锚索预应力损失原因及防治措施
锚索加固高边坡预应力损失原因及影响分析
收稿日期:2019?01?07 作者简介:刘明华(1982—),男,工程师,主要从事公路、桥梁工程的施工管理工作。
3期
刘明华:锚索加固高边坡预应力损失原因及影响分析
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2 模 型 建 立
采用有限元软件 ANSYS建立预应力锚索加固 边坡数值模型,主要由 6节点 5面体单元构成,共 含 5618个单元和 7235个节点,其有限元模型如 图 2所示。
( ) ΔP =P× 021e1406n+0634e00006P
(1) 式中:ΔP表示锚索预应力损失值,kN;P表示锚 索张拉荷载,kN;n表示孔道偏斜率。
锚索张拉 系 统 主 要 组 成 包 括: 千 斤 顶、 压 力 表、增压油泵和输送油管。设备本身造成的锚索预 应力损失约为 1%,但实际工程中,使用张拉千斤 顶时会导致锚索预应力损失 (约 2% ~4%)。
目前,关于锚索加固边坡的研究主要集中在锚 索加固效 果 和 边 坡 稳 定 性 的 影 响 等 方 面[4]。 赵 晓 彦等[5]针对 坡 面 锚 索 与 坡 脚 抗 滑 桩 联 合 加 固 边 坡 设计方法展开了研究,实现锚索预应力和抗滑桩被 动力的协调作用,并提出最优设计方案;赵炼恒 等[6]对基于 失 稳 状 态 耗 能 最 小 原 理 的 预 应 力 锚 索 加固边坡稳定性上限进行了分析,得出锚索加固效 应可以有效地提高边坡的稳定性,预应力锚索设置 位置对边坡安全系数、临界滑裂面位置和锚索长度 有显著影 响; 陈 春 舒 等[7]对 基 于 全 局 极 限 响 应 面 的预应力锚索加固边坡抗震可靠度进行了探讨,结 果表明该方法很好地兼顾了变异参数空间的全局性 以及计 算 的 高 效 性;赵 军 祥 等[8]对 基 于 FLAC3D 的边坡加固稳定性进行了对比分析,得出加固后边 坡安全系数为 146,超出规范要求值 12,在边坡 中部台阶拐角处发现破坏区,可对锚索加固位置进
边坡锚固锚索预应力损失原因浅析
边坡锚固锚索预应力损失原因浅析1引言预应力锚索广泛应用于岩土边坡锚固,锚固技术的关键在于其预应力的大小及损失的程度,只有保持足够的恒久预应力,才能达到最佳的锚固效果。
因此,预应力损失的大小直接关系到锚索的锚固效果,甚至于关系到整个工程的成功与否。
本文根据工程施工经验以及锚索应力监测数据的分析,探讨了影响预应力损失的诸多因素,针对性的提出了预应力损失的防治措施。
2锚索预应力损失影响预应力损失的因素较多也很复杂,既有锚索材料性能、锚具、张拉设备引起的损失,也有地层、结构物的压缩和徐变引起的损失,还有施工质量引起的损失。
总之,预应力损失主要分为三大类,即张拉过程的损失、锚索锁定过程的损失和锚索工作过程的预应力损失。
2.1张拉过程的损失2.1.1钻孔质量形成的预应力损失张拉过程的预应力损失主要指预应力锚索自由段索体同孔壁的摩擦所造成的损失。
如果钻孔平直,锚索安装后顺直,则锚索同孔壁的摩擦产生的预应力损失很小或不产生损失。
但目前国内锚索成孔主要采用气动潜孔锤冲击回转钻进,受钻进工艺的限制,钻孔弯曲不可避免,造成了自由段与岩壁间存在一个或多个接触点,这种接触点的存在,将导致摩擦力的产生,从而使锚固预应力发生沿程损失,而且孔斜率越大,錨索预应力损失也越大。
在相同的孔斜率条件下,锚索张拉荷载越大,预应力损失也越大。
2.1.2 锚垫板与锚索轴线的垂直度产生的预应力损失在锚索的施工过程中,施工队伍的技术水平直接关系到锚索锚垫板的安装质量。
本次以2012年山西某矿山边坡治理工程的14个锚索测力计的安装过程的预应力监测数据比较,分析锚垫板与锚索轴线的垂直度与预应力损失的关系。
工程设计选用了2700KN级预应力锚索,索体采用18根直径为15.24mm、7丝低松弛1860MPa钢绞线制作,锚固段长度8m,锚索长度40m及45m交错布置。
锚索张拉分4个区进行,每个区布置测力计3-4台,共布设14台锚索测力计。
布置测力计的锚索优先张拉,以确定该区域锚索的张拉工艺及超张拉值,确保锁定值符合设计及规范要求。
混凝土结构锚索预应力损失影响因素分析及措施
混凝土结构锚索预应力损失影响因素分析及措施作者:李凌宇来源:《中国住宅设施》 2019年第5期李凌宇/ 天津市建筑设计院天津300074摘要:本文先简要论述了预应力锚索加固技术的基本概念,然后剖析了混凝土结构锚索预应力损失的影响因素,如锚索材料钢绞丝欠缺紧固性、锚固岩土层形变或施工张拉力超限等,然后提出了切实可行的补偿措施,旨在强化预应力锚索加固效果,保证工程建设质量。
关键词:预应力锚索加固技术;影响因素;补偿措施预应力锚索加固技术具有施工工序简便、对岩土层结构干预小、安全系数高且成本低廉等优势,被广泛应用与岩土加固工程领域。
锚索在长期使用过程中的锚固力强度直接决定了整个岩土加固处理效果。
而影响锚固力的因素是多样化的,如锚索张拉强度、预应力等级等。
但是,在实际施工过程中,仍存在诸多导致锚索预应力损失的因素,应当对其予以探究。
1 简述锚索预应力加固技术的基本概念在现阶段的混凝土结构建筑中,锚索预应力加固技术的应用日趋普遍化,只有采取切实可行的处理措施控制预应力损失,才能保证工程施工安全。
在施加锚索预应力时,预应力损失会导致锚索预应力强度无法满足设计要求,进而影响锚索加固效果。
换言之,锚索预应力的损失程度直接决定了锚索加固处理效果,与施工安全息息相关。
近年来,国内相关行业专家逐步加大了对预应力锚索加固技术的专项研究,并围绕预应力锚索在路桥工程、水利工程与边坡工程中的损失问题进行了细致的探究。
