base pit毕元领（中铁十六局集团城市建设发展有限公司，北京 100018）摘要：基坑支护工程大多数是按照临时结构设计，一般使用期限为1年，但有些深基坑因各种原因造成停工，导致再开工时部分基坑支护结构存在超期使用的情况。

预应力锚索作为保障基坑支护稳定性的主要受力构件，超期使用基坑再次施工时需对锚索预应力的损失情况进行分析，以确保基坑安全。

本文讨论了锚索预应力损失的原因、变化规律，并提出了对超期基坑锚索预应力损失的分析思路。

关键词：超期基坑；预应力锚索；预应力损失Abstract:Most of the foundation pit support projects are designed according to temporary structure, and the service life is usually one year. However, some deep foundation pits are shut down due to various reasons, which leads to the overuse of some foundation pit support structures during the restart period. Prestressed anchor cable is the main force component to ensure the stability of foundation pit support. It is necessary to analyze the loss of prestress of anchor cable when the foundation pit is reconstructed in excess of time in order to ensure the safety of foundation pit. This paper discusses the causes and changing rules of prestressing loss of anchor cables, and puts forward the analysis ideas of prestressing loss of anchor cables in overdue foundation pits.Keywords: extened using foundation pit；p restressed anchor cable；p restress loss中图分类号：TV551　文章标识码：B　文章编号：1003-8965（2019）03-0119-030　引言近年来随着我国建筑工程技术领域的不停的进步与发展，在满足功能性要求的同时，超高层建筑的应用也越来越多。