浅议预应力锚索施工应用中的问题处理

　　摘要：预应力技术在各领域应用中都有广泛的应用，预应力锚索施工中过程中会出现一系列常见问题，工程施工人员应该认真对待采取正确的方法进行处理。本文主要分析了预应力锚索的一些常见问题及预应力锚索框架梁的一些常见病害，并对一些主要的问题处理提出一些措施。
　　关键词：预应力锚索；施工；问题；处理措施
　　预应力技术发展比较成熟，在各领域应用中都有广泛的应用。如地下工程围岩加固、边坡加固、建筑物基础加固、结构物内部应力调整、高层建筑物基础加固等等。应用的部门涉及到水利水电工程、铁路隧道、公路、桥梁、工业民用建筑等。目前在工程应用上已形成桥梁预应力技术、结构预应力技术、岩土工程预应力技术等三个体系。本文主要围绕预应力施工应用中的一些常见问题做分析和处理。一、预应力锚索的主要问题（1）预应力衰减问题。加固松散体的锚索的预应力衰减是有限的、可控的和可弥补的，在规范施工的条件下，对预应力锚索的长期有效性的担心是不必的。（2）钢绞线腐蚀问题。对化学腐蚀，由于采用了钢绞线防腐除锈、塑料套裹护、水泥砂浆裹护三道措施,问题基本解决。现最关注的是应力腐蚀，即钢绞线长期处于高拉应力状态下产生缺损进而组成钢绞线的钢丝产生破断的问题[1]。由于预应力锚索面世仅数十年，作为百年大计的抗滑工程,尚未全程经受检验，因此目前应以加大锚索钢绞线的安全储备、规范张拉工艺来应对。（3）锚固段设计问题。锚索设计中以剪应力沿锚固段全长均匀分布，采用平均粘结强度来计算锚固段的长度。但事实上，剪应力在锚固段并非均匀分布，而是呈单峰曲线状分布，按剪应力均布计算锚固段长度趋于不安全。（4）锚索施工问题。包括松散体中跟管钻进问题，深长锚孔钻进的纠偏问题，扩孔与二次注浆问题，张拉与锁定工艺问题。
　　二、预应力锚索框架梁的主要病害
　　预应力锚索框架梁体系中，将锚索锚固到框架上，锚固力首先作用于框架，然后通过框架传递给岩土体，从而在岩土体中产生附加应力，调整岩土体应力环境起到加固边坡的目的。技术上，预应力锚索可用于加固一般岩土质的边坡、滑坡和危岩，包括土质滑坡。但在以下条件时,其应用和功效受到限制：①当滑动面较陡时,尤其对陡倾的危岩。②当滑体很厚、锚索自由段过长时。③当下滑力过大、滑体十分松软时。④当滑床为松软土体时。预应力锚固技术的优点是：①能充分发挥高强钢材、钢丝、钢绞线等材料的良好性能；②最大限度地利用岩土介质的内在强度和潜力，加强自承和自稳能力；③主动加载用以改善工程结构的应力状态，提高受加固体的强度；④确保工程施工的安全及岩土体的长期持续稳定，约束其变形。
　　根据预应力锚索框架缺损病害发生部位的不同，可以分为预应力锚索缺损、框架缺损、边坡地基缺损及坡面防护措施缺损四种[2]。
　　1．钢绞线缺损
　　①施工原因：施工原因导致各股钢绞线受力不均匀；预应力锚索自由段防腐措施不完善造成钢绞线锈蚀；预应力锚索锚固段杆体不居中、注浆质量差、浆体开裂等引起钢绞线锈蚀。②设计原因：锚索拉力超过设计锚固力；预应力锚索框架用于以沉降为主的错落式边坡病害的治理。2．锚固端锚固力不足
　　破坏方式：①预应力锚索注浆体与岩土层面破坏②岩土体剪切破坏
　　病害原因：①锚固力不足的原因是锚固段承载板处灌浆不密实或有空洞，灌浆体的抗压强度不足或其它原因引起②预应力锚索注浆体与岩土界面破坏可能是施工时注浆质量等缺损导致，也可能是设计不当造成，如实际的锚固力小于设计锚固力。对于锚固段岩土体剪切破坏，大多是设计不当造成。
　　3．预应力锚索长度不够破坏方式：预应力锚索框架整体“坐船”下滑。
　　病害原因：预应力锚索的锚固段没有深入到稳定岩体中或者深入到稳定岩体的长度不足，起不到加固边坡的作用，或者加固效果不好[3]。这种病害除了施工时预应力锚索的长度达不到设计长度外，大多数情况是由于设计人员对边坡病害体的范围估计不足或不当。
　　4．锚头缺损
　　病害原因：①锚头承压板破坏锚头下的钢垫板受局部承压变形，主要原因是垫板厚度不足、刚度不够、套管孔径大、垫板下砼表面凹凸不平等，大都是施工质量不合格造成。②锚墩破坏砼垫板受力面积过小、受力过于集中；砼垫板没有配置钢筋或配置钢筋数量不足；垫墩砼养护期较短，砼强度不足，过早张拉预应力锚索而使垫墩砼被压坏
