锚索预应力损失影响因素及补偿措施
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。
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。
土层锚杆预应力损失原因分析与补偿对策研究
层失稳 ,锚杆有可能随锚固体一起拔出。图2 为烟 台海关大楼基坑失稳,预应力锚杆被拔出情形。
实践证 明 ,在静力 学 问题 中土 的应变水 平在 1 左 右 时 ,将 不 至 引起 明显 的沉 陷或 其他 形式 0 的破 坏 ,而 在动 力 学 问题 中若 应 变水 平 在 1 J 0
时 ,由于魄性力 的存在可导致土体动压力急剧增
土蠕变的三个阶段22冲击作用在冲击荷载如爆破地震作用下土体抗剪强度的降低会引起锚杆锚固段周围土体蠕变量的增加从而导致锚杆预应力损失量的增加尤其是对密实性差的不稳定粘性土中固定的锚杆的影响最为明显
维普资讯
岩土锚阅 I -
C OL O  ̄PR ESTR ESS TE HN G Y
1预 应 力锚 杆 加 固机 理
一
部 分土体 相对另一部 分土体 产生位移 以至
1O 4
丧 失原有稳 定性 的现象 ,称 为土体 的失稳 。公路
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边 坡加 固 、隧洞 开挖等工程设 计 与施 工 的核心所 在 ,就 是保持 土体 稳定性 。 从宏 观分 析 ,土体 的滑动是 促使土体 运动 的
高了土抗剪强度T f 的取值 ( e 仃t ),土层 = + g
得 以加 固。
锚杆I 。实践证 明,锚杆的初始预应力是随时间
变化 的 ,这 种变化通 常表现 为预应力 的损失 。锚 杆 预应力 的变化直接 影响 到锚 固工程 的安全 ,因
此 ,预应 力的损失 对锚 固工程 的稳 定性是极 为不
大 ,以至 工程结 构超 载破坏 ;同时 ,空隙水压 力
增高,有效应力下降,引起土体软化乃至破坏。
工程经验表明,由冲击作用引起的预应力损
失量远 大 于长期荷 载作 用引 起 的损 失量 ,采用 机
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。
锚索预应力损失原因
锚索预应力损失原因锚索预应力损失原因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。
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。
锚索预应力损失的影响因素分析92
锚索预应力损失的影响因素分析摘要:随着我国工程建设项目大规模的开展,预应力锚索技术由于具有安全可靠、经济合理等优势因素,在边坡工程、基坑工程等岩土工程治理中得到了大量应用。
锚索预应力的稳定直接影响锚索的锚固效果,本文的工作目的是通过对锚索预应力损失影响因素的分析,以指导现场施工采取相应的工程措施。
结合四川广元一工点现场工程实践,锚索预应力随着时间的推移具有一定的阶段性特点,造成锚索预应力损失的因素非常复杂,总体上可以分为:①短期影响因素、②长期影响因素、③偶然影响因素、④其他影响因素。
张拉系统及张拉过程引起的损失、锚具-夹片回缩引起的损失、锚墩-框格梁下岩土体沉降变形引起的损失等短期影响因素可以通过定量计算得到;长期影响因素中岩土体的蠕变引起的损失以及钢绞线的松弛引起的损失是预应力损失的主要来源之一;外界偶然影响因素有岩体开挖卸荷、地震、爆破、降雨、温度变化等,具有不确定性;影响预应力损失的其他因素还有:外锚段封孔灌浆引起的损失、锚孔偏斜引起的预应力损失、群锚效应对锚固力的影响等。
四川广元工点通过现场采取超张拉20%~25%设计张拉力进行验证,锁定后锚索有效预应力值与设计要求的张拉力值基本相符,表明施工现场通过加强质量管理、采取一定的工程措施,可以减少锚索预应力的损失,以达到预应力值长期稳定的目的。
关键词:锚索预应力;变化规律;预应力损失;影响因素前言:四川广元某工程边坡高度大,最高处设10级台阶,每级设3.0m宽平台,每级边坡高度10.0m,局部位置采用预应力锚索+框格梁进行支护,根据该工程预应力锚索施工和预应力监测成果,本文总结了锚索预应力的变化规律和影响锚索预应力损失的主要因素,并对在设计、施工中应采取的降低锚索预应力损失的工程措施提出了几点建议。
1 锚索预应力变化的阶段性特点锚索预应力的损失变化具有一定的阶段性特点,即:①迅速损失期(第Ⅰ阶段);②一般损失期(第Ⅱ阶段);③缓慢损失期(第Ⅲ阶段)。
锚索预应力损失模型及预应力补偿时机分析
第53卷第6期2022年6月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.53No.6Jun.2022锚索预应力损失模型及预应力补偿时机分析史克友1,吴小萍1,2,3,王泽坤1(1.中南大学土木工程学院,湖南长沙,410075;2.中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室,湖南长沙,410075;3.伦敦大学学院交通研究中心,英国伦敦,WC1E 6BT)摘要:对锚固边坡而言,建立锚索预应力损失模型的前提是假设岩体均匀受力,而框格梁是岩体均匀受力的保障,在框格梁的作用下,岩土体的实际受力情况更接近于假设条件。
鉴于此,考虑锚索、框格梁及岩体三者之间的相互作用关系,建立新的锚索预应力损失模型,并通过对比分析现场监测数据及已有模型的计算结果,验证新建模型的准确性和适用性。