通过相关调查反馈资料可知,影响大吨位预应力锚索锚固损失的主要因素是岩土层的形变与整体施工质量。
随着建筑物使用年限的推移,造成锚索预应力损失的影响因素主要是锚索钢绞丝紧固性不足、锚索锈蚀松弛、基础结构缺乏稳固性等。
基于此,本文剖析了各类导致锚索加固损失的影响因素,并提出了有针对性的补偿措施。
2 导致锚索预应力损失的影响因素及补偿措施根据以往的锚索加固处理工程所积累的实践经验可知,导致锚索预应力损失的影响因素是多样化的,如材料性能不达标、锚具规格不合理、张拉设备不配套等,也有因建筑结构压缩形变造成的损失。
预应力锚索常见问题分析
预应力锚索预应力锚索适用于构造发育的岩质路堑高边坡、顺层及滑坡地段、软硬质岩互层路堑高边坡地段等边坡加固工程和深大基坑支护工程。
其锚固在路堑深部稳定岩土层内的预应锚索产生抗拔力,使桩板、土体、预应力锚索体三者互相制约,改善土体力学性能,从而形成内力平衡的整体结构。
当坡面为强度高且较完整的岩质边坡时,设锚墩锚固;当坡面为土质或风化岩层时,应配合锚梁、方格或十字形框架梁使用。
下面就对施工中常出现的问题、原因及预防措施进行分析。
1、成孔过程中常出现的问题1.1、索孔位置未准确定位现象及危害:预应力锚索孔位偏差影响锚索下放及后续框架梁施工。
成因:①钻机放置在边坡上,导致钻机不稳②在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进钻头受力不均。
预防措施:①每次钻孔前须将钻机就位,钻机就位后需保持稳定,立轴角度正确。
②钻进过程中经常采用水平尺测量主轴钻杆角度,确保立轴角度与锚孔角度一致。
图1.1钻机平稳牢固1.2、孔底未清孔现象及危害:成孔后孔底还有部分虚渣,注浆管堵塞,钢绞线表面覆盖泥浆,降低水泥砂浆与锚索的粘结强度。
成因:钻孔结束未将虚渣清理干净。
预防措施:钻孔结束后采用高压风清孔。
2、锚索制作中常见问题2.1、扩张架线环被取下现象及危害:各钢绞线无间距、无保护层厚度,降低水泥砂浆与锚索的粘结强度。
图2.1-1设计锚索加工图2.1-2扩张架线环被取下成因:因锚索下放困难,工人将锚头部分架线环取下。
预防措施:进行现场技术交底,加强现场管理,指导施工。
3、注浆过程中常见问题3.1、不按配合比制浆现象及危害:现场采用普通砂浆搅拌机随意拌制砂浆,水泥砂浆强度达不到要求。
图3.1-1现场采用普通压浆机成因:掺水过多,掺水泥过少。
预防措施:加强质量教育,严格按照配合比施工,采用智能压浆设备注浆。
图3.1-2采用智能压浆设备3.2、注浆作业未连续进行现象及危害:出现卡管及渗透导致锚孔内注浆体不密实。
成因:注浆作业未一次注浆完成。
锚索预应力损失原因和解决措施
锚索预应力损失原因和解决措施摘要:工程建设作为一项基础性经济活动,对于我国社会的稳定发展具有重要意义。
本文主要对预应力锚索的应用进行深入研究,探究如何科学、高效地运用预应力锚索。
关键词:锚索、预应力、损失原因、解决措施前言预应力锚索主要是利用非应力集中传递出去荷载,传递荷载方式在钻孔内任一角落分布。
而且,在应用该工艺时可使已完成粘连部位避免绽开。
对于自然形成的地层地势具有重要改善作用,其效果优于其它施工方法。
通过对预应力锚索技术的深入研究,我们可以看出该技术的优点主要表现为以下三个方面:其一,在运用预应力锚索的过程中,人们能够向岩土结构施加预应力,延缓岩土形态的变形,从而缓解支护结构的压力,这有助于减少支护结构的加固成本;其二,在运用预应力锚索的过程中,人们只需在固定的地点开挖,对边坡整体的影响较小,这有助于保护边坡上的植被,从而保护生态环境;其三,在运用预应力锚索的过程中,人们可以通过设置返力结构来增强岩土结构的稳定性,从而提高整体的稳定性。
1预应力锚索结构施工人员应当明确预应力锚索结构是由锚头、锚固段和自由段三个部分共同组成,在设置预应力锚索结构的过程中要用到锚具、注浆板、钢绞线等工具。
与此同时,在正式搭建预应力锚索结构之前,施工人员应做好准备工作,了解岩土性质和地质特点,以便于确定预应力锚索的方向和长度,从而塑造完整的预应力锚索结构,进一步保障岩土工程的稳定性。
为了保证预应力锚索的锚固段能够按照指定要求进入到岩土结构内部,施工人员应当先对岩土结构进行检测,从而保证能够加长锚固段的长度,以便于锚索能够到达岩土滑动面的前部,对岩土滑动面周边的土体施加预应力,进一步增强岩体的稳定性。
在进行预应力锚索锚固段的灌浆作业之前,施工人员应当学习并掌握科学的注浆方法,从而保证灌浆作业的完成。
在具体实施过程中,施工人员要确保注浆压力处于指定范围内,将水泥浆注入到孔内,直至水泥浆从孔内溢出再停止灌浆作业。
与此同时,合理地利用钢绞线也十分重要。
浅谈锚索预应力损失原因及应对措施
浅谈锚索预应力损失原因及应对措施摘要:以青岛某医院大楼深基坑支护工程为例,对预应力锚索应力损失的各因素进行了分析并改进施工细节,在一定程度上减小了预应力锚索的应力损失。
减少预应力锚索的应力损失对基坑及周边建筑的的安全具有重大意义。
关键词:预应力锚杆;应力损失;基坑Abstract: the Qingdao a hospital building deep foundation pit bracing engineering as an example, the loss of prestressed anchor stress analysed the factors and improve the construction details, and, to some extent, reduce the loss of prestressed anchor stress. Reduce the loss of prestressed anchor stress of foundation pit and surrounding buildings of the safety is of great significance.Keywords: prestressed anchor; Stress loss; Foundation pit引言预应力锚固作为一种主动支护手段,在桩锚支护中,锚杆利用一定的预应力主动制约土体变形和结构破坏。
