预应力锚杆支护技术与工程应用

杆均需进行试验。

3）施工前安装测量环进行预应力锚固受力性能试验。分级加载，起始荷载为锚杆拉力设计值的30％，分级加载分别为拉力设计值的0.5、0.75、1.0、1.2、1.33、1.5倍，但最大试验荷载不大于杆体承载力标准值的0.8倍。

4）预应力锚杆实验过程中，荷载每增加一级，均稳压5～10min，记录位移读数。最后一级试验荷载维持10min。如果在1～10min内，位移量超过1.0mm，则该级荷载再维持50min，并在15、20、30、45和60min时记录其位移量。

5）预应力锚杆试验成功后，根据实验结果，编写预应力锚杆率定和张拉试验成果表和预应力锚杆施工工艺措施。

（2）锚杆预应力监测

对于预应力系统而言，锚固系统最后稳定的内力即为有效预应力，有效预应力的变化和大小将对工程安全造成影响。锚固力损失超过一定值时，将导致其锚固功能的减弱或失效，给工程危害带来极大的危害。

1）锚杆预应力变化规律

影响锚固力锁定值的因素：岩体的蠕变、钢绞线松弛、降雨、温度、施工质量等。 影响锚杆预应力损失的因素：材料性质、被锚固介质力学特性、锚夹具的加工质量、施工工艺、运行管理等。

锚杆预应力损失来源：张拉过程的损失、锚杆锁定过程的损失、由于时间变化引起的损失。锚杆锚固锁定时损失值最大，时间很短。锚杆锁定后锚固预应力变化一般经过三个阶段：

第一个阶段为预应力快速损失阶段。变化特征表现为锚固损失较快，持续时间为几天。主要由锚杆松弛、混凝土徐变、锚固效果影响范围内表层岩体压缩而导致。

第二个阶段为锚固预应力缓慢降低、波动变化阶段。变化特征表现为预应力值出现小幅、频繁波动。主要是由于岩体及锚杆的内部应力调整，产生压缩、回弹的反复过程，以及受到外界的干扰等而引起。

地三个阶段为平稳变化阶段。变化特征表现为锚固预应力变化较平稳，多数锚杆出现趋势性下降，少数锚杆预应力趋于稳定。

2）锚杆预应力监测

锚杆预应力监测采用锚杆测力计，对于大吨位的测力计通常采用钢弦式锚杆测力计。通过锚杆应力监测，可以获得锚杆轴力随时间的变化动态曲线。在锚杆锁定后一

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般经过上述三个阶段，如出现异常变化时，应据情况查明原因。

锚杆预应力降幅过大时，应分析是否失效，查明降幅过大的原因，在确认锚杆有效的条件下，采取补张拉措施恢复锚杆预应力，达到设计锚固力的要求；如出现锚杆预应力增大现象，特备是锚杆预应力接近或超过设计允许预应力值时，应分析岩土体产生变化破坏的可能，确认锚固力是否还能满足岩体的加固要求，必要时及时采取补救措施。

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第5章 预应力锚杆支护工程实例

5.1 工程概况

某商务旅游别墅度假区，8幢别墅的后侧边坡由上部2.5m厚的碎石土与下部2.5m厚的砂岩两部分组成，边坡的整体高度约5.1m，坡向2340，坡角880，坡长13.4m。为了对该边坡进行有针对性的治理，在其坡面上测取了典型断面以分析其稳定性，并根据该边坡现场的实际特性，经过分析，边坡破坏的主要形式表现为：平面滑动破坏和整体破坏两种类型，局部已开挖的边坡可能发生楔体破坏。

在该沿层面滑动的8幢别墅外坡侧下有一个车库，即该外坡是该车库的后坡，该坡在车库施工过程中已发生顺层滑动。在此我们只针对对整个加固滑坡体的局部部分即车库的后坡进行详细研究。

5.2边坡稳定分析及计算

车库后边坡稳定分析，其稳定分析计算采用“2.2（2）平面滑动的稳定性及锚固力计算”公式：

K=(Wcosβtanφ+CL)/Wsinβ

式中：W为沿软弱结构面滑动的岩体重量；β软弱结构面的倾角；φ软弱结构面的内摩擦角；C软弱结构面的黏聚力；L滑动岩体软弱结构面的长度。

边坡稳定分析简图见图5-1。

图5-1 边坡稳定计算简图

计算设计参数见表5-1，计算结果见表5-2。

从稳定系数可以看出，边坡已出现失稳，将直接影响到坡顶8幢别墅和车库的正常使用。为了确保建筑物的安全，对车库后的边坡进行整治，保障其稳定性。

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表5-1 设计计算参数一览表 层 面 倾角β() 56 0岩 体 内摩擦角φ() 15

0黏聚力C() 25 0重度γ(kN/m) 25.5 3表5-2 计算结果一览表

断面编号 车库后坡 稳定系数K 0.65 下滑力(kN/m) 1068.2 抗滑力(kN/m) 694.3 所需锚固力为：1000kN/m，按2m间距设置锚杆，则每一剖面需要提供2000kN锚固力。

5.3 加固方案

由于该边坡的特殊位置与边坡为顺向坡的结构条件，该边坡需要采用预应力锚固技术加固。

首先是地表超载（施工垃圾）移走，对坡面危岩予以撬挖清除。

在边坡设置系统预应力锚筋桩（3Ф32钢筋@2.0m×2.0m、L=12m）进行加固，其锚固荷载为：450kN/根，并设置Ф60@4.0m×4.0m、L=7m、仰角100的排水孔。

5.4 施工大样图及说明

（1）预应力锚杆布置

预应力锚杆在滑动边坡上的布置见图5-2。 （2）锚杆锚具结构 锚杆锚具的结构见图5-3。 （3）预应力锚杆外锚墩结构 预应力锚杆外锚墩结构见图5-4。

5.5 工程施工与检测

（1）施工顺序

施工时采用自上而下施工，下皮锚杆需要正在上皮锚杆达到设计强度的80%后方可施工。

（2）施工技术要求

施工中严格遵循设计要求和现行技术规范。现行技术规范有：《预应力地锚设计与施工建议》（FIP1992草案）、《建筑边坡工程技术规范》（中华人民共和国国家标准，

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