预应力锚索张拉方案

K172+300~K172+650左侧边坡预应力锚索张拉方案

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K172+300~K172+650段

左侧边坡预应力锚索锁定张拉方案

1、工程概况及设计方案

K172+300～K172+650左侧，该边坡高约41米，为类土质边坡：上部为坡积粘土，厚度约 4.5米；其下为残积砂质粘性土，厚度约3-8米；全风化花岗岩，厚度约为9-18米；砂土状强风化花岗岩，厚度约为6米；下伏碎块状强分化花岗岩。该边坡不利结构面发育60°∠40°，综合考虑适当放坡处理。

边坡设计最高为5级，各级边坡设计坡率及防护加固工程措施为：第一级1：0.75～1：1.25，K172+300～+395段设置C15片石砼挡墙，K172+395～+650段设置4米1：0.5 C15片石砼矮挡墙，上部4米拱型骨架植草灌；第二级1：1.0～1：1.25，预应力锚索框架与拱型骨架植草灌交错布置，两侧拱型骨架植草灌；第三、四级1：1.25，拱型骨架植草灌；第五阶1：1.25，液压客土喷播植草灌。

该边坡锚固工程为：在第二阶边坡（1：1.25～1：1.0）布置预应力锚索框架梁9片，预应力锚索孔径为Φ130mm，4束钢绞线锚索，框架宽8m高12.049m，设4孔锚索，上排2-S-1～2-S-18长度均为24m、下排2-X-1～2-X-18长度均为22m，锚固段长12m，设计拉力500KN，框架内液压喷播植草灌及拱型骨架植草灌交错布置。

2 、锚索张拉目的

在锚索施工前，应根据锚固底层、锚固吨位，按照设计要求进行锚索试验，即抗拉拔破坏试验。基本试验的目的在于：

1) 确定该边坡地层中锚索的极限承载力和安全系数；

2) 揭示在该地层条件下影响锚索锚固力的各种影响因素及其影

响程度；

3) 检验锚索工程的施工工艺

4) 校核设计参数，为高边坡锚固工程的动态设计提供有关参数，

确保锚固工程的安全、经济、合理。

3、张拉方案

1）试验开孔前，空压机，潜孔钻到位后，依据设计要求搭设钻孔平台，孔位倾角采用测角仪（地质罗盘）定位，确保孔位角度满足设计要求。

2）试验张拉设备采用油压千斤顶（1100KN ），该设备依据JJG621-2012《液压千斤顶检定规程》，由三明市计量检定。张拉前按检定曲线计算出与张拉加荷荷载对应的油压表读数。测量锚索位移量采用游标卡尺，锚索垫墩采用百分表测量位移。

3）确定锚索最大试验荷载，锚索不同长度锚固段的补偿荷载以及预张拉荷载、初始荷载。

二单元共四束压力分散型锚索各单元差异伸长量和差异荷载计算公式：

差异伸长量：2121L L L ∆-∆=∆- 1L ∆E

σ

=

1L 2L ∆E

σ

=

2L

式中A

P

=

σ 差异荷载：()1

2112L L L EA

P ∆-∆=∆

锚索体强度标准值：KN F A PTK 6.104118601404=⨯⨯=⨯

初始荷载： 11.0P AF PTK ∆+ 其中：

1L ，2L -----分别为第一、第二单元锚索的长度，且1L ＞2L ； 1L ∆，2L ∆ -----各单元锚索在给定最终张拉（设计锁定）荷载作

用下的伸长量；

21-∆L -----各单元锚索在给定最终张拉（投计锁定）荷载作用下的差异伸长量；

1P ∆ -----分步差异张拉之第一步级张拉荷载增量；

σ-----给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下钢绞线束应力； E-----钢绞线的弹性模量191×105N/mm2； A-----锚索截面积140mm2；

P-----给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下单根钢绞线束荷载； F PTK -----无粘结钢绞线强度标准值。

张拉设备检定的校准方程：Y=0.27+0.0481500X （详见液压千斤顶检定证书） 4、张拉过程

1）张拉前的准备

张拉前已检查千斤顶及油泵的运行状态，然后连接好液压系统，启动油泵进行千斤顶及油泵试运转。张拉时千斤顶及油表已经过标定且在规定时间内使用。

机具的安装顺序：安装锚环，限位板、千斤顶、工具锚及夹片，连接液压系统。安装锚环、锚垫板千斤顶各部分接触密贴，千斤顶轴

线与锚孔及锚索轴线在一条直线上。

2）锚索的张拉

锚索正式张拉前，应取10%~20%的设计张拉荷载，对其预张拉1-2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。因各单元锚索长度不同，张拉应注意严格按设计次序分单元采用差异分步张拉，并根据计算的差异荷载进行分单元张拉。 5、张拉计算

（1）总长24米的锚索张拉（L=24m ，ML=12m 。L 为孔深，ML 为锚固段长度）

1、预张拉：首先把2个不同单元的锚索分别张拉至10% ⨯500= 50KN （2.7Mpa ）使锚索拉直，然后松开。

2、差异荷载补偿张拉：

每个单元最大荷载

KN p P 2752/5001.12/%110=⨯=⨯=

第一单元理论伸长量

=∆1L L1×P/(AE)=24000×275000/(140×2×1.91×

105 )=123.41mm

第二单元理论伸长量

2L ∆ = L2×P/(AE)=20000×275000/(140×2×1.91×

105 )=102.84mm

理论差异伸长量：2121L L L ∆-∆=∆-=123.41-102.84=20.57mm 差异荷载计算：

()

=∆-∆=∆1

2112L L L EA

P 2×1.91×105

×140×20.57/24000=45.8KN

3、张拉顺序：在补足差异荷载后分5级按有关规范或规定施加，即

设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%。在张拉最后一级荷载时，应持荷稳定10~15min 后卸载荷锁定，若发现明显的预应力损失现象，则应及时进行补偿张拉。

① 第一级25%荷载理论伸长量=∆L L ×P/(AE)=18000×

（500000×25%）/(140×4×1.91×105 )=21mm

② 第二级50%荷载理论伸长量=∆L L ×P/(AE)=18000×

（500000×50%）/(140×4×1.91×105 )=42.1mm

③ 第三级75%荷载理论伸长量=∆L L ×P/(AE)=18000×

（500000×75%）/(140×4×1.91×105 )=63.1mm

④ 第四级100%荷载理论伸长量=∆L L ×P/(AE)=18000

×（500000×100%）/(140×4×1.91×105 )=84.1mm

⑤ 第五级110%荷载理论伸长量=∆L L ×P/(AE)=18000

×（500000×110%）/(140×4×1.91×105 )=92.6mm

（2）总长22米的锚索张拉（L=22m ，ML=12m 。L 为孔深，ML 为锚固段长度）

1、预张拉：首先把2个不同单元的锚索分别张拉至10% ⨯500= 50KN （2.7Mpa ）使锚索拉直，然后松开。

2、差异荷载补偿张拉：

每个单元最大荷载

KN p P 2752/5001.12/%110=⨯=⨯=