常用预应力锚索的结构受力特点和适用条件修改

常用预应力锚索的结构受力特点和适用条件刘玉堂总参工程兵科研三所教授级高工中国岩土锚固工程协会副理事长前言由单个工程的被动应用发展到主动设计锚索逐步替代锚固桩或锚固洞锚索类型众多应用失当一全长粘结型预应力锚索1．全长粘结型预应力锚索的结构二次注浆全长粘结型预应力锚索2．为全长粘结锚索正名(1)说他没有防护,只能用于临时支护,不符合我国40多年来应用锚索的基本事实(2)不符合国际预应力协会对破坏锚索锚索的调查结果(3)不符合我国的研究结果(4)多年前钢筋混凝土中的钢筋3全长粘结锚索的防护原理钢铁在强碱环境中，表面能生成钝化膜4．全长粘结预应力锚索的受力特点(1)长期使用中不能调节锚索的拉力(2)控制岩体变形能力大(3)全长粘结锚索有受力的局部性(4)用其加固的结构极限承载力高(5)张拉时锚固段的浆体易拉裂5．全长粘结预应力锚索的适用条件（1）作为永久锚索时的要求第一营造锚索表面可形成钝化膜的环境第二长期使用中不得破坏钝化膜（2）不宜采用的情况岩体变形较大需要随时调整锚索拉力大小时；观测锚索；有海水及腐蚀性废水浸入的地区；PH＜5的酸性地层；杂散电流密集地区。在这些条件下要使用锚索，应选择各种隔离防护锚索。二压力分散型锚索1.压力分散型锚索产生的背景注浆承压板无粘结钢绞线P锚2.压力分散型锚索的结构工程中已应用的压力分散型锚索有两种。第一种，承压板式压力分散型锚索承压板式压力分散型锚索承压板挤压套无粘结钢绞线第二种，可拆除式压力分散型锚索永久性压力分散型锚杆1—锚具；2—垫座；3—钻孔，4—隔离环；5—无粘结钢绞线；6—承载体；7—水泥浆体；;8—注浆管；9—保护罩L1、L2、L3、L4—1、.2、3、4单元锚杆的锚固段长度；Lf—4单元锚杆的自由段长度。3.压力分散型锚索的优点（1）锚固段注浆体受力合理（2）锚固段注浆体体受力均匀（3）锚索的单孔设计承载力可以很大4．压力分散型锚索的缺点（1）施工时操作繁琐（2）调整锚索的预应力不方便（3）长期工作中锚索各根钢绞线受力不均匀（4）不能做锚索的极限承载力试验5.压力分散型锚索不宜作为永久锚索使用岩土加固中永久性锚索有两种用途:一种是观测锚索，不能反映我们最关心的应力最大的构件的受力状态一种是工程加固锚索,长期工作中同一根锚索各根钢绞线受力不等,最短的一根将首先拉断,或者处于不等应力下工作三拉力型非粘结锚索拉力型非粘结锚索的结构波纹管注浆体束线环隔离支架端盖对中支架垫板垫墩油脂防护帽永久性拉力型非粘结锚索端盖隔离支架束线环对中支架注浆体锚固段双层波纹管非粘结型锚索外锚具的防护2．施工中要注意的问题（1）锚固段钢绞线的清洗（2）锚索组装（3）隔离防护层的保护与修补（4）锚具要选用可调整预应力的（5）锚具的防护应用专门的防护帽3.拉力型无粘结锚索的特点（1）外锚头必须长期妥善保护（2）对围岩的变形适应能力强（3）可根据需要随时调整锚索拉力的大小（4）抗动载性能好。4.适用环境可用作观测锚索；适用于大变形岩体加固；适用于腐蚀性地层及杂散电流密集区的岩体加固。四拉力分散型预应力锚索1．拉力分散型预应力锚索结构拉力分散型锚索锚固段结构2．施工3．拉力分散型锚索的特点五拉压复合型预应力锚索1．拉压复合型预应力锚索结构拉压复合型锚索锚固段结构2．施工要点永久型分散拉压复合型锚索结构3特点（1）锚固段的受力合理（2）调整锚索拉力方便，（3）锚固段利用率高、（4）拉和压两部分岩体变形要协调Lc)拉压复合型b)压力型a)拉力型τττLL图10三种锚索锚固段剪应力分布六可回收锚索1.可回收锚索结构,锚索界出现三种:U型结构,组成锚索的钢绞线必需是偶數可撤锚具型挤压套型1.可回收锚索结构2.施工3.受力特点可回收锚索a)b)七压力型锚索八屈服锚索1.屈服锚索的受力特性屈服锚索有两个技术指标，一是屈服力，二是屈服量屈服锚索受力特性曲线伸长锚索拉力2．在受动载作用的洞室加固中的作用提高新建国防工程的抗力提高既有国防工程的抗力等级;各种矿藏的开采要用爆破，巷道和地下洞室会遇到高地压和采矿爆破的双重影响，屈服锚索也有广泛的应用前景。3.在地下洞室中的支护作用围岩压力与围岩变形的关系围岩变形u围岩压力PABCPmin4.在高大边坡加固中的作用5.在高地震区抗震工程的加固作用结语各种锚索都有优点和缺点，我们选用锚索是用它的优点，以适应被加固体的特性和用途，以某种锚索的优点与另一种锚索的缺点相对比进行排斥是片面的。本文力求客观、公正地阐述有代表性的锚索的结构和特点，目的在于使锚索应用者对各种锚索有个较全面的了解，以便根据工程要求、岩体性质、工程环境和希望锚索起到的作用，合理地选用锚索类型，达到工程加固的最佳效果。锚索新技术、新工艺、新结构的推广和应用是锚索发展的需要，锚索规范对此比较慎重，特别强调应结合工程实际求实创新，既不墨守成规、生搬硬套，又要经过受力性能试验论证、鉴定并经相关部门批准才能在实际工程中应用，目的在于防止某些商业性宣传，把特定条件下的试验结果作为共性和规律推广到实际工程，某些工程特别是某些国家重点工程的教训足以为戒。（1）对无腐蚀地层,应当选用全长粘结预应力锚索；（2）对腐蚀性地层’大变形地层及长期观测锚索,应选用拉力型无粘结锚索；（3）对遭受动载作用的地层岩层加固,应选用屈服锚索(杆)；（4）对于张拉段长度不等的各种锚索不宜用作永久锚索。