另外,基于新建模型,对不同时间节点下锚索的2次张拉效果进行分析,探讨锚索预应力的后期补偿时机。
研究结果表明:考虑框格梁的作用后,新建模型的精度更高,新建模型不仅可以对锚索预应力的损失量进行计算,同时可以对锚索预应力达到稳定的时间进行准确预测;施工完成20d 后对锚索进行2次张拉均可达到理想的预应力补偿效果;锚索原预应力损失程度不同,其2次张拉效果也不相同,锚索的原预应力损失量越大,2次张拉时,其预应力补偿效果越明显。
关键词:锚索预应力;蠕变模型;预应力补偿;框格梁;预应力损失中图分类号:TU43;U24文献标志码:A文章编号:1672-7207(2022)06-2134-09Analysis of prestress loss model and prestress compensation timeof anchor cableSHI Keyou 1,WU Xiaoping 1,2,3,WANG Zekun 1(1.School of Civil Engineering,Central South University,Changsha 410075,China;2.National Engineering Laboratory for High Speed Railway Construction,Central South University,Changsha 410075,China;3.Centre for Transport Studies,University College London,London WC1E 6BT,UK)Abstract:For the anchored slope,the premise of the anchor cable prestress loss model is to assume that the rock mass is uniformly stressed,the frame beam is the guarantee of the uniform stress of the rock mass,and the actual stress of the rock mass can be closer to the assumed condition under the action of the frame beam.Considering the收稿日期:2021−07−05;修回日期:2021−09−12基金项目(Foundation item):国家自然科学基金资助项目(51878672);湖南省交通科技项目(201901)(Project(51878672)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project(201901)supported by the Traffic Science and Technology Program of Hunan Province)通信作者:吴小萍,博士,教授,从事道路与铁道工程研究;E-mail :************.cnDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.06.015引用格式:史克友,吴小萍,王泽坤.锚索预应力损失模型及预应力补偿时机分析[J].中南大学学报(自然科学版),2022,53(6):2134−2142.Citation:SHI Keyou,WU Xiaoping,WANG Zekun.Analysis of prestress loss model and prestress compensation time of anchor cable [J].Journal of Central South University(Science and Technology),2022,53(6):2134−2142.第6期史克友,等:锚索预应力损失模型及预应力补偿时机分析interaction among anchor cable,frame beam and rock mass,a new model of prestress loss of anchor cables was established.The accuracy and applicability of the new model were verified by comparing and analyzing the field monitoring data and the calculation results in the existing models.In addition,based on the new model,the effect of the retension of the anchor cable at different time nodes was analyzed,and the later compensation time of anchor cable prestress was discussed.The results show that the accuracy of the new model is higher after considering the effect of the frame beam,and the new model can not only calculate the loss of