预应力土层锚索在台儿庄泵站工程的应用

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1、土层预应力锚索在台儿庄泵站工程中的应用刘士冬鞠君周赵景飞二分局台儿庄泵站工程项目部2007年1月6土层预应力锚索在台儿庄泵站工程中的应用刘士冬鞠君周赵景飞预应力技术在我国水利水电工程中已广泛应用，土层预应力锚索是一种安设在土层深处的受拉体，它一端与构筑物相连，另一端锚固在土层中，安设时施加预应力，改善结构内部应力状况，维护构筑物的稳定。一、概述台儿庄泵站工程基坑开挖由EL26.5m开挖至EL8.2m，开挖深度18.3m，开挖边坡大部分为1：2，但北侧临近原防洪堤，无法形成缓坡，故此在此部位设计一排支护灌注桩进行垂直开挖。灌注

2、桩顶部设冠梁连接，中部设两道腰梁，其中上层腰梁每2m设置预应力锚索一根，下层腰梁每2m设置预应力锚索1根，如下图所示：二、预应力锚索施工2.1技术要求⑴锚索预加力值为111.59KN；⑵锚固强度大于15MPa并达到设计强度等级的75％后方可张拉；6⑶锚索宜张拉至设计荷载（185.98KN）的0.9～1.0倍后再进行锁定。2.2锚索型式预应力锚索为3束7股（7φ5）钢绞线，共28根，间距2m，内锚固段长度10m，非锚固段长度5m，水平倾角15°，孔径Φ159。钢绞线选用天津大强钢铁有限公司生产的1860级7ф5高强度低松弛预应

3、力钢绞线。其主要技术指标见下表：表1预应力锚索钢绞线特性表序号性能指标参数备注1公称直径15.24mm带PE18.2mm2公称面积140mm23公称抗拉强度1860N/mm24延伸率≥3.5%5最大松弛率＜2.5%2.3施工工艺2.3.1施工工艺流程图造孔清孔送索钢绞线内锚固段去皮洗油安装钢套管、预埋垫板(浇筑腰梁过程中)注浆张拉锁定外锚头保护编索测量放线预应力锚索施工工艺流程图62.3.2工艺描述⑴安装钢套管、预埋钢垫板在腰梁施工时即对锚索位置安装钢套管（即在混凝土内预留孔洞），在混凝土外侧预埋钢垫板，并在垫板后加设钢筋网

4、片，以便更好的传力，防止混凝土受压破坏。⑵钻孔为更好的使锚固段浆材与土层结合，应尽量避免用水，采用无锡产MD-30型锚固工程钻机，长螺旋钻杆进行钻孔，个别穿砂层易塌孔时采用泥浆固壁。⑶清孔用长螺旋钻杆反复提钻，带出残留物。⑷锚索处理锚固段去皮洗油后，将灌浆管（φ25硬质塑料管）、钢绞线捆扎成一束，每1m用隔离支架分离，编号标识。⑸送索人工送索，要求送索时锚索曲率半径不得小于3m，并速度均匀。⑹注浆全孔一次灌浆，采用M20水泥砂浆，YSB-2S砂浆泵进行灌注。⑺张拉锁定根据试块强度试验确定7d后进行张拉。安装工作锚具、限位板、

5、夹片、千斤顶及工作锚，先对单根钢绞线进行预紧（20KN），然后整索进行分级张拉，并详细记录。张拉过程中，达到每一级控制应力后稳压5min后可进行下一级张拉，达到最后一级张拉控制力后，稳压10min进行锁定。张拉分级采用以下级别：预张拉0.1Nu（取20KN）→0.2Nu（取40KN）→0.4Nu（取75KN）→0.6Nu（111.59KN）→0.8Nu（取150KN）→1.0Nu（185.98KN）→111.59KN(锁定)。⑻外锚头保护张拉锁定完毕卸下工作锚，外留60cm钢绞线，其余部分截除，锚头涂刷黄油保护。62.4施工

6、设备表2主要施工机械设备表设备名称规格型号数量备注锚固工程钻机MD-30型2台长螺旋钻杆砂浆泵YSB-2S1台空压机3m31台液压千斤顶KYG-201套配SYB-1液压油泵三、基本试验锚索施工前，应进行基本试验，以验证各项参数的可行性和施工工艺的合理性。3.1试验步骤⑴对试验用计量设备、器具进行率定和标定；⑵安装工作锚具、限位板、夹片、千斤顶、工作锚及千分尺，先对单根钢绞线进行预紧（20KN），然后整索进行分级循环加、卸荷载试验。加卸荷等级及观测时间如下表所示：表3锚索基本试验加卸荷等级与位移观测间隔时间表加荷标准循环数×1

7、00％（％）第一循环10——————30——————10第二循环1030————50————3010第三循环103050——70——503010第四循环103050708070503010第五循环103050809080503010第六循环1030509010090503010观测时间（min）5555105555⑶试验标准a、每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不少于3次（即稳压前、稳压后和最终值）。b、在每级加荷等级观测时间内，锚头位移小于0.1mm时，可施加下一级荷载，否则应延长观测时间。c、锚索破坏标准：后一级荷载产

8、生的锚头位移达到或超过前一级荷载产生位移增量的2倍时；锚头位移不稳定；锚索杆体拉断。d、基本试验最大试验荷载不宜超过锚索承载力标准值的0.9倍。结合设计要求，取为217.5KN。⑷试验完毕，按照张拉施工顺序和要求将锚索进行锁定。6⑸对试验资料进行整理和分析。3.2试验结果⑴荷载—位移（Q－