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锚索预应力的形成机理之锚固段

发布于:2022-10-17 11:45:17 来自:建筑结构/岩土工程 [复制转发]

锚索之所以能对坡体产生有效的加固,其机理是锚索能提供强大的预应力,能直接对坡体的下滑力,以及通过对滑面的正压力所产生的摩擦力间接的对坡体的下滑力进行平衡。

而这种预应力的产生,是锚索在千斤顶张拉作用下,使编束形成锚索的钢绞线伸长所致。在当前正规厂家的材料质量可控的基础上,形成和持久保持这种预应力的前提是锚索锚固段位于较好的稳定地层(这种地层可以是天然的,也可以人工改造的),以及锚索在坡面上具有良好的反力结构(这种反力结构包括框架等工程结构和其下伏的地质体)。下面对锚索锚固段对预应力的形成机理进行说明。

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图1 普通拉力型锚索结构示意图

为了确保锚索锚固段的稳定,必须首先应将锚固段置于滑面或潜在滑面(以下简称滑面)以下。否则,随着滑面以上坡体发生变形,将可能导致出现以下两种不利情况:

1、全粘接的锚固段“坐船”,导致位于滑面以上的锚索整体上随着坡体变形而成为滑体的一部分“随波逐流”或“同流合污”。

2、全粘接的锚固段位于滑面上下两个部位,导致锚索的锚固段如同全粘接的锚杆一样出现受剪作用而导致损坏,或由于锚固段长度不足,造成无法提供与预应力相匹配的锚固段长度,造成锚索锚固能力不同程度的下降。

基于此,锚索的锚固段必须全部位于滑面以下,且考虑到滑面并不如人们想象般的“丝滑”,而多呈现起伏不平的“狗啃状”,故规范要求锚固段位于滑面以下的长度不小于2m。这样,反过来就可确保锚索的自由段穿过滑体和滑面,从而在坡体变形时锚索的自由段可“自由”伸长,达到“以柔克刚”的目的,从而在确保锚索结构安全的前提下,随着坡体变形而“自动”的设计安全系数的范围内调整锚索的预应力,达到有效控制坡体变形的情况。

由于地层的复杂多样,为确保锚固段地层能有效提供锚索预应力所要求的能力,就需要依据不同的地质体对锚索的锚固段进行“考核”。

1、依据地质体的不同岩性、完整程度、含水情况……对地层的锚固能力进行初步判定,然后结合现场拉拔试验(即正式工程动工前的破坏性试验)进行复核,并对锚固工艺进行必要的调整。

2、对于锚固能力较好而可以满足设计拉力要求的地层,一般多采用孔底返浆(为确保注浆压力,严禁上拔注浆管)的常规工艺即可。而对于地层锚固能力较差的地质体,往往就需要对锚固段采用扩孔工艺,二次注浆工艺等进行处理,从而使其达到能有效提供锚固力满足锚索预应力的需求。

当然,如果工程在现场的施工质量可控,也可以采用压力或拉力分散型锚索实现对预应力的“分而治之”理念,从而在地层锚固能力不变的情况下,实现锚索预应力的设计要求。

需要说明的是,有的朋友认为要确保锚索自由段的“自由”,就不能对锚索自由段进行注浆,这种想法是错误的。而是为确保锚索的防腐,必须要对锚索进行全长范围内的孔底返浆式注浆。因为,锚索的自由段的“自由”是通过在“自由段”的各个钢绞线设置PVC管(管内进行注入液体油或涂抹黄油等进行防腐的同时,对钢绞线与PVC管之间进行润化),从而实现锚索自由段的“自由”。

当然,为防止浆体进入PVC管固化钢绞线与PVC管。因此,锚索编束时必须要确保PVC管下端头的全封闭,即往往采用铁丝紧箍的基础上,需采用胶带缠绕密封。这样,在锚索的自由段伸入滑面以下不小于2m的情况下,就可以有效避免坡体变形时位于滑面附近的浆体开裂导致地下水等进入锚索结构而腐蚀钢绞线的情况发生。

综上,锚索的各个功能之间往往是相互交错的,即一个功能的实现,往往也有利于锚索其它功能的实现。反过来,一个功能的降低或失效,往往也会造成锚索其它功能的降低或失效。因此,锚索工程的实施是一个有机的体系工程,各个环节都容不得丝毫的差错。

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知识点:锚索预应力

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

岩土工程

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