浅谈拉力型土层扩孔锚索的张拉

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摘要：钢绞线预应力张拉、锁定在桥梁工程中已普遍使用，作为质量双控指标的钢绞线张拉伸长值及锚固张拉力的计算，相应规范均已有明确规定，但对在预应力张拉实际施工中的具体量测，各家说法与作法都存在较大差异，本文就此问题根据笔者施工扩孔锚索的实践予以介绍。

关键词：钢绞线；预应力张拉；伸长值；锚塞回缩量；量测

Abstract: prestressed cable tension and locked in bridge engineering, already widely used, as quality control indexes of double strand a long stretch of the value and anchor tension calculation, the corresponding standard all have definite rules on prestressed tension in actual construction in the specific measure, each statement and practice have bigger difference, the paper on the basis of the author problem construction reaming the practice of anchor cable shall be introduced.

Keywords: steel strand; Prestressed tension; Elongation value; Anchor plug back to SuLiang; measurement

中图分类号： U445文献标识码：A 文章编号：

1、引言

土层锚索增加扩孔段的主要目的是缩短锚索的锚固段长度，充分发挥稳定土层的承载力，保持基坑的稳定性，同时也考虑到常规土层锚索长度长、跨度大，有可能侵入到第二规划的建筑范围内。为了保证明挖基坑的稳定性，必须对钢绞线张拉预应力的施加、锚固方法、张拉力、钢绞线理论伸长量的计算进行探讨学习，以进一步完善明挖基坑土层扩孔锚索的施工方法。

2、工程设计概况

广州市轨道交通二、八号线延长线工程XX站，起止里程为：YDK23+069.5～YDK23+284.5，总长215m，在5-5、6-6断面采用800＠1000钻孔桩+扩孔式预应力锚索支护类型（见图1），预应力锚索共设置为三道，第一、三道锚索设计规格为2×7Ф5，承载力为300KN，第二道锚索设计规格为3×7Ф5，承载力为460KN，冠腰梁砼的等级强度为C30，预应力筋采用低松弛钢绞线配OVM15型锚具，其钢绞线的标准强度fptk=1320Mpa,锚下张拉控制力为δcon=0.8fptk。

图1

3、设计优化调整

3.1设计未扩孔段钻孔直径为Ф150㎜，扩孔段钻孔直径为400㎜，为了保证三翼扩孔钻头能够顺利进入到扩孔位置，将扩孔钻头未张开时的直径设计为148㎜，成孔效果（见图2）。

3.2为了保证扩孔钻头在孔中能够充分的张开，因此在钻头钻杆部位焊接两个卡环（耳朵），死死卡住张开的扩孔钻头，扩孔完成后反转收回张开的三翼。（图3）

3.3设计要求锚孔的中间部位有一米的扩孔段，这样就很难保证下锚的顺利，因此征得监理工程师的同意，以及借鉴其他成功工程的经验，将中间部位的扩孔段调整到底部，增加底部扩孔段的长度，保证设计承载力。

3.4孔口承压钢垫板为张拉的主要承力部件，张拉时承压高达10Mpa以上,为了防止张拉过程中或张拉后承压垫板发生变形、扭曲等，在征求设计同意后，将原设计承压钢垫板尺寸300mm×200mm×10mm调整为300mm×200mm×20mm，施工更加方便，确保了张拉施工顺利进行。

3.5为了增加锚头的锚固能力，使用P型挤压锚具在钢绞线端部安装异行钢丝衬圈和挤压套，利用专用挤压机将挤压套挤过模孔后，使其产生塑性变形而紧握钢绞线，形成可靠的锚固。

图2

图3

4、施工工艺流程

5、张拉与锁定施工

作为钢绞线预应力质量的双控指标，钢绞线张拉伸长值及锚固张拉力的计算，在相应的规范中均已有明确的规定，为了确保基坑的稳定性，笔者初步学习了一些预应力张拉的知识，通过实践希望对预应力工程有进一步的认识。

5.1钢绞线张拉伸长值的计算

钢绞线预应力张拉施工设计承载力，是指预应力张拉完成后钢绞线在锚夹具前的拉力。所以，在钢绞线张拉伸长值计算时，应以钢绞线在孔中的长度作为计算长度，但是张拉时钢绞线的控制张拉力是在千斤顶工具锚处控制，因此为了控制和计算方便，一般以孔中钢绞线的长度，再加上钢绞线在千斤顶中的工作长度，作为钢绞线的预应力张拉伸长值的计算长度。同时在钢绞线张拉时，外露钢绞线大部分被工具锚、工作锚和千斤顶包裹，所以钢绞线的伸长量无法在钢绞线上直接量取，所以只能量取千斤顶的活塞行程，故计算钢绞线张拉伸长值的时候还应减去张拉全过程的锚塞回缩量。（参考《公路桥梁施工技术规范》），计算公式为：

L=L1+L2-B-C（1-1）

式中：L1—从初始张拉力（设计为控制张拉应力的10﹪）到张拉设计承载力之间千斤顶活塞的张拉行程（㎜）；

L2—初始张拉力时的推算伸长值（㎜）；

B—工具锚锚塞回缩量（㎜）；

C—工作锚锚塞回缩量（㎜）。

5.2钢绞线张拉时锚塞回缩量的量测

钢绞线预应力张拉锚塞回缩量在两个部位出现：一是在张拉千斤顶使用的工具锚处，二是将钢绞线锚固于混凝土梁上的工作锚部位。本工程施工中所使用的张拉千斤顶为YCW-100B型千斤顶，与工作锚接触部位，设有一块限制工作锚夹片的在张拉过程中位移的限位板，张拉时夹片跟随钢绞线的拉伸，向后位移到限位板底部的凹槽，但在千斤顶张拉结束回油的瞬间，由于钢绞线的弹性收缩，带到夹片跟随收缩向锚环孔内位移，对钢绞线进行锚固，这就是工作锚锚塞的全过程。因此，根据规范规定和现场施工的实际量测得如下公式：

B=B1-B2 （2-1）

C=C1-C2 （2-2）

式中：B1—千斤顶充分固定时，从工具锚锚杯端面至钢绞线外露端头的长度（㎜）；

B2—张拉至设计控制应力时，从工具锚锚杯端面至钢绞线外露端头的长度（㎜）；

C1—千斤顶限位板凹槽深度（㎜）；

C2—工作锚夹片在锚杯端面处的外露长度（㎜）。

5.3钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的确定