prestress of anchor cable,but also accurately predict the time when the prestress of anchor cable reaches the stable stage.The ideal effect of prestress compensation can all be achieved when the anchor cable is retension in each time point after 20d of the construction completion.The original prestress loss of the anchor cable is different,and the retension effect is also different.The greater the loss of the original prestress of the anchor cable,the more obvious the prestress compensation effect during the retension.Key words:prestress of anchor cable;creep model;prestress compensation;frame beam;prestress loss在修建高速公路、铁路过程中,需要对沿线开挖的边坡进行支护,以提高开挖边坡的稳定性,从而保证道路的运营安全[1−3]。
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
施工因素对锚索预应力损失影响分析
施工因素对锚索预应力损失影响分析摘要:本文对影响锚索预应力损失的几种施工因素进行了概述,并对其造成预应力损失的原因及规律进行了简要分析。
研究表明钢绞线松弛、锚头夹具、张拉系统的是影响锚索预应力损的主要施工因素。
关键词:预应力锚索,施工因素,锚索预应力损失预应力锚索在施工和使用阶段,不可避免会发生一定程度的预应力损失,预应力损失大小直接影响锚索承载能力,关系到锚固工程的加固效果。
一般情况下,锚索预应力变化分为两种过程、三个阶段。
其中,两种过程指的是短期变化和长期变化[1]。
三个阶段则分别是预应力快速下降阶段、波动变化阶段和稳定变化阶段。
锚索预应力损失是由锚索体材料性质、锚夹具质量、张拉系统、张拉方式、封孔注浆、钻孔施工精度等施工因素和被锚固岩土体力学特性、温度、降雨等非施工因素共同决定的。
1 锚索体材料对预应力损失影响预应力锚索长期处于受荷状态,在钢绞线的长度不发生变化情况下,锚索体内部应力随着时间的增长而减少,从而导致锚索预应力降低,承载能力减弱[2]。
国内外很多学者对锚索体材料特性进行了试验,得出锚索预应力(kN)损失值的计算公式如下[3]:同时,通过大量监测结果和数理统计分析,建立了钻孔孔斜率n和预应力损失值之间的关系方程:(3)其中:为预应力损失值(kN);为预应力值(kN);为锚索孔孔斜率。
强度不够将导致锚索在张拉过程中锚固段产生位移,从而达不到预期张拉效果。
7 结论根据国内相关资料并结合研究测试结果可知,这些施工因素中,对锚索预应力损失影响最主要的是前3种因素。
其中,钢绞线松弛导致的损失为3%~4%,锚头夹具造成的损失为3%~6%,张拉系统损失为2%~4%,再加上地层蠕变、温度、降雨等非施工因素的影响,粗略估算一般情况下的锚索预应力损失为15%~25%,施工因素造成的预应力损失8%~14%占总比例一半以上,是主要的影响因素,故在实际工程中应加以重视。
参考文献[1]李军,卞鹏,张宏博.滑坡体预应力锚固效应及变化规律研究[J].济南大学学报(自然科学版).2003,1:21-24.[2]蔡伟.锚索预应办损失计算及防治措施[J].四川建筑.2005,4:41-42.[3]张发明,邵蔚侠.岩质高边坡预应力锚固问题研究[J].河海大学学报.1999,11:73-76.[4]陆锡铭,朱晗逗.破碎岩质边坡中群锚效应试验研究[J].公路交通科技.2005,6:66-68.[5]金爱兵,高永涛,蔡美峰等.挡土墙加固工程锚杆预应力损失与补偿[J].北京科技大学学报.2003,25(3):199-202.[6]张发明,刘宁,赵维炳.岩质高边坡预应力锚固力学行为与群锚效应[J].岩石力学与工程学报.2001(专缉).[7]张发明,赵维炳,刘宁,等.预应力锚索锚固荷载的变化规律及预测模型[J].岩石力学与工程学报.2004,23(1):39-43.。
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。
浅谈锚固工程中预应力损失影响因素及处治方法
体 扰 动 小 的优 点 ,在 边 坡加 固 中应 用越 来 越 广 泛 。通 过 实 例证 明 , 已成 为边 坡 加 固不 可替 代
的有 效 手 段 。 除 了进 行 合 理 的加 固设 计外 ,其 它环 节 也 很 重 要 ,特 别是 施 工 质量 的 控制 ,将 会 影 响 工 程 最后 的加 固效 果 ,保 证 工 程 的安 全 稳 定 ,应 予以 重视 。
处治 方法 ,对 预应 力锚 固工 程具 有实 际意 义 。
越 大 。在 相 同 的 孔斜 率 条 件 下 ,锚 素 张拉 荷 载
越大 ,预应力损失也越大。大量数据还表 明孔
2 预 应 力 损 失 的影 响 因 素
2 1 锚 索施 工 对 预应 力损 失 的 影 响 .
