广州松日总部大楼深基坑预应力锚杆施工应力研究

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1、广州松日总部大楼深基坑预应力锚杆施工应力研究　　[摘要]由于深基坑的发展，预应力锚杆施工工艺在多年的发展中已经变得非常成熟。但是，对于锚杆的预应力损失，以及损失的允许值和应对措施，却没有在设计和使用过程中得到足够的重视。本文将从松日项目预应力锚杆应力损失数据统计、原因分析和处理建议几个方面提几点意见。[关键词]应力监测及数据统计分析；锚杆预应力损失原因分析；处理建议中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1、工程概况广州松日总部大楼基坑工程基坑开挖深度24.5m，开挖土方量约为42.3万m3；围护桩结构北侧采用桩锚形式，南侧由于紧

2、挨卡奴迪路工地，采用桩撑形式；支护桩为直径1.2m的混凝土灌注桩，锚杆采用5~7-7Φ5的钢绞线（fy=1350N/mm2），锚头锁定值为350kN~600kN。2、预应力锚杆张拉锁定锚索张拉分五级进行，各级张拉力分别为设计张力的25%→50%→75%→100%→110%设计值，每级间隔时间2～5分钟，6图1最后一级间隔30分钟，并分别记录每级张拉时钢绞线的伸长量然后卸荷至锁定值进行锁定。锚索正式张拉前，应取0.2倍设计值进行预张拉，以使锚索顺直。3、应力监测及数据统计分析本工程共投入56个应力计观测锚杆的应力发展情况。注：1、该表为

3、未采取预应力损失应对措施前的第一层预应力锚索的监测值；2、应力损失稳定时间基本在48h以内，后期缓慢减小或增加主要是因为基坑的徐变引起的，不在前期锁定措施考虑范围内。通过观测，前期施工过程中，锚杆预应力的损失值在6.2%~40.3%之间，平均约为23%左右，远远高于规范允许的10%的损失值。4、锚杆预应力损失原因分析（1）在实际施工过程中，锚索的预应力损失的阶段主要分三个阶段：1）锚索锁定阶段锚索在卸荷锁定时，由于钢绞线回缩夹片和锚索、锚垫板与混凝土面之间的接触面间隙缩小等原因，引起锚索应力的损失，该阶段的损失是突变的，损失值约暂总损

4、失值的30%~70%，是预应力损失的主要部分。62）锚索应力损失初期阶段锚索应力损失初期，主要从锁定后起算至48h以内。这个阶段的应力损失值虽然小于锚索锁定阶段，但是该阶段的应力损失原因比较复杂，且难以控制。3）锚索应力损失后期阶段锚索应力损失后期阶段，主要是48h以后，其损失值较小，一般不超过应力损失的10%（也有个别的由于材料损耗或基坑变形造成应力损失较大，应在基坑设计使用年限和基坑监测动态调整方面加以控制）。（2）应力损失原因在实际施工过程中，造成预应力损失的原因是多方面的，定量地去分析是非常困难的，主要包括：1）材料变形材料变

5、形主要包括锚索变形、混凝土变形、夹具变形和相互之间空隙的减小。2）施工工艺由施工原因造成应力损失主要有：张拉的时间控制和拉力控制不到位；锚具的上锚和锁定操作不当；锚索端部定位不准，导致锚索预张拉未能达到顺直要求；混凝土支撑面不平整导致混凝土局部破碎；锚杆套管直径过大，导致垫板变形严重。3）其他原因6材料不合格，导致夹具滑移退锚。5、处理建议（1）加强原材控制对预应力损失影响较大的原材主要包括：钢绞线的弹性模量；锚头夹具的强度；水泥浆（或水泥砂浆）的强度。1）锚索变形对应力损失影响主要在应力损失初期和后期，而上锚阶段的变形由于超张拉而相

6、互抵消。根据锚索变形公式：△L=PL/AE（其中，P为拉力，L为锚索自由端长度，A为锚索截面面积，E为锚索弹性模量）。一般情况下，经设计后，P、L和A是固定的，因此E对锚索的变形影响非常大，反过来，当锚索在力的作用下产生变形，力本身也会受变形影响。事实上，锚索的变形在超张拉之后仍然在继续，基本要达到一个月后才处于平稳状态。2）锚索是靠锚具夹片锥形和小齿进行自铆合的，若锚具和夹片的强度未能达到使用要求，在较大的荷载作用下，极容易引起夹片的后期滑移。3）一般情况下，要求水泥浆或水泥砂浆达到75%后才能进行张拉，因此，同条件的必须与锚索锚固

7、段同等条件下留置，否者，在锚固段强度达不到要求情况下进行张拉，导致的破坏是不可修复的，而且锚固段长度越小，越容易引起锚固段的破坏。（2）加强施工控制61）混凝土拆模后，在进行张拉之前，应对混凝土面层进行打磨，避免局部凹凸在高压力下破坏，从而引起应力损失。2）锚索安装后，通常是不顺直的，一般通过预张拉可以使锚索顺直，但是如果在支撑面混凝土部位产生夹角（如图2所示），这种情况预张拉无法使锚索顺直，在高压力作用下，对混凝土产生局部较大压力，从而造成混凝土局部破坏而引起应力损失。图2为了避免锚索在支撑梁面弯曲造成应力损失，冠梁（或腰梁）钢筋绑

8、扎完成后，对锚索与冠梁侧面（或腰梁侧面）进行二次测量定位，确保锚索顺直，并与承压面垂直。（3）超张拉和超锁定按照规范和常规做法，预应力锚索在最后一级张拉中，需先张拉至设计值的1.05~1.1倍，然后卸荷至锁定值进行锁定。