锚杆预应力大小对锚杆发挥主动制约作用与支护体系稳定至关重要。
然而,锚杆在张拉过程中及锁定后的预应力均有不同程度的损失,如果损失过大,将达不到设计所要求的预应力值。
基坑支护中,锚杆张拉及锁定后的预应力损失是一普遍现象,本文通过某深基坑工程的现场测试,对基坑支护锚杆预应力损失问题加以说明和分析。
1. 工程概况该工程基坑深度为17.2米,土质以强风化、中风化岩为主。
锚索外部受力体系为间距2米,宽、厚各为30cm的C25钢筋混凝土格构梁。
超期使用基坑中锚索预应力的损失问题分析
综 述超期使用基坑中锚索预应力的损失问题分析Analysis on prestressed loss of anchor lines in extending use of base pit毕元领(中铁十六局集团城市建设发展有限公司,北京 100018)摘要:基坑支护工程大多数是按照临时结构设计,一般使用期限为1年,但有些深基坑因各种原因造成停工,导致再开工时部分基坑支护结构存在超期使用的情况。
预应力锚索作为保障基坑支护稳定性的主要受力构件,超期使用基坑再次施工时需对锚索预应力的损失情况进行分析,以确保基坑安全。
本文讨论了锚索预应力损失的原因、变化规律,并提出了对超期基坑锚索预应力损失的分析思路。
关键词:超期基坑;预应力锚索;预应力损失Abstract:Most of the foundation pit support projects are designed according to temporary structure, and the service life is usually one year. However, some deep foundation pits are shut down due to various reasons, which leads to the overuse of some foundation pit support structures during the restart period. Prestressed anchor cable is the main force component to ensure the stability of foundation pit support. It is necessary to analyze the loss of prestress of anchor cable when the foundation pit is reconstructed in excess of time in order to ensure the safety of foundation pit. This paper discusses the causes and changing rules of prestressing loss of anchor cables, and puts forward the analysis ideas of prestressing loss of anchor cables in overdue foundation pits.Keywords: extened using foundation pit;p restressed anchor cable;p restress loss中图分类号:TV551 文章标识码:B 文章编号:1003-8965(2019)03-0119-030 引言近年来随着我国建筑工程技术领域的不停的进步与发展,在满足功能性要求的同时,超高层建筑的应用也越来越多。
深基坑桩锚应力损失分析及处理
深基坑桩锚应力损失分析及处理摘要在深基坑桩锚支护体系施工中,发现预应力锚索的轴力存在不同程度的损失,有的甚至张拉后24小时内出现应力损失一半左右的情况,严重影响到基坑的稳定安全;本文从施工的各个工序进行分析和处理进行总结。
关键词钢围囹锚索张拉应力损失1、工程概况:东孚隧道是厦门(海沧)至漳州(天宝)高速公路的起点段工程,该隧道主要位于厦门市海沧区境内,下穿东孚火车编组站39股道及东孚工业区,线路起讫里程为LK14+960~LY(Z)K15+960段(路线总长1000m),其中LY(Z)K15+315~LY(Z)K15+415段为明挖段,开挖深度达20m,基坑四周均采用钻孔桩结合锚索、旋喷桩进行支护,共设四层锚索,基坑顶四周为海沧工业区厂房及街道干道,因此控制好基坑的稳定至关重要。
2、锚索设计情况2.1锚索设计参数基坑LY(Z)K15+315~LY(Z)K15+415段支护主要是钻孔桩直径1.0m,水下C30混凝土灌注,桩间距1.2m,桩顶设置1m×0.8m冠梁,桩间设φ600mm高压旋喷桩止水,基坑竖向设置四道锚索,锚索设置在钢腰梁上,与围护桩形成共同作用;锚索横向间距为1.2m(见图1锚索立面图);每道锚索的根数和自由段长度见表1。