锚 素 的施 工 程 序是 :①钻 孔 ; ②编 索 及下 索 ;③锚 固段 灌 浆 ;④张 拉 与 锁 定 ;⑤ 自由段
一
灌 浆 ( 长 黏结 式 锚 索 ) ;⑥封 闭张拉 段 等 。 全
在 以上 各 个 施 工过 程 中 ,除 了 编索 及 下索 过 程 外 ,都将 引起锚 索预 应 力的损 失 。
致 肯 定 ,但 是预 应 力损 失 超 过一 定值 时 ,将
( )锚索孔孔斜率对预应 力损失的影 响 1
浅 谈 锚 固工 程 中预 应 力损 失 影 响 因素 及处治方法
孙祺 华 罗
( 1贵 州省 交通 规划勘 察 设计研 究 院
斌 孟
芹
2 招 商局重 庆交 通科 研设计 院有 限公 司
3贵 州省 交通 职业技 术学 院 )
[ 摘
要 ] 锚 固工 程 中预 应 力损 失 量 是 关 系到 锚 固效 果 好 坏 的 重 要 因 素 。 文 章 对 锚 索预 应 力 损失 的影
预应力锚索作用机理及预应力损失因素初探
预应力锚索作用机理及预应力损失因素初探摘要:边坡预应力锚索加固技术是一种利用岩土体自身强度主动加固方式,预应力锚索施工过程中尽可能减少对被锚固土体或岩体的扰动,影响锚索预应力损失的原因很多,主要有锚索体材料的应力松弛、岩体变形、混凝土的收缩及蠕变、张拉顺序、环境因素以及锚具和张拉设备引起的预应力损失,本文探讨了其破坏机理与影响因素。
关键词:预应力锚索,作用机理,影响因素边坡预应力锚索加固技术是一种利用岩土体自身强度主动加固方式,预应力锚索施工过程中尽可能减少对被锚固土体或岩体的扰动,最大程度避免了对既有边坡的整体性产生进一步的破坏,并通过锚固技术合理地利用边坡岩体或土体自身强度,具有保护边坡原有结构,造价低等特点,被广泛应用于铁路、公路等边坡滑坡治理和加固工程中。
1、预应力锚索的作用机理预应力锚索比较细长,不能提供弯曲抗力,仅能提供轴向抗拉,是一维结构单元,其通过外端固定于坡面,另一端穿过边坡滑动面,锚固于边坡内部稳定岩土体中,通过锚索施加的预应力,加大滑移面上的法向压力,从而产生抗滑阻力,使边坡岩土体的结构面处于受压状态,从而增大抗滑阻力,以提高边坡岩土体的整体性,改善岩土体的力学性能,有效控制岩体的位移,增加边坡稳定性,达到治理滑坡及危岩危石的目的。
预应力锚索锚固作用主要有两种,其一是锚索的物理效应,即使岩体复合成一体,从而提高岩体的整体稳定性;其二是对边坡表面提供压力以约束边坡向临空方向产生变形。
(1)锚索的物理效应锚索的物理效应是通过改变边坡岩土体一系列的物理性质达到的,例如,压力注浆材料通过锚索孔扩散到岩体裂隙以及结构面中,从而改善提高了边坡岩体结构面的力学性能,进而提高边坡岩体的整体性;预应力锚索的预紧力产生的法向拉力一方面通过外置锚头作用于边坡表面,另一方面通过锚固段注浆材料和岩体之间的粘结作用于岩体内部,使边坡岩体成为由锚索、注浆体和岩体相互作用的复合体,增加了岩体整体刚度,从而提高岩体的整体稳定性。
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。
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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。
在文献[4]中有提及到,如张拉方式,就有单数预紧张拉,整束张拉和超张拉三种,按照张拉过程又有逐级分级张拉,直至超张拉,最后再完成锁定。
