预应力锚索( 五 )


2)为防止梁的不均匀沉降,在岩土层变化处应分开设梁 。
3)在锚索受力集中处应加密钢筋布设 。
4)当地面过缓,如缓于1∶1.5时,为防止受力后梁向山坡上方位移造成预应力损失,应加陡锚索倾角或增加防爬设施 。
5)为防止梁在加预应力时受力不均匀而造成破坏,各孔锚索张拉时应分级张拉,不可一次拉到设计拉力 。如一根梁上有两束锚索,第一次各张拉50%设计拉力,第二次再张拉剩余50%及超张拉部分 。若一根梁上有三束锚索,则最好是三根同时张拉,但施工时,往往受设备限制难以做到,可先张拉中间一根到设计拉力的50%,再张拉上下两束 。第二次按此方法再循环一次,达到设计拉力及超张拉部分,以防地梁在张拉过程中开裂 。
设计计算总是简化为均匀受力的理想状态,与实际工程往往有一定的偏差,故梁的配筋应适当增加以确保安全 。
(3)锚索框架的设计
锚索框架是在竖、横梁交点处设置预应力锚索,且应连续设置,如图2-16所示 。
图2-16 锚索框架、地梁示意图
框架的设计计算理论上以三维空间受力计算比较合理,但实际工程中,多简化为按竖梁和横梁分别设计,并按预应力施加阶段和滑坡推力作用阶段两种状态控制设计 。竖梁和横梁上力的分配通常有以下3种处理方法:
1)以竖梁承担滑坡推力,横梁只作连接构件,扩大竖梁的承载面积 。设计计算与地梁相同,横梁截面尺寸可小一些 。
2)竖梁和横梁共同承担滑坡推力,但竖梁多分配一些,约占60%~70%,分别加以设计 。
3)竖梁和横梁承担相同的滑坡推力 。为简化计算,取每一根锚索为一节点,竖、横梁各1/2按悬臂梁设计 。此方法较为安全,但材料浪费较大 。
(三)预应力锚索结构
1.锚索
一般采用钢绞线或高强度钢丝束 。锚索用钢绞线应符合国标标准(GB/T 5223—95、GB/T 5224—95) 。我国国标7丝标准型钢绞线参数见表2-17。
表2-17 国标7丝标准型钢绞线参数
2.对中支架(架线环)
预应力锚索必须每间隔1.5~3.0m设置一个对中支架,以避免钢绞线打缠和砂浆握裹效果降低 。对中支架可用钢板或硬塑料加工 。
3.锚具
预应力锚索锚具品种较多,常用的有XM、QM和OVM外锚头,工程设计单位必须在工程设计施工图上注明锚具的型号、标记和锚固性能参数 。OVM锚具的基本参数见表2-18 。
表2-18 OVM锚具基本参数(单位:mm)
4.承压反力装置
承压反力装置包括锚墩、地梁和框架3类,用钢筋混凝土制作 。锚墩是单束锚索在地面的反力装置,是纯受压构件,一般做成梯形断面,其功能是把锚具的集中荷载扩散后传递给滑体 。地梁是在滑坡(或高边坡)表面垂直主滑方向布设的一排或数排竖梁,每一根梁上布置两束或三束锚索 。当滑体为土体或风化破碎岩体时,为使锚固体系能整体受力以稳定滑坡或加固边坡,应采用钢筋混凝土框加做反力装置 。框架一般由两根竖梁、两根或三根横梁构成 。
5.导向尖壳
在锚索的前部做成如图2-17所示的形状 。当钢绞线下到孔底后,加大推力,使未与尖壳焊在一起的钢绞线从侧孔顶出成锚状,增加球体强度和钢绞线与砂浆之间的握裹力 。
目前国内常用的锚索结构如图2-18所示 。
图2-17 带侧孔的导向尖壳
图2-18 摩擦锚索结构示意图
(四)预应力锚索施工
预应力锚索施工包括以下工序:锚索钻孔、清孔;钢绞线编束成型;锚索安装;内锚固段固结灌浆;浇筑外锚墩;锚索的张拉与锚固力锁定 。
1.锚索钻孔、清孔
钻孔采用锚杆工程钻机 。按照锚索设计下俯角度(一般为15°~30°)将钻机固定,调整方位角及倾角,校核钻孔位置,然后将所有紧固件拧紧,准备就绪后即可开钻作业 。钻孔实际深度比设计深度要长1.0m,留作沉渣段 。
预应力锚索孔径与钢绞线根数、砂浆保护层厚度和滑坡体结构有关 。一般地,5~10根钢绞线构成的锚索,孔径为75~115mm;11~15根钢绞线构成的锚索,孔径为115~135mm;15~20根钢绞线构成的锚索,孔径为135~175mm 。当滑坡体结构松散,或钻孔缩径明显时,可增大孔径 。滑体为土层或软质岩层,滑床为坚硬岩层时,孔口至滑动面一段应采用三牙轮钻头钻进,用高压风出渣 。若这段地层成孔性较好,则可裸孔钻进;若这段地层成孔性较差,则可采取跟管钻进,下套管保护孔壁,或用水泥浆加固孔壁;滑面至孔底一段,可采用冲击钻进 。