1、1预应力锚索张拉伸长值偏差原因分析与处理方法摘要：预应力锚索各工序作业中，张拉工序是重要环节之一。它是评定锚索质量的一项重要指标。然而张拉由于各种原因会造成锚索实际张拉伸长值与理论伸长值之间存在偏差，这种差值在一定范围内是符合规范要求的，如果偏差过大会影响工程质量，同时会带来一定的危害，这就需要查明引起偏差过大的原因并进行处理。 关键词：预应力锚索；张拉；伸长值偏差 Abstract: the process of prestressed anchor cable, tensioning procedure is one of important steps. It is an importa
2、nt index to evaluate the quality of anchor cable. However, due to various reasons will cause tension cable deviation between practical and theoretical value of elongation elongation value, this value is consistent with the requirements of the standard in a certain range, if the deviation will affect
3、 the quality of the project, also can bring certain harm, it needs to find out the cause of the deviation is too large and processing. Keywords: prestressed anchor cable; tension; elongation value deviation 2中图分类号：U443.15+7 文献标识码：文章编号： 1 概述 预应力锚索支护被广泛应用于道路、桥梁、隧洞、边坡治理等各种加固处理工程。它是通过施加预应力来提高结构面的摩擦力或岩体的
4、整体性，使得被加固岩体的自稳能力提高。预应力锚索属隐蔽工程，锚索施工的质量评定主要取决于锚索的张拉力能否达到设计要求、张拉段的伸长值是否在规范要求范围之内。锚索张拉伸长值偏差超出设计要求可能会带来工程上的危害，则需要对锚索伸长值偏差原因进行分析并进行处理，保证锚索施工质量，避免危害的发生。 2 预应力锚索张拉伸长值偏差的产生 2.1 锚索张拉理论伸长值 按照规范锚索张拉伸长值计算公式： （1） 式中：L钢绞线理论计算伸长值，mm； P施加于钢绞线的载荷，为锚索总荷载除以钢绞线根数，KN； E钢绞线弹性模量，KN/mm2； A钢绞线截面积，mm2； L钢绞线计算长度，m。 2.2 锚索实际张拉伸
5、长值 锚索张拉前因钢绞线在孔道内处于松弛状态，应进行钢绞线调直，采取预张拉的方法，此时的张拉值与张拉力成非直线性关系。假定钢绞3线为弹性均质体，依照测记的 L0.25PL1.1P 之间的伸长值计算锚索实际伸长值，计算式如下： （2） 式中：实际伸长值，mm； 张拉力为 P 时的伸长值 mm； P锚索张拉力，KN。 2.3 伸长值偏差 理论伸长值与实际伸长值进行比较，之间会存在一定的差异，即为伸长值偏差 ，计算公式为： （3） 规范要求5+10。 3 伸长值偏差的危害及原因分析 3.1 伸长值过大 由伸长值计算公式可知张拉力偏大是伸长值原因之一。锚索的设计张拉力一般是钢绞线的极限承载力的 70%
6、左右。在张拉完成后边坡还可能存在一定的变形，这会致使钢绞线的拉力向极限承载力发展，一旦超过承载极限就会使钢绞线断裂，致使锚索失效，从而对边坡的稳定性带来大的隐患。 根据计算公式可知长度问题也是伸长值原因之一。若锚索体锚固段注浆不密实或没达到设计要求，使得张拉段长度变长，从而使伸长值过大。这种情况造成锚固段不能提供足够的锚固力，会导致锚固段破坏锚索失效。同时注浆不密实使钢绞线的防腐效果不好，时间一长容易造成4钢绞线锈蚀断裂，致使锚索失效，最终边坡失稳。 3.1.1 张拉伸长值偏大原因分析 3.1.1.1 客观方面的原因 （1）由于钢绞线材质不均匀，实际弹性模量小于计算弹性模量或钢绞线实际截面积小
7、于计算截面积； （2）内锚固体系的材质硬度不够，张拉时存在一定变形量导致张拉值偏大； （3）地层裂隙发育，张拉受力后裂隙收缩引起张拉值偏大； （4）锚固段地层偏软，造成内锚段的滑移导致张拉值偏大； （5）地面承载力不够，随着张拉力的增大导致锚墩接触面的徐变增大引起张拉值的增大； （6）锚夹具材料的硬度达不到要求导致变形从而增大了张拉值； 3.1.1.2 主观方面的原因 （1）编索人员未按照操作规程进行编索作业，导致锚固段不符合要求引起张拉值偏大； （2）灌浆过程中锚固段注浆不饱满，导致锚固段提供的锚固力不够或张拉段增长引起偏大； （3）设备操作过程中由于操作人员控制不当，施加张拉力偏大； （4
