预应力锚索的分类及应用

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1、第23卷第3期贵州大学学报(自然科学版)Vol.23No.32006年8月JournalofGuizhouUniversity(NaturalSciences)Aug.2006文章编号1000-5269(2006)03-0326-033预应力锚索的分类及应用张昱(贵州省公路桥梁工程总公司,贵州贵阳550001)摘要分析了预应力锚索是一种受拉构件采用施加预应力对岩体产生抗滑力和正压力来稳定岩土.通过对预应力锚索的构成及分类,阐述了其受力状态的不同及其适用岩土类别的差异.同时应该注意减少预应力损失,可选用高强度低松弛的钢绞

2、线或对锚索进行超张拉.关键词预应力锚索;锚固力;预应力损失+中图分类号U412.222文献标识码B0前言预应力锚索是通过对锚索施加张拉力以加固岩土体使其达到稳定状态或改善内部应力状况的支挡结构.作为承受侧向土压力的支挡结构,锚索结构承受的侧向压力介于主动土压力与静止土压力之间.锚索是一种主要承受拉力的杆状构件,通过钻孔及注浆体将钢绞线固定于深部稳定地层中,在被加固体表面对钢绞线张拉产生预应力,张拉后对岩体产生一个直接抗滑力和一个正压力来增加抗滑阻力,从而达到使被加固体稳定和限制其变形的目的.通过对锚索施加预应力,能够主

3、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.例如:镇胜高速公路0902边坡上部覆盖有厚约13m的全强风化泥质页岩,下伏弱风化泥灰岩,坡高55.4m,属高陡边坡.上部泥质页岩风化强烈,结构清晰,组成坡体的岩层岩性软弱,风化深度大,地下水发育对边坡稳定不利,设计坡率较陡,边坡整体稳定性差,地勘表明永宁西断裂分布于开挖坡体及坡面附近,断层带宽10～15m,断裂带内岩层破碎,受断层影响,在ZK39+480之前边坡岩层与坡向小角度斜交,边坡有沿与断层平行的构造面产生整体滑动的可能;在ZK39+480之后岩层与挖方

4、边坡坡向相反(大角度相交),对挖方边坡影响较小.ZK39+4791267左侧断面计算表明,稳定系数K=0186,边坡已处于失稳状态,该边坡稳定性不足,需进行加固防护,设计采用预应力锚索框架植草、钢筋砼框格结合坡面排水进行加固以确保边坡稳定.1预应力锚索的构成预应力锚索主要由锚固、自由段和紧固头三部分构成.锚索的材料主要有钢绞线、锚具、注浆材料.钢绞线一般采用高强度低松弛钢绞线.锚具的选用应符合《预应力筋专用锚具、夹具和连结器应用技术规程》的规定.注浆材料主要是纯水泥浆或水泥砂浆,水灰比为014～0145,可依据需要掺入

5、适量外加剂,浆体抗压强度不小于30MPa,注浆压力通常为015MPa.在腐蚀性地层中宜选用抗硫酸盐水泥.(1)锚固段锚固段是锚索伸入滑动面以下稳定岩土体内的部分,通过锚固体周围地层的抗剪强度承受锚索所传递的拉力.锚固段通过灌浆使锚索与孔壁结成整体,而使孔周稳固岩土体成为承受预应力的载体.锚固段的长度根据锚索受力状态的不同差异比较大.对于注浆拉力型锚索的锚固段破坏是在靠近自由段的位置,成因是灌浆材料与地基间的粘结力逐渐剪切破坏而成,一般这种锚索锚固段长度4～10m,因为超过10m后增加的锚固段,其锚固力增量很小.压力分散

6、型锚索的承载力随整个锚固段长度增加而提高.为防止锚固段钢绞线锈蚀,水泥浆或水泥砂浆保护层厚度不小于20mm.为确保锚索居中定位,应在锚固段中每隔1～2米设置一圈弹性定位片,保证浆体的保护层厚度.3收稿日期:2006-07-07作者简介:张昱,2003年毕业于贵州工业大学土木工程系土木工程专业.先于贵州省建材科研设计院从事工业建筑结构设计工作.2005年起至今在贵州省公路桥梁工程总公司工作.第3期张昱:预应力锚索的分类及应用·327·(2)自由段自由段是传力部分,是锚索穿过被加固岩土体的段落,其下端为锚固段,上端为紧固头

7、.自由段中的每根钢绞线均被塑料套管所套护,为无粘结钢绞线,灌浆仅使护套与孔壁连结,而钢绞线可在套管自由伸缩,可将张拉段施加的预应力传递到锚固段,并将锚固段的反力传递回紧固图1头.自由断塑料套管宜选用聚丙烯塑料管,套管内用油脂充填,防止钢绞线锈蚀.(3)紧固头紧固头是将锚索固定于外锚结构物上的锁定部分,也是施加预应力的张拉部件.紧固头由部分钢绞线、承压钢垫板、锚具及夹片组成.锚索最终锁定后,混凝土封头,混凝土覆盖层厚度不小于20cm.应注意的是垫板下部由于注浆体收缩而形成空洞,为防止锚头腐蚀应对孔口补注浆且对垫板下部注入

8、油脂,让油脂充满空间.2锚索的分类锚索的分类大致有以下几种:按锚固施工方法分为注浆型锚固、胀壳式锚固、扩孔型锚固及综合型锚固;按锚固段结构受力状态分为拉力型、压力型及荷载分散型(拉力分散型、压力分散型、拉压力分散型、剪力型)锚索.目前广泛采用的锚索类型为注浆拉力型及注浆压力分散型锚索.注浆型锚索是采用水泥浆或水泥砂浆将锚索锚固段固