锚索施工质量通病控制(2)

7.4.1原因分析

主要是锚墩混凝土墩的强度偏低或锚墩与岩石结合面不平整出现应力集中所致，如混凝土配合比不当，混凝土强度低于岩石强度，混凝土龄期短，未达到强度要求时就提前进行张拉等。

7.4.2防治措施

1）对孔口岩石面凿平后浇筑外锚墩混凝土；

2）锚墩混凝土浇筑严格按照试验室配方配料搅拌混凝土； 3）锚墩混凝土浇筑完成后应及时养护；

4）混凝土龄期未达到强度要求不能提前进行张拉。

7.5张拉过程中或张拉后钢铰线被拉断的原因分析与防治措施 7.5.1原因分析

1）钢铰线在冷拔过程中残留有较高的内应力，容易产生锈蚀，甚至导致应力腐蚀或氢脆断裂；

2）孔内有酸性地下水，对锚索产生腐蚀；

3）钢铰线质量存在缺陷，如表面有点状腐蚀坑或局部夹杂物，在高应力状态下引起应力集中而出现断裂；

4）钢铰线保管防护不善，表面防护层局部破损，造成钢铰线严重锈蚀，两种金属长期直接接触引起电化学腐蚀，强度降低，在高应力作用下产生断裂；

5）整束锚索张拉时，各根钢铰线受力不均匀，受力大的钢铰线大于破断荷载时出现断裂。 7.5.2防治措施

1）新购钢铰线在试验室做受力性能试验，性能指标符合要求后才用于工程施工；

2）对钢铰线做好防护工作，如不得与其他金属材料或具有腐蚀性的化学材料混堆在一起，露天堆放时，不得与地面直接接触，并遮盖防水雨布；

3）粘结钢铰线下料时注意检查其表面有无宜引起应力集中的腐蚀坑，及其他质量缺陷，确认无质量缺陷后方可用于制作锚索；

4）对含有酸性地下水的锚索孔应认真做好灌浆处理，减少渗水；尽早对锚索进行张拉；在锚索张拉之前往孔内灌注PH值大于12的石灰水或碳酸钠溶液，以对锚索进行临时防护；

5）采用防腐型锚索；

6）锚索整束张拉之前，先用轻型小千斤顶对各根钢铰线进行对称预紧张拉，使之充分绷直，以使锚索在整体张拉时，各根钢铰线能够均匀受力。

7.6张拉过程中或张拉后外锚墩出现下陷的原因分析与防治措施 7.6.1原因分析

主要是锚索孔口岩层或土层的抗压强度较低，混凝土锚墩与岩石结合面积偏小所致。

7.6.2防治措施

增大混凝土锚墩与锚索孔口岩层或土层的结合面积，如增大锚墩的体型尺寸或改为钢筋混凝土网格梁、钢筋混凝土板墙等。

7.7张拉结束锁定时应力损失过大的原因分析与防治措施 7.7.1原因分析

1）夹片夹持紧钢铰线时产生的预应力损失

锚索锁定时，夹片随钢铰线往锥孔内回缩而夹持紧钢铰线，回缩值一般按6mm计算拉力损失量，属于张拉工艺正常损失。

2）锚具与夹片配合公差产生的预应力损失

VM系列锚具的工作原理是靠夹片随同钢铰线的回缩进入锚具锥孔内而将钢铰线楔住，故此夹片也称为楔片，锚具锥孔的锥度为1：0.109，由此可知，夹片在径向上偏差1丝，则在轴向上便产生10丝的误差，锚具锥孔及夹片在加工制作时不可避免地会存在着加工偏差，两者在配合时也会有配合公差，导致锁定时钢铰线会超量回缩而大于夹片的跟进量，但由此产生的预应力损失甚微。当锚具锥孔内及夹片不洁净，如附有尘土沙粒时，在径向上产生大的配合公差，则在轴向产生的误差更大，从而会导致锚索在锁定时产生较大的预应力损失。

3）操作方面原因引起的预应力损失

操作人员在操作过程中，操作经验不够丰富或稍有马虎大意，都会不同程度的使锚索在锁定时产生预应力损失，如在安装夹片时，若夹片安装不平或不均匀对称，导致夹片不能够很好的咬合钢铰线和人为增大夹片与锚具锥孔的配合公差，从而在锚索锁定时产生预应力损失。

4）限位板与工作锚具的配合不好，如限位板的腔槽过深，张拉时工作锚具夹片伸出量较大，锁定时不能随同钢铰线及时跟进夹持紧钢铰线，钢铰线的回缩量较大从而导致锁定时的拉力损失较大。

如8#山梁50#锚索所处部位岩石条件较差，孔深20m以上为强风化岩石，孔口为坡积层，张拉到1100KN锁定，测力计反应出锚索锁定后只有929.38KN，张拉力降低了170.62KN，夹片随钢铰线往孔内回缩值按6mm计算，损失42.86KN，属于张拉工艺正常损失。尚有127.76KN属于非正常损失，张拉锁定后，经对钢铰线在张拉前、后的测量，钢铰线张拉后的实际回缩值为20mm，即非正常地多往孔内回缩量为14mm，换算为应力损失101.15KN，其余的26.61KN为其他次要原因导致的应力损失。