8、）由于测量记录人员操作不当造成锚索伸长值偏大； 3.1.1.3 原因分析依据 锚索张拉伸长值偏差过大，会带来重大的灾害，所以要详细分析原因，找出其原因，同时并采取有效措施，确保锚索的施工质量。以下是5分析依据的几个方面 （1）设备率定、强度报告资料分析：可以判断是否因设备、浆液结石强度、锚墩混凝土强度原因引起； （2）材质检测参数分析：可以判断是否由钢绞线弹性模量、截面积、外保护层黄油粘结系数、材质硬度等材质参数原因引起； （3）施工原始资料分析：可以判断是否由地质条件、锚索孔偏斜等原因引起； （4）工序验收资料分析：可以判断是否由锚索体编制、锚索注浆、下索、锚墩浇注等原因引起； （5）张拉过
9、程资料分析：可以判断是否由测记人员测量、记录及计算过程错误等原因引起； （6）监测锚索监测资料分析：可以判断是否由地质条件、应力损失、群锚效应等原因引起； 3.2 伸长值过小 根据锚索伸长值计算公式以及锚索施工过程中的情况，可能因孔道倾斜或锚索体扭曲等原因造成的摩擦阻力使得孔内锚索体张拉力受力不均、张拉段长度不够等原因都会造成锚索张拉伸长值过小。这种张拉伸长值过小带来的张拉力不够，会造成整体坡面施加设计的预应力达不到，不能保障边坡足够的稳定行，从而带来安全隐患。 3.2.1 张拉伸长值偏小原因分析 3.2.1.1 客观方面的原因 （1）由于钢绞线材质不均匀，实际弹性模量大于计算弹性模量或钢6绞
10、线实际截面积大于计算截面积； （2）钢绞线与 PE 套之间存在摩擦阻力，依照规范提供的钢绞线与PE 套之间的粘结力系数，变化范围较大，当粘结系数较小时，摩擦阻力很小，可以忽约，但当粘结系数过大时则会产生一定的摩擦阻力影响较大； （3）由于锚索孔施工过程中，较深孔道呈抛物线，钢绞线拉直后与孔壁之间产生摩擦阻力，使得锚索张拉力由于摩擦阻力的原因出现衰减； （4）设备经常使用导致实际压力达不到要求，张拉力不够从而使张拉值偏小； 3.2.1.2 主观方面的原因 （1）由于锚索体安装时控制不当，钢绞线出现扭曲，也会使锚索张拉伸长值偏小； （2）孔斜控制不当造成偏差导致钢绞线与孔壁产生摩擦阻力大引起张拉值
11、偏小； （3）钢绞线未保护好保护套破损严重，使得浆液与钢绞线粘结，导致张拉段缩短引起张拉值偏小； （4）设备操作过程中由于操作人员控制不当，施加张拉力偏小； （5）由于测量记录人员操作不当也会造成锚索张拉伸长值偏差小； （6）采用单根千斤顶分级循环张拉并采用自然回弹法锁定时，张拉时用的器具或顶头深度不够； 4 伸长值偏差处理方法 74.1 超前固结灌浆 施工中地质条件的影响是客观存在，特别是复杂地层对施工带来的不利于质量控制的因素难以预计，为了防止因地质原因造成偏差过大，提前采取措施，为此采取超前固结灌浆的方法。超前固结灌浆是在一定压力下，让浆液延孔道往四周扩散，充分填充裂隙，提高岩体的强度及
12、整体性。这种方法可以为以后的成孔、下索、灌浆以及张拉的质量提供可靠的保障。 4.2 补偿张拉 监测锚索可以反映出影响区域内其他锚索的张拉情况，对其他锚索的张拉起到监控作用。对于张拉伸长值超出范围不是很大的情况，经过分析又不是主观因素造成，可能由于其他客观原因在经过张拉后产生徐变导致伸长值偏大，这时可采取补偿张拉的方法。 4.3 退锚重张拉 张拉伸长值偏差过大均可采取退锚重张拉的方法。 （1）先将卸夹套筒安装在钢绞线上，让套筒上的操作孔处于方便操作的方向。再将千斤顶油缸伸出 10 cm（根据油缸的行程决定，预留一部分空间）套进钢绞线进行张拉，当钢绞线与夹片分离时用尖嘴钳、螺丝刀等工具通过操作孔将
13、夹片从锚具中拨出，再慢慢进行卸载，直至千斤顶行程收缩至 5cm 左右时将钢绞线用工作夹片锁住；依照上述步骤继续进行退锚处理直至钢绞线松弛。 （2）锚索退锚完成后，根据设计、规范要求重新进行锚索张拉，张拉时同步观测边坡变形、详细记录张拉过程、规范各项操作及测记方式，8以使张拉伸长值偏差符合规范设计要求。 （3）退锚作业在卸荷时，钢绞线会迅速从夹片中收缩，对单根张拉千斤顶、钢绞线自身损害非常大，经常出现损坏千斤顶的情况。而且钢绞线反复受荷、钢绞线材质的不均一、前期张拉时夹片咬合钢绞线对钢绞线造成的损伤等因素，很可能出现钢绞线断裂、工具夹片飞出等事故，所以要求作业人员是经过培训且经常从事张拉作业的专业人员，同时要求禁止在锚索轴线左右 45 度范围内进行作业。 5 结论 预应力锚索属隐蔽工程且施工技术含量较高，虽然有些方法可以对锚索进行补救，但从经济上、进度上讲都是不科学的。所以，我们要培养一些有素质、有知识、有专业技术的施工队伍，从锚索的每一道工序进行施工和严格的把关，注重每一个细节，就可以安全避免锚索质量问题的发生。 参考文献 1 电力工业部主编.DL /T5083-2004 水电水利工程预应力锚索施工规范S.行业标准-电力,2004