表1支锚道号支锚类型钢筋或自由段长度锚固段长度实配[计算]面积锚杆刚度钢绞线配筋实用值(m)实用值(m)(mm2)(MN/m)1锚索3s15.216.023.0420.0[323.5] 4.482锚索4s15.213.524.0560.0[497.6] 6.843锚索6s15.211.027.0840.0[733.8]11.574锚索5s15.28.522.0700.0[600.1]12.672.2锚索的结构锚索与钢腰梁、围护桩连接形成共同受力,是基坑的主要支护作用(见图2锚索构造及锚索与孔桩连接大样图)图2 锚索构造及锚索与孔桩连接大样图3、锚索施工应力损失原因分析3.1施工工艺流程:孔位放线、钻孔→锚索制作、安装→注浆→钢腰梁制作、安装→锚索张拉→锚具锁定→锚具保护3.2对施工过程中的施工工艺进行调查(见表2)基坑第一层施工的275根锚索选取不同里程的60根锚索施工进行跟踪调查。
桩锚支护中预应力锚杆锁定力损失分析及改进
桩锚支护中预应力锚杆锁定力损失分析及改进桩锚支护是土木工程中常用的一种支护方式,通过预埋锚杆锚固桩身,使其在受力时达到更好的稳定效果。
在桩锚支护中,预应力锚杆锁定力的损失是一项必须要考虑的问题,因为它会影响到整个支护的稳定性和安全性。
本文将介绍预应力锚杆锁定力损失的来源,并探讨一些改进方法,以提高桩锚支护的稳定性和安全性。
一、预应力锚杆锁定力损失的来源1. 懒弛现象懒弛现象指的是在锚杆预应力加载后,由于杆身的条件不是完美的受限制状态,锚杆会出现阶段性伸延,此现象导致预应力损失。
懒弛现象主要来源于锚杆杆身内的氧化、沉淀、污染、腐蚀等因素,以及杆身的几何形状和操作养护等。
2. 摩擦力损失摩擦力损失是指由于锚杆周围土壤的密实度不足、土体变形以及渗流等因素导致锚杆周围的土体存在相对滑动,从而导致锁定力减少。
因此,摩擦力损失也是预应力锚杆锁定力损失的一个重要来源。
3. 动力损失钻进锚杆过程中,由于孔壁与锚杆表面之间的摩擦力,会产生径向应力,这些应力有时达到了锚杆预应力的很大一部分。
正因为如此,孔壁周围的土体在锁定后有一定的疲劳强度下降,进而缩减锁定力。
二、改进方法1. 提高锚杆质量为了避免发生懒弛现象和摩擦力损失,可以提高锚杆的质量。
比如,利用专业锚杆设备进行制造,控制生产过程,保证杆身的表面光洁度、防锈防腐效果、锚杆应力不同,同时还要严格控制跑偏、变形等因素。
2.按规程要求设置锚杆结构锚杆结构的设置应根据规程要求进行设置,比如设置点内锚杆结构,锚杆与地面构造的锚杆结构,等都应根据要求实施。
在实施过程中操作时间、提桶、换皮、防护等都要符合规定。
3. 加强土体密实度为了减少摩擦力损失,可以加强土体密实度。
对于土石方锚杆支护,应选定力学性质好的骨料和砂子,以提高土体的密实度和稳定性。
此外,对于用于锚定的土体,也要进行良好的水泥浆渗透处理,以提高其密实度。
4.优化锁钻方式在锁钻的过程中,要注意方向是否正确,避免在操作时偏移,这样会导致预应力锚杆锁定力损失,进而影响到支护的效果。
预应力锚索施工技术常见通病与解决方法
预应力锚索施工技术常见通病与解决方法【一】预应力锚索施工技术常见通病与解决方法一、引言预应力锚索施工技术在现代建筑工程中得到广泛应用,然而在实际施工过程中常常出现各种问题。
本文将详细介绍预应力锚索施工技术的常见通病及相应的解决方法。
二、通病一:锚固力不满足设计要求1. 原因分析1.1 锚固体材料质量问题1.2 锚固体埋置深度不足1.3 锚固体与混凝土基座之间的粘结力不足1.4 预应力锚索受到外力影响2. 解决方法2.1 严格控制锚固体材料质量2.2 控制锚固体的埋置深度2.3 提高锚固体与混凝土基座之间的粘结力2.4 加强锚索的抗外力能力三、通病二:应力集中问题1. 原因分析1.1 基础设计不合理1.2 锚固体几何形状不合理1.3 特殊荷载导致应力集中2. 解决方法2.1 优化基础设计,合理布置锚固体 2.2 调整锚固体的几何形状2.3 分散特殊荷载,避免应力集中四、通病三:锚具失效1. 原因分析1.1 材料老化导致强度下降1.2 弯曲变形过大1.3 疲劳破坏1.4 不当组装或安装2. 解决方法2.1 定期检测锚具材料,更换老化材料2.2 优化锚具结构,减小弯曲变形2.3 强化锚具的抗疲劳能力2.4 加强锚具组装与安装的质量控制五、通病四:防腐工艺不到位1. 原因分析1.1 防腐涂料选择不当1.2 涂料施工不规范2. 解决方法2.1 选择适用的防腐涂料2.2 严格按照涂料施工规范进行施工六、结论本文针对预应力锚索施工技术的常见通病,分析了其原因并提出了相应的解决方法。
只有合理解决这些问题,才能保证预应力锚索施工的质量和安全性。
【附:本文档涉及附件】1. 相关图片:包括预应力锚索施工过程中的关键环节和锚具的结构示意图。
2. 技术手册:详细介绍了预应力锚索施工技术的要点和操作步骤。
【附:法律名词及注释】1. 预应力锚索:预应力锚索是将预应力锚固在混凝土结构中所使用的一种施工技术。
2. 锚固体:锚固体是预应力锚索的一部分,用于固定预应力钢束或钢索。
影响预应力损失的因素及减少预应力损失的措施
影响预应力损失的因素及减少预应力损失的措施- 工程事故分析影响预应力损失的因素及减少预应力损失的措施摘要:预应力混凝土构件中引起预应力损失的原因很多,本文根据预应力混凝土自身特点,比较全面的分析影响混凝土在施工过程中预应力损失的因素,同时提出较为实际改进预应力损失的方法和措施,使得预应力损失得到进一步的减少,对提高混凝土使用寿命有现实的实用价值;也供同行参考,在施工中尽量采取有力措施减少预应力损失。
关键词:影响,预应力,损失,因素,减少措施1、概述预应力损失是预应力混凝土的重要研究对象,早已受到关注,由于钢筋混凝土的材料特性及张拉工艺等因素的影响,使得预应力钢筋的张拉力从构件开始制作到构件安全使用的全过程都在不断降低,这些降低的应力值被称为“预应力损失”。