由图1即可看出，锁定时张拉力出现急速衰减，后又呈现出相对稳定的趋势，由此表明，锚索在锁定时，钢铰线的回缩量远大于夹片的跟进长度，即夹片未与钢铰线同步跟进回缩，而是钢铰线先回缩14mm后，夹片才跟进并锁紧钢铰线，经对夹片滞后于钢铰线跟进的原因进行研究分析后认为，置于工作锚具上的专用限位板的空腔槽深度过大，钢铰线张拉时，夹片随同钢铰线伸出量过多，夹片与钢铰线的间隙也就过大，夹片不能及时随同钢铰线回缩跟进，在锁定时钢铰线先回缩，夹片滞后跟进，导致锁定时锚索产生较大的应力损失。也是锚索应力损失的主要原因。

7.7.2解决措施

1）减小限位板的空腔槽深度。 4） 采取补偿张拉措施，

3）提高超张拉系数，将超张拉系数由1.1提高到1.15，增大超张拉力。经采取防治措施后的10#锚索张拉情况良好，见图2。

7.8张拉后应力损失过大的原因分析与防治措施 7.8.1原因分析

1）钢铰线与孔壁之间摩阻产生的预应力损失

由于地层软硬不均，断层、破碎带、钻具重力钻头磨损等诸多方面的原因，钻孔不可避免的会出现不同程度的弯曲或孔径不均，造成锚索预应力部分损失。

2）地质条件原因造成的预应力损失

当对锚固体对象施加预应力后，被锚固对象因受压而会产生不同程度的压缩变形，变形量的大小与地质条件有着直接的关系。当地层岩石完整且抗压强度较高时，产生的变形量相对较小，相应的锚索预应力损失也就相对较小；强风化岩石、破碎岩石及坡积层的抗压强度低，空隙率大，锚索张拉后受压因变形量较大，产生的预应力损失也就相对较大。

7.8.2防治措施

1）对锚索孔进行固结灌浆处理，以提高岩石的完整性、抗压强度及弹性模量。 2）适当提高锚索的超张拉系数，即通过提高超张拉力，来弥补部分预应力损失。 3）当预应力损失较大时，待地层充分变形之后，即待锚索预应力损失趋于稳定之后再做补偿张拉。

7.9张拉过程中锚固段被拉松的原因分析与防治措施 7.9.1原因分析

锚固段被拉松动主要有五个方面的原因：

1）锚固段的浆液结石强度不够，达不到张拉所需的强度，就会将锚固段拉松，因浆液结石强度低而将锚根拉松分为如下两种情况：①锚根段内的水泥结石与孔壁的粘结力小于锚索的张拉力，当锚索的张拉力大于浆液结石与孔壁的粘结力时，锚根段内的水泥结石产生破坏，锚根便会被拉出；②水泥浆液结石对钢铰线的握裹力小于张拉力，当张拉力大于水泥浆液结石对钢铰线的握裹力时，钢铰线便会从水泥浆液结石内被拉出；从理论计算和实践经验来看，水泥浆液结石与孔壁之间的粘结力远大于水泥结石对钢铰线的握裹力，即钢铰线从水泥浆液结石中被拔出的可能性大于整个锚根被拔出的可能性；

水泥浆液强度偏低的原因有如下几点：①锚固段灌浆所使用的水泥标号偏低或灌入的水泥浆液未严格按照试验配方配置，实际配置的水泥浆液浓度偏小，②浆液灌入孔内后在凝固之前受到人为扰动；③孔内存在裂隙水，灌入孔内的水泥浆液被裂隙水稀释，被稀释后的水泥结石强度降低，其对钢铰线的握裹力或与孔壁的粘结力小于张拉力时，在锚索张拉时便会将锚索根部拉松；

2）锚固段内存在宽大的裂隙通道，当锚固段内灌浆时，水泥浆液被灌入裂隙内，即出现漏浆现象，所灌入的浆液量不能完全充满锚固段，所形成的锚固段长较小，较小的锚固段长内的水泥结石与孔壁的粘结力也较小，当张拉力大于锚固段长内的水泥结石与孔壁的粘结力时，便可将锚根拔出。

3）锚索下入孔内之后，出现塌孔，碎石及塌落物埋住钢铰线，锚固段内所灌入的水泥浆液，不能完全握裹住钢铰线，即水泥浆液对钢铰线的有效握裹面积减小，水泥浆液对钢铰线的握裹力自然减小，当对锚索施加的张拉力大于水泥浆液对钢铰线的握裹力时，即可将钢铰线从水泥浆液结石中拔出或将整个锚根拔出。

4）锚索孔伸入到完整岩石内的深度不够，甚至还未伸入到完整岩石内，锚根段内的岩石强度偏低，或低于水泥浆液结石的强度时，即可将锚索的锚固段拉松。

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