通过已有资料获知,单束张拉效果在施工过程中受影响因素较大而产生少量预应力损失,而整束张拉效果会更好。
在锚索锁定过程中,由于卸荷千斤顶回油,锚索夹片回缩,拉伸钢绞线在于此同时也会相应的回缩一部分,造成锚索预应力的部分损失。
文献[1]中提及到,在考虑其他锚索组成构件时,如外锚头混凝土锚墩,垫板的安装质量等因素也会造成一定量的预应力损失,这些都属于张拉锁定损失。
通过对张拉、锁定预应力损失的数据分析,得到以下数据分析成果,见表1。
由表1反应数据可知,460KN 级的锚索预应力最大锁定损失率高达14.0%,580KN 级的锚索最大锁定损失达6.9%,由此看出,580KN 级的锚索锁定损失要比460KN 级的锚索锁定损失小,这是因为不同规格类型的锚索张拉荷载不同,产生的应力松弛程度不同,锚索预应力损失率自然也就不同。
张拉荷载越小,锚索越容易产生应力松弛,锚索锁定时预应力损失就越大,呈现一定的相关关系。
对于相同规格的锚索,张拉应力越大,锚索预应力损失率也越大,这是因为在承受较大张拉力的作用下,外锚头和混凝土质量缺陷的影响效应会逐渐得到放大,从而造成更大程度的锚索锁定损失。
表1 锚索张拉、锁定荷载监测成果锚索编号 设计预应力值/KN 张拉预应力值/KN 锁定预应力值/KN 锁定损失/KN 损失率/%Pr1 460 482.5 418.2 64.3 13.3 Pr2 460 495.2 426.1 69.1 14 Pr3 580 602.7 566.2 36.5 6.1 Pr4580610.3568.242.16.92.锚索锚固力的变化规律通过对锚索张拉锁定的应力损失规律以及锚索测力计的监测数据分析可知,锚索锁定后预应力变化分三个阶段,其中,表2为预应力锚索的监测成果。
第一阶段锚索预应力损失呈快速下降趋势,平均损失率为2.2%,发生时间在一周左右,其主要影响因素可归纳为钢绞线松弛,混凝土徐变以及被加固岩土体卸荷裂隙压实变形所致,它也是造成锚索预应力损失的主要阶段。
第二阶段为锚索损失率平缓下降趋势,发生在锁定后1~2个月期间内,是由于混凝土和被加固岩体发生缓慢徐变所致,整体的平均损失率为3.23%。
当然,对于较为破碎的土质边坡,则会有一定量的预应力反弹,这是因为土体流变造成的累积荷载比预应力损失量大的原因造成。
第三阶段为相对稳定阶段,一般为锚索锁定2个月以后,在后期施工振动、冲击以及环境因素的影响下,并没有发生太大的衰减变化。
但总体上来说,仍呈衰减趋势并最终趋于稳定状态,平均损失率为0.86%。
244 中 国 水 运 第19卷表2 锚索锚固力变化特征统计第一阶段(10d) 第二阶段(60d) 第三阶段(60d)锚索编号 锁定预应力/KN 锚固力/KN 锚固力损失/KN 损失率/% 锚固力/KN 锚固力损失/KN 损失率/% 时间/d 锚固力/KN 锚固力损失/KN 损失率/% 损失率/% 平均日损失率/% Pr1 418.2 400.5 17.7 4.2 393.9 6.6 1.7 47 388.6 5.3 1.4 7.1 1.5 Pr2 426.1 398.7 27.4 6.4 390.1 8.6 2.2 56 386.2 3.9 1 9.4 1.7 Pr3 566.2 545.1 21.1 3.9 527.6 17.5 3.3 87 518.7 8.9 1.7 8.4 0.97 Pr4 568.2 544.8 23.4 4.3 530.2 14.6 2.8 102 525.4 4.2 0.9 7.5 0.74三、预应力损失的影响因素分析锚索预应力损失的影响因素多种多样,按照时间累积效应可以将其划分为瞬时损失和长期损失两种[5];以施工过程差异来划分,则可以有张拉方式,封孔灌浆材料选择,钻孔孔斜率变化以及施工爆破振动等四种影响方式;按锚索结构不同来划分,有锚索类型,钢绞线差异和锚索体结构锈蚀等三个方面影响划分。