预应力损失的大小影响到已建立的预应力,当然也影响到结构的工作性能和使用寿命,普通混凝土受拉或受弯构件中,由于混凝土的抗拉强度及极限拉应变都很低,在正常使用荷载作用下,通常是带裂缝工作。
但由于使用上不允许开裂的构件,受拉钢筋的应力只可能达到20~30N/mm2,不能充分利用其强度;对于允许开裂的构件,虽然受拉钢筋的应力可达到250N/mm2,但此时裂缝宽度已达到0.2~0.3mm,构件的耐久性有所降低。
为了避免钢筋混凝土结构裂缝过早出现,并充分利用其高强度钢筋及高强度混凝土,可以在结构构件承受荷载前,使它产生预应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件的拉应力不大,甚至处于受压状态,此时产生了预应力混凝土。
预应力混凝土结构截面小,刚度大,抗裂性和耐久性均好,在建筑领域得到广泛的应用,促进了混凝土的结构发展,同时由于受到技术水平的限制,施工工艺的不成熟和不完善,导致预应力混凝土在施工和使用时其预应力损失比较大,这样不但浪费材料,提高工程造价,而且限制来预应力混凝土充分发挥自身的有点。
2、引起预应力损失的因素2.1由于施工设备引起的预应力损失a)由于台座的强度和刚度不足,稳定性较差,从而导致台座发生变形,倾覆和滑移引起预应力损失。
062.锚索预应力损失原因及防治措施
锚索预应力损失原因及防治措施(隧道工)论文*名:**单位:中铁隧道集团北京隧道建筑有限公司锚索预应力损失原因及防治措施杨伟中铁隧道集团北京隧道建筑有限公司摘要:文章结合工程实践,通过对锚索预应力损失进行分析统计,阐述了预应力损失的原因,提出了避免和减少预应力损失的措施。
关键词:预应力锚索; 应力损失; 影响因素0 前言使用预应力锚索对不稳定边坡加固是一种高效经济的实用工程技术。
在施工中,实际施加给锚索的预应力值是否达到设计值是关系工程安全的大问题。
本文依托工程为京石客专石家庄隧道工程,工程全线主要采用明挖法施工,由于基坑跨度较大,隧道支护方式主要采用“预应力锚索+钻孔灌注桩的方式”。
加上隧道西侧紧邻既有京广铁路线,预应锚索的施工质量直接关系到隧道的整体稳定性,以及既有线的安全,为本项工程的主要风险源之一。
本文根据工程中预应力锚索设计、施工的经验以及测试结果的分析,探讨了影响预应力损失的诸多因素,提出了预应力损失的防治措施。
1 锚索预应力损失的分析实践经验表明,影响预应力损失的因素较多也很复杂,既有材料性能、锚具、张拉设备引起的损失;也有地层、结构物的压缩和徐变引起的损失;另外还与张拉顺序、外界环境条件等有关。
主要影响因素如下:1.1锚索材料对预应力损失的影响由于锚索在巨大的初始应力作用下会发生变形,从而产生松弛损失。
研究表明:不同型号类型的钢材,具有不同的损失值,但有以下共同的性质:①松弛损失的大小,与张拉应力有关,张拉应力越大,松弛损失就越大。
②松弛损失在张拉后初期几分种内发展最快,24 h 后将完成80 % ,大约20 d 以后,基本上已不再发展。
③松弛损失与材料性能有关,与材料直径、环境温度也有关。
④若在短时间内把钢绞线超张拉一下,并相应持荷一段时间,然后回到原来的张拉力值,则可使钢绞线的松弛损失大大减少。
1.2锚头夹具产生的预应力损失目前国内生产的各系列锚具都存在夹片回缩问题,据据厂家资料及产品说明,其中QM、OVM、YM、B&S 型锚具钢绞线的回缩量均为6 mm。
预应力损失的原因及应对措施
预应力损失的原因及应对措施李海霞(沧州市肃宁县城乡建设局肃宁062350)摘要由于预应力钢筋的制作工艺和使用材料的影响,导致预应力的损失,继而降低预应力混凝土的抗裂性和刚度。
本文通过对预应力损失原因的分析,提出了应对措施及注意事项。
关键词预应力;损失;应对措施1预应力损失的概念及对结构的影响预应力钢筋从张拉、锚固开始到制作、成型、养护、运输、安装使用的整个过程中,由于受到张拉施工工艺和所使用材料特性等因素影响,使得钢筋中的张拉应力将逐渐降低,这种现象称为预应力损失。
预应力的损失会降低预应力混凝土构件的抗裂性及刚度,影响结构使用功能和使用效果。
2引起预应力损失的原因由于原材料性质与制作方法的一些原因,预应力钢筋中的应力会逐渐减少,要经过相当长的时间才能稳定下来。
结构中的预压应力是通过张拉预应力钢筋得来的,因此凡能使预应力钢筋产生缩短的因素,都将造成预应力损失。
造成预应力损失的原因,先张法与后张法不完全相同:先张法在张拉预应力钢筋过程中有预应力筋与模板摩擦和折点的摩擦损失、有蒸气养护温差引起的损失、有锚固损失(锚具变形,应力钢筋回缩)和放张时混凝土受压缩而引起的弹性压缩损失;后张法有预应力筋与孔道壁的摩擦损失、锚固损失、后张拉束对先张拉束由于混凝土压缩变形而引起的损失等。
以上各种损失都是在预压应力,亦即应力传递完成之前发生的,一般称之为瞬时损失。
此外由于混凝土收缩、徐变变形以及由于钢材松弛引起的损失,则都是随时间而发展,需要3~5年,甚至几十年时间才能全部出现的损失,一般称之为长期损失。
3减少预应力损失的措施为了提高预应力钢筋的效率,应采取各种综合措施以尽量减少预应力损失:(1)就长期损失中的收缩与徐变而言,要减少损失,必须尽量降低混凝土的水泥用量和减小水灰比,选用弹性模量高,坚硬密实和吸水率低的石灰岩、花岗岩等碎石或卵石作粗骨料,注意早期养护。
(2)减少钢材松弛损失的有效措施是采用低松弛钢材,低松弛钢丝与钢绞线的应力松弛只有一般应力消失处理钢材的1/3左右。
浅谈预应力锚索张拉控制及预应力损失
( 中电建集 团第 十 四工 程局 有 限公 司华 南 事业部 ,广 东
