锚索张拉与锚固效果分析

锚索张拉与锚固效果分析

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第!"卷第#期

"$$!年%月中国地质灾害与防治学报

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锚索张拉与锚固效果分析

余桂红，李红超

（河南省岩土工程公司，河南洛阳

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中图分类号：&EDBD文献标识码：F

锚索张拉即对钢绞线施加预应力，并通过承压梁产生土抗力及土抗力矩，从而有效控制边坡岩土体及建筑物的位移和变形。张拉后预应力减小，直接影响其锚固效果，因此研究锚索张拉及锚固效果具有重要意义。

!施加预应力计算

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预应力与锚固力区别

在桩H锚联合体系中，预应力是指正常推力的平衡力矩所需的力，由于桩的杠杆作用，预应力往往是土推力的!I#，滑坡推力的!I"。而锚固力是指岩体的整体稳定力，该力按柯因假定计算，砂浆与岩体的粘聚力、砂浆与钢绞线的握裹力以及钢绞线的总体断裂强度取其最小值，再除以安全系数即得锚固力。锚固力的形成靠成功的内锚头结构，预应力的施加通过张拉实现，所以二者有着本质上的区别。!"#

施加预应力!计算

预应力的计算与选择对抗滑工程的性能影响很大，按锚固力施加，使抗滑结构长期在大荷载下工作，对其使用寿命不利；预应力太小，将出现近似于锚杆支挡结构的弊病，施加的预应力控制在桩头变位处于弹性允许范围内，桩H锚抗滑结构在常荷载作用下，一般应按桩头弹性变位计算。

在滑坡推力!的作用下，桩顶产生"!的水平变位；在施加应力#的作用下，桩顶产生"#

的水平变位；桩顶的最终水平变位"由下式决定（计算简图如图!所示）

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图!计算简图

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式中：#———作用在一根桩上的锚索预应力；

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——作用在一根桩上的滑坡推力；%—

——桩顶与滑面$处距离；%$—

——滑坡推力!作用点"与滑面$处距离；!&’&—

——桩载面刚度；$##

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——锚索预应力在桩上点$处发生的水平位移和转角；

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——滑坡推力在桩上点$处发生的水平位移和转角；

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——滑坡推力在桩上点"处发生的转角。位移和转角的计算，全部按弹性地基梁法的桩基理论计算，最后将弹性位移控制在"J!LB6M范围内。

"锚索张拉

预应力的施加通过千斤顶张拉锚索来实现，当水泥砂浆

体及承压梁砼达到龄期后，即可进行张拉，张拉应力依据设计计算且不超过$NGB倍钢筋或钢绞线的强度标准值，考虑锁定时预应力的损失，可适当超张拉。#"!

为保证施加预应力的准确性，所用千斤顶、油泵、油表须进行系统标定。张拉时，根据工程实际及设计预应力值可分次分级张拉，一般为一次六级张拉或两次六级张拉，即设计预应力值的"$O、C$O、G$O（第一次张拉）、A$O、!$$O、!!$O（第二次张拉）

，其中张拉级数与每级张拉比例可根据实际情况而定，每级加载观测时间不小于规范要求，对特殊地层或重要建筑物应延长观测时间，以便较准确地了解锚索徐变特性，然后再卸荷重新加载至锁定荷载进行锁定。张拉过程中要控制加载速度不大于B$P=IM*+，并认真做好记录。#"#

监测

张拉过程中为确保支护结构不受破坏（承压梁、支护桩

收稿日期："$$!@$C@!"；修回日期："$$!@$C@!A

作者简介：余桂红（!%GA—），女，工程师，主要从事岩土

工程研究与地质灾害治理工作<

锚索张拉与锚固效果分析

第!期徐桂红，等：锚索张拉与锚固效果分析

$.

等），应用收敛计等量测仪器来量测支护结构的变形量，当变形量接近极限许可值时，应停止加载并查明原因。

!影响预应力锚固效果的主要因素

锚索张拉锁定后，预应力的损失直接影响锚固效果，一般情况下，影响预应力锚固效果的主要因素有如下几点。!"#

岩体徐变

受荷区内岩体内部结构各个组成单元在应力作用下，将产生塑性压缩或相对变位，且随时间变化而变化，这就是岩体徐变。岩体徐变是张拉锚索预应力损失的主要原因之一，它的机理是：锚索预应力荷载作用在岩体上，岩体在受压情况下局部密实，天然结构面（节理、层理、裂隙）上会产生额外的压缩，预应力锚索也因此而松驰，使其应力降低，随着时间的推移，锚索的预应力降低速度减慢，最终达到平衡状态。!"$

锚索材质的松驰

张拉锚索的主要性能有：强度、延伸性和松驰值，最理想的材质是高强度低松驰钢绞线，松驰损失在张拉后初期几分钟内发展最快，在"#!后约完成$%&，大约"%"后基本上不再发展。对于以上二种预应力损失，在钢绞线没有切割的情况下，可瞬时超张拉或反复超张拉二次，使其损失值控制在较小范围内。!"!

锚索的腐蚀

张拉锚索腐蚀后，其材料的物理性能和机械性能将会发生变化，有关力学指标也随之降低，从而影响锚固效果。

#补偿张拉

锚索张拉锁定后，若预应力损失值达锁定值的"%&’"(&时，应进行补偿张拉，在钢绞线外露锚具长度（有时只有(’)#$）满足不了张拉长度情况下，应用自制连接器可进行补偿张拉。%"#

连接器构造

如图"所示，连接器由上锚具、下锚具、限位弹簧、限位薄板、连接套筒组成。其中上、下锚具以及连接套筒内壁上、下两端均车有丝扣，套筒与锚具即通过丝扣连接。为防止上锚具内倒装的夹片脱落，在连接套筒内壁焊一个园形限位薄板，并在限位薄板与倒装夹片之间装限位弹簧。图示中

各部件规格型号以及尺寸大小要依据现场实际情况而定。

图$

连接器构造示意图

%"$连接器安装步骤

#*"*+先将满足补偿张拉长度的待用钢绞线装入上锚具，然

后将上锚具拧进连接套筒固定。其中锚具内夹片由限位弹簧

顶紧。#*"*"在原张拉过的工作锚具上套一个相应的限位板，如果

外露钢绞线非常短，那么限位板须薄而强度大，且受力均

匀。#*"*!待补偿张拉的外露钢绞线穿过限位板后，再装入下锚具，然后将下锚具通过丝扣与连接套筒连接。

#*"*#

在连接器外套一个园柱形钢套筒，其外径与限位板相

同，并在其上部焊接一个内径与连接器外径相同的钢柱。张拉时千斤顶施压在园柱形套筒及限位板上。%"!

连接器工作原理

千斤顶张拉时，连接器传力过程为：液压给进力!待用钢绞线!上锚具夹片!连接套筒上、下丝扣!下锚具夹片!外露钢绞线。因此，外露钢绞线与待用钢绞线同步伸长，从而达到施加补偿预应力目的。工程实际中，根据预应力损失

多少确定补偿张拉吨位。

(小结

锚索张拉锁定后，预应力会不同程度减小，若损失严

重，可采用连接器“加长”钢绞线进行补偿张拉。实践证明这种办法灵活多变，简单可靠。

参考文献：

+］

王化卿，王成华，陈自生,滑坡研究与防治 …… 此处隐藏：1108字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……