本文主要是从地质影响因素,施工过程分析以及温差变化三个方面来进行对锚索预应力损失的讨论。
1.地质因素影响岩体本身因其具有不连续性和各向异性,尤其是针对坡积层边坡,岩体风化程度较高,节理裂隙发育,在锚固支护时,锚固段荷载作用下,岩石结构面以及一些软弱夹层均会受力挤压,并被压实,这一切的变化过程都是岩体蠕变引起的。
对预应力锚索而言,采用文献[2]中的说法,岩体在受到长期荷载压力和岩体蠕变状况下,锚索体钢绞线就会一定程度上松弛,继而预应力大小就会下降。
随着时间的持续,预应力减小程度会逐渐降低,最终趋于稳定状态。
通过对曲陆高速公路高边坡监测数据的对比发现,边坡锚索预应力损失较为严重,分析结果可知,与地质影响有密切关系。
本文对该边坡应力监测,基于边坡节理裂隙发育,岩体破碎严重,极易造成岩体压实,发生岩体蠕变现象。
正如锚索测力计监测数据所示,在第一、第二阶段的数据监测中,预应力损失均达到10%左右的预应力损失,这就是坡积层岩体蠕变这一主要原因导致的。
2.施工因素影响施工期间的影响因素主要还是从锚索施工和边坡开挖两个方面进行阐述,锚索施工时,外锚头处的锚墩,钻孔孔斜率以及锚固段的施工质量都会对锚索受力情况造成影响,主要就是锚索体偏心受力问题。
锚索测力计在监测过程中,明显地发现,锚索钢弦的测数差异较大,进一步验证了锚索偏心受力的事实。
边坡开挖过程,同样会造成较大影响。
开挖形成新的临空面,边坡岩体原有应力状态发生改变,需要重新应力分布,岩体向临空面方向侧移,增加了锚索锁定的预应力值。
3.环境因素影响就环境因素影响而言,温差变化和降雨冲刷是必须考虑的。
温差变化的影响主要体现在其对锚索体岩体结构的影响,因其热胀冷缩的变化特性,使锚索锚固力与锚固所处周围温度具有一定的正相关关系,在文献[3]中也有提到,即温度升高,锚索锚固力增加;反之,如果周边温度降低,则锚索锚固力就会相应的减小。
在坡积层边坡支护中,由于岩体裂隙较为发育,且雨水浸润到岩体裂隙中,导致岩体地下水位上升,且不说增加的孔隙水压力造成边坡的不稳定性,降雨进入到岩体软弱夹层,冲刷填充物,从而形成贯通面,贯穿滑动面,引起边坡位移,使锚索预应力增大。
等到雨水散失,锚索预应力又恢复到之前大概预应力状态,即降雨对锚索预应力影响具有时效性。
四、锚索预应力损失的预防补偿措施锚索预应力损失是不可能避免的,我们不能从根本上去改变这一客观现象,但却能通过采取有效的措施来预防和补偿预应力损失。
在锁体结构材料上,选用超高强度,低松弛率的钢绞线作为锚索锁体,可以提高锚索结构的张拉强度,降低钢绞线的松弛率;在张拉锁定时,可以选用超张拉方式或者进行二次补偿张拉来避免预应力损失;选用更高质量的混凝土材料和提升灌浆技术,并提高施工安装质量等手段来控制减小预应力损失。
当然,对于比较重要的工程建设,在锚索相应位置处安装测力装置,进行定期的监测和检查,也是一种较好的预应力损失预防手段。
五、结论通过对曲陆高速公路高边坡锚索预应力的监测和结果分析,讨论了坡积层边坡锚索预应力在地质,施工和环境等多个因素方面的影响,并就其造成的预应力损失规律做出了相应结论,为边坡锚固工程中预应力锚索的应用提供了一定的参考价值。
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