摘 要 :预应力锚 索 张拉 过程 中,由于各种原 因会 造成锚
广州
5 1 0 0 0 0 )
力锚 索施 工过程中产生 预应力 损失 的原 因及减 小预 应力损
失 的 措 施 进 行 阐述 。
2 . 1 锁定损失 c r L l
Vo 1 . 4 2, No . 1 2 De c e mb e r , 2 01 6
I ・ J 适材
S i c h u a n Bui l di n z Ma t e r i a l s
第4 2 卷第1 2 期
2 0 1 6年 1 2 月
浅 谈 预 应 力 锚 索 张 拉 控 制 及 预 应 力 损 失
直至稳定 。
2 . 2 地 质 原 因 引起 的 预 应 力 损 失 L ,
在 地下洞室 块体 加 固、高 边坡 防护 等工 程 中 ,预 应 力 锚索锚 固端 直接 作用 在岩体 内部 ,受 岩层 结构 、裂 隙 以及 软弱夹 层等影 响 ,也 会产 生预应 力损 失 。这部 分损失 在施
索张拉 实际伸 长值与 理论伸 长值之 间存在 差异 ,本文 结合
工程 实 际 。 总 结 出 了合 理 的 量 测 方 法 , 受 张 拉 设 备 、 工 艺
水平、材料特性 及环 境 因素 等影 响 ,控 制 应力会 随着预 应
力锚 索使 用 时 间 的 延 长 而 逐 渐 降低 ,从 而 导 致 整 个 预 应 力
0 c 一锁定 回缩量 ,mm,张拉锁定后现场量取 ;
E s 一钢 绞 线 弹 性 模 量 ,MP a 。
1 预应 力锚 索张 拉
煤矿锚索预紧应力损失原因分析及解决途径
4 5 2 mm的锚索 ,破 断力 2 0 N,一 般设 计 预 紧 , .4 1 6k 力 为 8 ~10 N; 1 股 4 2 m 锚 索 ,破 断 力 O 0k 9 , m 2 6 0 N,设计 预紧力 2 0~ 0 k 0k 5 3 0 N。 2 锚 索的预应 力损失 2 1 锚 索预应 力 的理 论损 失计算 . 锚 索在张 拉过程 中 ,钢 绞线在 载荷作 用下会 产
2m 0 m,最 大 达 2 m 2 m。不 仅 显 著 提 高 了索 体 的破 断 力 ,而且 使 索 体 直 径 与 钻 孑 直 径 的配 合 更 加 合 L 理 ;另一方 面 ,改 变 了 索体 结 构 ,采 用 新 型 的 1 9 根 钢丝代 替 了 原来 的 7根 钢 丝 ,索 体 结 构 更 加 合
地铁基坑锚索支护应力损失原因及应对措施探讨
实例A n a lysis of P ra ctica l E xam ples分析地铁基坑锚索支护应力损失原因及应对措施探讨毛佳艳\高晓辉2(1.石家庄市轨道交通有限责任公司,河北石家庄050000;2.中铁十七局集团石家庄工程指挥部三分部,河北石家庄050000)摘要:地铁基坑在预应力锚索支护施工过程中,普遍存在预应力损失现象。
以石家庄地铁东里站基坑锚索支护为例,阐述了预应力锚索支护的主要施工方法,在此基础上分别从钢绞线松弛、施工因素、注浆控制以及 锚具张拉损失等方面分析了造成预应力锚索应力损失的主要原因,并分别提出了针对性的改进措施。
实践证 明,采用这些改进措施,可有效改善预应力锚索支护施工过程中的预应力损失,效果明显。
关键词:地铁基坑;锚索支护;应力损失DOI:10. 13219/j. gjgyat. 2017. 04. 014中图分类号:U231.3 文献标识码:A文章编号=1672-3953(2017)04-0052-04地铁基坑采用预应力锚索支护,可以有效地限 制基坑侧壁位移,保证基坑开挖安全,同时可以为基 坑施工提供较大面积的工作面,从而保证大体积结 构物能够顺利进人地铁车站。
因此,近年来,地铁基 坑越来越多的采用预应力锚索支护形式。
但是在预 应力锚索支护施工过程中,普遍存在锚索预应力损 失的现象,锚索预应力损失会严重影响基坑围护结 构的围护效果,严重时甚至会引起围护结构的失效,进而导致基坑坍塌事故。
因此,基坑采用预应力锚 索支护,需要对锚索预应力损失现象予以特别关注[1_2]。
本文以石家庄地铁东里站预应力锚索支护 为例,详细分析造成锚索预应力损失原因,在此基础 上提出减少锚索预应力损失相应的措施,以期为同 类工程提供借鉴。
1 工程概况石家庄地铁东里站位于石家庄市中华南大街与 裕华路高架交叉口立交桥东北侧,沿中华南大街布 置,车站中心里程为DK7 +583. 00,为地下两层结构。
锚索预应力损失影响因素及补偿措施
第19卷 第9期 中 国 水 运 Vol.19 No.9 2019年 9月 China Water Transport September 2019收稿日期:2019-03-02作者简介:马 辉(1993-),男,昆明理工大学国土资源工程学院在校研究生。
通讯作者:陈 安(1970-),男,昆明理工大学国土资源工程学院副教授。
基金项目:昆明理工大学人培项目,KKZ3201621012,富水边坡仰斜排水孔群孔效应研究。
锚索预应力损失影响因素及补偿措施马 辉,陈 安(昆明理工大学 国土资源工程学院,云南 昆明 650093)摘 要:通过对曲陆高速公路某一高边坡预应力锚索支护的监测和结果分析,讨论了破碎坡积层边坡锚索预应力在多个方面的影响因素及补偿措施,并就其造成的预应力损失规律做出了相关结论,以此结论为边坡支护工程提供一些参考。
关键词:坡积层;边坡加固;锚索;预应力损失中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2019)09-0243-02随着我国基础建设的快速发展,边坡支护问题依旧是工程安全的主要考虑事件。