　　5．框架梁抗弯能力不足
　　病害原因：截面最大弯矩处梁的弯矩超过了抗弯能力发生弯曲破坏。
　　6．框架梁抗剪能力不足框架梁的剪切破坏主要是由于截面砼的强度和箍筋数量不够。
　　7．框架梁裂缝超限框架梁弯曲裂缝超过允许范围。
　　8．框架悬空
　　病害原因：框架梁底部土体发生变形破坏、框架梁悬空、框架发生下挫变形、下部锚头失去预应力。
　　9．框架凹陷病害原因：土体强度较低或框架截面尺寸偏小，在锚索拉力作用下，框架下地基承载力不足导致土体变形较大，造成框架陷入土体。
　　10．框架坡面防护措施被雨水冲刷没有采取封闭的坡面防护措施，如植草防护等
　　11．框架内发生局部坍塌由于地下水、地表水的作用，或坡率较陡，原来坡面防护措施发生局部坍塌或破坏
　　三、施工中不同问题的处理措施
　　1．地质复杂、裂隙密集地段处理措施
　　对于工程地质条件复杂，岩体风化严重，构造裂隙发育，岩体破碎，因而在钻孔过程中，经常出现塌孔、卡钻的成孔困难现象。为此，可采取了灌浆固壁的方案，边钻边灌，逐步成孔，对个别孔位由于裂隙密集，裂隙延伸距离长的地段，若采用普通灌浆法，灌浆量将非常大，为此可采取施工效果较好的渗加水玻璃、间断灌浆方法。
　　2．钻孔过程遇地下承压水的处理措施
　　钻进过程中出现的承压水，使得钻渣变为浆状物，排渣时无法排出。给钻进工作带来了很大困难。为此，我们采取了封堵结合的办法进行处理，即在钻孔内高压注浆，进行封堵，封堵后重新钻进，对个别出水量较大的孔，除了采取注浆封堵外，在其附近补钻一排水深孔，排水深度以进入锚索锚固端为宜。
　　3．对于预应力损失的处理
　　在进行补偿张拉时，对于预应力损失较大的部位，甚至部分锚索预应力损失超过10%的孔位，其主要原因是造孔精度差，增大了摩阻应力损失，锚具及预应力筋徐变引起的预应力损失。针对以上原因，可以通过提高造孔精度，减小孔斜误差的方式[4]，尤其是控制钻孔入口2m范围内的误差，使其不大于2，首先加固钻孔平台支架，保证钻孔过程中不发生晃动；其次钻头入孔时，用侧斜仪严格控制其倾角；徐变引起的损失，采取张拉时每级荷载持荷时间适当放长，尤其是最大一级持荷保证不小于30min。
　　四、预应力锚索施工安全施工注意事项
　　预应力锚索施工前，操作人员应经过技术培训，持证上岗，未经培训、考核不合格者不得上岗操作。预应力工程施工过程中应认真做好有关施工安全记录，其主要内容包括：（1）对员工进行安全技术培训记录。（2）施工安全工作会议记录。（3）专职安全检查人员进行例行安全检查记录。（4）安全监理工程师或业主组织的安全检查记录。（5）安全隐患整改记录。（6）重大安全事故处理记录。预应力工程施工承重排架，应根据现场情况和实际载荷进行设计，并经验收。岩体锚固的锚墩混凝土、结构混凝土强度、岩锚的内锚段及张拉段胶结体强度应达到设计要求的强度等级，方能进行锚索张拉。
　　岩锚施工区域的自然环境比较复杂。应随时注意观察岩体可能存在的一些松动块石和边坡孤石。必要时应在作业区的上方适当位置设置具有一定抵抗力的挡石排或柔性拦石网，以消除安全隐患。
　　参考文献：
　　[1]周宗辉,徐根连.预应力锚索在高边坡病害治理中的应用[C].//福建省公路学会2007—2008年度学术交流年会论文集.2008:246-248.
　　[2]陈正元,李进生.福建省泉三高速公路SMA6标段高边坡预应力锚索施工[J].公路,2008,(4):48-54.
　　[3]黎忠.公路高边坡预应力锚索施工技术实践[J].科技与企业,2012,(4):127-127,129.
　　[4]张德圣,潘勇,林舸等.小湾水电站边坡预应力锚索施工[J].铁道建筑,2009,(2):71-73.

《浅议预应力锚索施工应用中的问题处理》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 浅议预应力锚索施工应用中的问题处理

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-16769