压力分散型预应力锚索张拉工艺研究与探讨.docxVIP

本期专题压力分散型预应力锚索张拉工艺研究与探讨徐建洋，欧阳磊(中铁十七局集团第六工程有限公司，福建厦门361000)摘要:文章结合福建省永宁高速公路高边坡压力分散型锚索加固施工实例，通过对锚索受力机理和不同张拉工艺的验算分析，认为采用差异荷载补偿张拉工艺，方便施工操作，更符合压力分散型锚索受力特征，有利锚索对坡体加固作用的发挥。研究结果和施工经验可为类似高边坡加固的设计、施工和进一步研究提供参考。关键词:高边坡;压力分散型;中图分类号:U416.1锚索;差异张拉法文献标识码:B分路堑边坡为强风化粉砂岩，节理裂隙很发育，呈破碎块状结构，裂隙面朝路基外倾，无支挡时遇雨水侵蚀易滑塌发生地质灾害。路堑边坡共计48处，高边坡防护9处，预应力锚索框架8处;设计采用1孔6束压力分散型锚索，单孔长度18～33m，累计5976延米/328孔。1引言我国高速公路得到快速发展，伴随着人们对生态环境保护意识的不断加强，高速公路设计、施工理念也发生了转变，越来越重视高速公路建设与生态环境保护之间的关系。预应力锚索、锚杆框架梁以其强有力的支挡防护能力和特有的框内绿化景观融合自然生态的优点，取代路堑浆砌护面挡土墙和混凝土挡墙，成为路堑高边坡防护的一种重要形式;而在高边坡加固与防护中，分散压力型预应力锚索的应用更为广泛。福建省永宁高速某合同段位于三明市清理县龙津镇大路口村，扣除结构物其中路基累计路线长约4.5km，地处高丘陵地貌，地形起伏大，地表植被发育，以林木为主，场址属侏罗系漳平组(J2Z)，表2压力分散型锚索传统预应力锚索属于单孔单一锚固体系，尽管孔中有多束钢绞线，但其长度一样，不设钢质承载体而仅靠钢绞线锚固段与注浆体的粘结力;当锚索承受荷载时，不能将荷载分层均匀地分布在锚固段传递给地层，造成应力集中，大大降低底层锚固强度利用率。而压力分散型锚索由于各单元的锚索长度不一样，由几个单元的锚固段组成，有多个钢质承载体通过注浆体传递锚固力到地层，所以当锚索承受荷载时其受力机理是完全不相同的。如图1所示。层覆盖少量的第四系坡、残积层(Qdl、Qel)黏土，下伏强、弱风化粉砂岩、细砂岩。地质资料显示大部图1传统单段锚固与压力分散型锚索锚固传递应力机理对比示意图为了确保锚索的锚固支挡安全，传统单一锚固段的锚索只能提高钢绞线极限抗拉强度富余量和加深锚固地层;而分散压力型锚索只要张拉方法得当，控制好每个单元的张拉应力，就可充分发挥钢绞线的极限抗拉强度，并能降低锚固地层深度。而且当锚固段位于非匀质底层中，分散压力型锚索还可以通过调整各单元的锚固长度，使不同地层的抗剪强度都充分得到利用。作者简介:徐建洋(1977－)，男，江西铅山人，工程师，主要从事高速公路、铁路施工技术管理。3742013年3期(总第99期)压力分散型锚索每孔锚索由6根无粘结钢绞线组成，分3个单元分段分散锚固，每个长度单元由2根钢绞线和一套钢质承载体组成，各单元锚索的锚固长度分别为h1、h2、h3。压力分散型锚索结构如图2所示。张拉设备采用YDC250QX型液压千斤顶，ZB－500型油泵;锚索3单元的长度分别为L1=22m，L2=19m，L3=16m，设计张拉力为F=700kN;钢绞2线弹性模量E=180kN/mm，单根钢绞线截面积A=138mm2。3.1分单元张拉法分单元张拉法就是各单元单独张拉，张拉时候分别对各个单元进行张拉，张拉顺序为先短束、后中束、再长束。理论上加固受压体不发生变形最终各单元张拉锚固力均为110%F/3=256.7kN，受力是明确的。但随着张拉力加大，加固岩体受压会产生弹性变形和非弹性变形，前者很小可以忽略不计，后者的影响较大。假设短束先张拉锚固，在中束和长束张拉后，必定因加固体的变形而影响短束和中束的张拉力，短束损失的力大于中束。为减小这种锚固力的损失，就需要按加载分级按短、中、长的顺序循环张拉，即20%F3→20%F2→20%F1、40%F3→40%F2→40%F1、60%F3→60%F2→60%F1、80%F3→80%F2→80%F1、100%F3→100%F2→100%F1、110%F3→110%F2→110%F1。荷载分级越多影响差异就越小，但是张拉时需要不断拆装千斤顶、工具锚和夹片，操作繁杂、张拉速度慢，一般很少采用。3.2整体张拉法整体张拉法是不考虑锚索单元长短影响，3个单元一起张拉。在无滑丝等异常情况下各单元钢绞线伸长量相等，利用以下推导公式:图2压力分散型锚索结构示意图3压力分散型锚索张拉工艺压力分散型锚索单元长度不一样，为达到设计张FLFLFL112233(1)(2)Δ1=Δ2=Δ3==拉锚固力，可以采用3种不同张拉方法:分单元张拉法、整体张拉法和差异荷载张拉法。下面分别对3种不同张拉方法进行理论计算、受力优缺点的分析并进行比选。EAEAEAF1+F2+F3