本文以曲陆高速公路某一高边坡支护为例,介绍了工程上常用的预应力锚索锚固手段来支护边坡,在对边坡预应力锚索监测数据的基础上,对预应力损失情况作了统计分析,讨论了锚索预应力损失规律,提出预应力损失影响因素以及预防预应力损的补偿措施。
一、工程概况由于改建曲陆高速公路,山体开挖形成了高达约56m 的高陡边坡,坡向NE36°,地形坡度为35~45°,设计开挖坡度比为1:0.75。
因其是坡积层岩土边坡,节理裂隙发育,岩体破碎较为严重。
为更好地对该边坡进行稳定支护,该边坡采用了工程上使用较为普遍的预应力锚索锚固技术。
二、预应力锚索预紧力变化规律由于锚索支护的先后时间顺序,本文从锚索的安装,到锚索作用功效的体现,再到锚索支护的不足这一连续顺序进行论述。
1.锚索张拉、锁定荷载变化规律预应力锚索在张拉锁定过程中,施工流程不能毫无章法,要按照一定的规定和要求进行。
预应力锚索张拉应力损失分析
预应力锚索张拉应力损失分析摘要:本文主要对锚索张拉应力损失的原因进行了分析,分析了预应力损失的因素,阐述了较少预应力损失的措施,并进行了数据验证,并对锚索监测轴力值与设计轴力值差距较大的原因进行了分析与总结。
关键词:应力损失;锚索监测轴力值;设计轴力值;原因分析1、锚索设计概况设计研发中心地下实验室及附属设施项目位于白云新城AB2906021地块,处于云城东路、黄石东路及白云大道北辅路所围成的区域。
距离萧岗地铁站300m,距白云山风景区西门约400m。
项目地下室基坑面积约7800m2,开挖深度为13.6m,基坑开挖深度范围内以粉质黏土层为主,东南侧局部含4~5m厚中粗砂层。
基坑采用钻孔灌注桩(Ф1000mm@1400mm)+锚索(1×7预应力钢绞线)支护体系,锚索由上至下共设置3层,表层为扩大头锚索,锚固段直径为600mm,采用旋喷扩大头工艺;二、三层为普通锚索(基坑北侧2-2剖面为扩大头锚索),锚固段直径为200mm,采用套管跟进成孔。
本项目地下室基坑由上至下共布置3道锚索,锚索采用1×7预应力钢绞线,其抗拉极限强度标准值为1860N/mm2,设计抗拉强度为1320N/mm2。
锚索设计方案中共有两种锚索类型:普通预应力锚索及扩大头锚索。
普通预应力锚索锚固段直径为200mm,采用泥浆护壁成孔,锚索采用二次注浆工艺,注浆材料采用P.O 42.5R普通硅酸盐水泥纯浆,第一次为常压注浆,注浆压力宜控制在0.5~1.0MPa;第二次为高压注浆,注浆压力不宜低于2.0Mpa,建议水灰比为0.45~0.55(具体水灰比根据现场试验情况而定),注浆体强度不低于30MPa;扩大头锚索锚固段直径为600mm,工艺同普通锚索类似,扩大头部分需采用旋喷工艺进行扩孔。
2、试验锚索情况正式锚索施工前,参照基坑4-4剖面锚索参数,于基坑东南角施工6根试验锚索,其中3根为表层扩大头锚索,锚索采用4束17.8mm1×7钢绞线编束,锚索锚固段直径为600mm,打设角度25°,锚索总长20m,锚固段长度9.5m;剩余3根为普通锚索,锚索采用4束17.8mm1×7钢绞线编束,锚索锚固段直径为200mm,打设角度25°,锚索总长31.5m,锚固段长度24m。
土木工程知识点-七个对策合理规避预应力损失
土木工程知识点-七个对策合理规避预应力损失导言预应力是在施工期间给结构预先施加应力,结构服役期间预加应力可全部或部分抵消荷载导致的应力,避免结构破坏。
常用于混凝土结构,使结构在正常使用情况下不产生裂缝或裂缝产生得比较晚。
但在实际工程中,预应力损失往往不可避免,为什么会损失?怎样将损失降到最低?我们整理了产生损失的原因并提出了解决措施,一起来看看吧。
原因1.预应力筋的应力松弛解决措施:采用低松弛钢材或瞬时超张拉然后回降到预定控制应力。
原因2.张拉用锚夹具的变形、滑移和钢筋回缩解决措施:选择变形小或内缩小的锚具,减少垫板数,采用顶压措施减小锚具内缩损失;对先张法构件应选择长台座。
原因3.预应力钢筋与孔道存在摩擦解决措施:采用两端张拉或超张拉即可。
原因4.台座温差解决措施:将台座整体放入养护室进行养护混凝土。
原因5.混凝土收缩徐变解决措施:采用高强度等级的水泥,采用弹性模量较高、吸水率小的集料,降低水泥用量,减小水灰比、加强振捣以保证混凝土密实性,加强养护,推迟预加应力龄期等。
原因6.混凝土弹性压缩解决措施:施工阶段无法减少,应在设计阶段进行考虑,选择弹性模量更优的混凝土。
原因7.螺旋式预应力钢筋局部受挤压解决措施:适当增大钢筋直径。
有人认为建立新形式的标准化始走向建筑和谐的唯一道路,并且能用建筑技术加以成功地控制.而我的观点不同,我要强调的是建筑最宝贵的性质是它的多样化和联想到自然界有机生命的生长.我认为着才是真正建筑风格的唯一目标.如果阻碍朝这一方向发展,建筑就会枯萎和死亡.要使建筑结构适合于环境,要注意到气候,地位和四周的自然风光,在结合目的来考虑的一切因素中,创造出一个自由的统一的整体,这就是建筑的普遍课题,建筑师的才智就要在这个可提到完满解决上体现。
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锚索预应力损失原因及防治措施
摘要:文章结合工程实践,通过对锚索预应力损失进行分析统计,阐述了预应力损失的原因,提出了避免和减少预应力损失的措施。
关键词:预应力锚索; 应力损失; 影响因素
0 前言
使用预应力锚索对不稳定边坡加固是一种高效经济的实用工程技术。
在施工中,实际施加给锚索的预应力值是否达到设计值是关系工程安全的大问题。
本文依托工程为京石客专石家庄隧道工程,工程全线主要采用明挖法施工,由于基坑跨度较大,隧道支护方式主要采用“预应力锚索+钻孔灌注桩的方式”。
加上隧道西侧紧邻既有京广铁路线,预应锚索的施工质量直接关系到隧道的整体稳定性,以及既有线的安全,为本项工程的主要风险源之一。
本文根据工程中预应力锚索设计、施工的经验以及测试结果的分析,探讨了影响预应力损失的诸多因素,提出了预应力损失的防治措施。
1 锚索预应力损失的分析
实践经验表明,影响预应力损失的因素较多也很复杂,既有材料性能、锚具、张拉设备引起的损失;也有地层、结构物的压缩和徐变引起的损失;另外还与张拉顺序、外界环境条件等有关。
主要影响因素如下:
1.1锚索材料对预应力损失的影响
由于锚索在巨大的初始应力作用下会发生变形,从而产生松弛损失。
研究表明:不同型号类型的钢材,具有不同的损失值,但有以下共同的性质:
①松弛损失的大小,与张拉应力有关,张拉应力越大,松弛损失就越大。
②松弛损失在张拉后初期几分种内发展最快,24 h 后将完成80 % ,大约20 d 以后,基本上已不再发展。
③松弛损失与材料性能有关,与材料直径、环境温度也有关。
④若在短时间内把钢绞线超张拉一下,并相应持荷一段时间,然后回到原来的张拉力值,则可使钢绞线的松弛损失大大减少。
1.2锚头夹具产生的预应力损失
目前国内生产的各系列锚具都存在夹片回缩问题,据据厂家资料及产品说明,
其中QM、OVM、YM、B&S 型锚具钢绞线的回缩量均为6 mm。
因此钢绞线回缩产生的预应力损失可由下式求得
NS = A ·σS = A ·rΔL ·Ey / L
其中, N S 为预应力损失值; A 为钢绞线的截面积;ΔL 为锚具、夹片的变形回缩值; Ey 为钢绞线的弹性模量; L 为自由段的有效长度。
1.3 岩体蠕变引起的预应力损失
由于岩体本身的不连续性和各向异性,受荷区的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,这就是岩体的蠕变。
蠕变引起的预应力损失与岩体的软硬及密实程度有关,岩石越坚硬,蠕变越小,预应力损失值也就小。
1.4 张拉系统引起的预应力损失
锚索张拉系统包括油泵、油表、油管和千斤顶等部分。
张拉系统的摩阻损失为2 %~4 % ,也就是说油表所反映的张拉力,比千斤顶底部钢绞线的受力要大2 %~4 %。
一般张拉都是以油表读数为基础的,故应考虑张拉系统引起的预应力损失量。
1.5混凝土的收缩及蠕变产生的预应力损失
通常锚索的锚头端固定在抗滑桩、框架梁及锚垫墩上,这些混凝土构筑物本身也具有收缩、蠕变性质,且受到较大压力后也会产生一定量的压缩变形进而引起预应力损失。
1.6 爆破与地震等振动或冲击力引起预应力损失
爆破、重型机械和地震力发生的冲击也会引起预应力损失,且该损失量较之长期静荷载作用引起的预应力损失量大得多。
研究表明,当在距锚索3m 以内进行爆破时,锚索预应力有明显损失,其预应力损失量比锚索在相似时间受静载作用发生的损失量大36 倍左右。
1.7张拉顺序引起预应力损失
当同一个结构物上有多孔锚索时,理论上讲最合理的张拉方式是同步张拉,但往往受设备的限制,通常是1台设备依次进行张拉,这样当张拉后面的锚索时,由于压应力增大,受荷区进一步产生压缩变形,此时前面己张拉的锚索预应力就会损失一部分。
1.8 降雨及温度变化引起预应力损失
降雨量及降雨历时对锚固力的影响集中反映在岩体裂隙较为发育、渗透系数较大的部位。
降雨对锚索预应力的影响主要表现为锚固应力的增加,而且,具有时间滞后效应。
但随着裂隙水的消散,增加的锚固预应力也会消散。
温度的变化使索体发生变化,从而导致预应力的变化。
2 抑制预应力损失的措施
抑制预应力损失的措施如下:
(1)锚索材料的优选。
选用高强度低松弛钢绞线和与之配套的锚固体系,如锚具、锚垫板等。
(2)注重岩体条件的选择。
将锚固段置于坚硬完整的岩体中,使锚索有稳定的根基。
外锚段桩后或梁下岩土必须密实,以避免应力集中区岩体徐变过大造成预应力损失。
(3)设计时避免张拉力过大。
由于锚索预应力损失也与张拉力成正比,张拉力越大,预应力损失越大,设计时尽量避免大吨位,即以多孔位、小吨位为宜。
(4)采用超张拉。
结构强度许可的情况下,采用超张拉可使桩(锚梁、锚墩) 后地层处于超压密、超固结状态,减少后期预应力损失。
(5)定期监测补拉。
对大型滑坡或重要工程使用预应力锚索时,应设置一定数量的测力计(一般不少于锚孔数的5 %) 。
定期观测锚索受力情况,现预应力损失过大,应立即采取补张拉进行弥补。
(6)同步张拉。
当同一个结构物上设置多个锚索时,张拉时最好使用多个千斤顶同步张拉。
如果没有条件,必须进行循回补张拉,即回过头来再张拉前面的锚索。
如果结构物对称时,最好采取对称循环补张拉,最大限度地消除因张拉顺序引起的预应力损失。
(7)避免爆破和大的振动。
在锚索施工场地,尽量避免爆破和重型机械振动,若不得不使用时,尽量离锚索远一点,或将锚索张拉锁定工作安排在最后。
(8)采用格构锚固。
对上部较为破碎的台阶坡体,采用格构锚固,提高承压梁与坡面接触面积,整体刚度增大,以减少局部或小范围的岩体压缩徐变。
(9)锚索型式设计锚索采用压力分散型锚索,使锚固段剪应力更均匀,也可以改变锚固段区域的应力集中,锚索的水平间距不小于2.5m ,垂直间距不小于3m ,
避免相邻锚索应力干扰。
3 结束语
预应力锚索有一定的适用条件,使用时应力损失是锚索自身的特点。
只有避免一些注意事项才能使锚索预应力体系达到最优效果,在施工工程中要采取多种综合控制手段,降低预应力损失。
参考文献:
[1]. 铁建设[160]号,铁路混凝土工程施工质量验收补充标准.
[2]. GB50204-92,混凝土结构工程施工及验收规范.
[3]. 吕康成.隧道工程试验检测技术. 北京:人民交通出版社,2001.。