預(yù)應(yīng)力錨索拉拔力檢測技術(shù)在邊坡防護工程中的應(yīng)用

劉曉聰

（山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006）

高速公路邊坡防護工程中，對于自身穩(wěn)定性較差的邊坡，由于預(yù)應(yīng)力錨索具有錨固效果好、自重輕、施工方便、安全可靠，有效地利用了邊坡土體的自身強度和自穩(wěn)能力等特點，在工程中被廣泛地應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力錨索張拉是邊坡加固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到邊坡的安全與穩(wěn)定。錨索張拉之前應(yīng)對錨索的拉拔力進行檢測，以確定錨索的錨固力是否能夠滿足工程需要，錨索拉拔力過低，達不到穩(wěn)定邊坡、防止邊坡滑移的作用，錨索拉拔力過高又可能使錨索在工作過程中突然斷裂，成為工程的潛在隱患[1]。因此，錨索拉拔力檢測是邊坡防護工程質(zhì)量檢測中的重要一環(huán)。本文以工程實際為例，介紹了錨索拉拔力檢測的實施步驟與檢測要點，并對檢測結(jié)果進行了分析與評價。

1 檢測原理與評定方法

在邊坡防護工程中，采用的錨索一般為拉力型錨索，自由段鋼絞線與灌漿體不接觸，可自由伸長；全部自由段鋼絞線長度相同；錨固段與灌漿體接觸，形成錨固作用。通過張拉錨索，使錨索自由段產(chǎn)生一定的彈性變形，錨固之后，錨索對邊坡土體產(chǎn)生反向拉力，從而壓緊邊坡土體，起到加固邊坡的目的。

圖1 拉力型錨索結(jié)構(gòu)

錨索拉拔力檢測模擬錨索在實際張拉時的受力過程，以不同的荷載集度評定錨索的錨固效果。檢測采用YCW100B-1000型穿心液壓千斤頂，在錨索已注漿但尚未張拉時進行檢測?？紤]到一定安全系數(shù)，最大試驗荷載取錨索拉力設(shè)計值的1.2倍[2]。在錨索張拉過程中，當(dāng)荷載集度較小時（一般認為10%），此時荷載僅作用在外錨頭段，錨索所產(chǎn)生的伸長量也僅由外錨頭段產(chǎn)生，自由段并未進行受力。隨著荷載集度的增加，自由段開始受力，并產(chǎn)生變形，考慮部分預(yù)應(yīng)力損失，一般認為實際自由段受力所產(chǎn)生的伸長量至少能夠達到自由段理論伸長量的90%。隨著荷載集度的不斷增加，內(nèi)錨固段開始受力，為了防止內(nèi)錨固段因受力太大而導(dǎo)致錨固性能變差，因此規(guī)定內(nèi)錨固段受力不得超過其錨索極限承載能力的1/3，反應(yīng)到實際檢測中，以自由桿體長度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長值為實際錨索拉拔力的極大值[3]。綜上，在錨索拉拔力檢測中，以錨索伸長量作為評定錨索拉拔能力的主要依據(jù)，拉力型錨索單元錨索在最大試驗荷載作用下，所測得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由桿體長度理論彈性伸長值的90%，且應(yīng)小于自由桿體長度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長值[4]。

2 錨索檢測實例

2.1 工程概況

某高速公路邊坡加固工程采用預(yù)應(yīng)力錨索框梁結(jié)構(gòu)，該邊坡共設(shè)錨索30孔，錨索采用公稱直徑15.24 mm高強度低松弛普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨索單孔加筋6束，設(shè)計噸位700 kN。

錨索檢測數(shù)量及參數(shù)見表1。

表1 現(xiàn)場試驗錨索樣本參數(shù)

2.2 檢測要點

a）預(yù)應(yīng)力錨索驗收檢測條件是錨索已注漿且未張拉。

b）驗收試驗錨索的數(shù)量取每處邊坡錨索設(shè)置數(shù)量的5%且不少于3根進行檢測。

c）驗收試驗錨索應(yīng)隨機抽樣。

d）最大試驗荷載：永久性錨索應(yīng)取錨索拉力設(shè)計值的1.2倍。

e）荷載級數(shù)為6級，分別按照最大試驗荷載的10%、40%、60%、80%、100%、120%施加，達到試驗荷載后觀測10 min，然后卸載到試驗荷載的0.1倍并測出錨頭位移。

f）滿足下列條件時，試驗的錨索為合格：

（a）最大試驗荷載作用下，在規(guī)定的持荷時間內(nèi)錨索的位移增量應(yīng)小于1.0 mm，不能滿足時，則增加持荷時間至60 min時，錨索累計位移增量應(yīng)小于2.0 mm。

（b）拉力型錨索單元錨索在最大試驗荷載作用下，所測得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由桿體長度理論彈性伸長值的90%，且應(yīng)小于自由桿體長度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長值。

g）錨索的理論伸長量ΔLL范圍按式（1）進行計算。

式中：Pp為預(yù)應(yīng)力錨索的平均張拉力，N；L為預(yù)應(yīng)力錨索的長度，mm；Ap為預(yù)應(yīng)力錨索的截面積，mm2；Ep為預(yù)應(yīng)力錨索的彈性模量，N/mm2。

2.3 檢測結(jié)果分析

通過式（1）計算可得不同荷載集度下伸長量的理論范圍，伸長量理論范圍的下限取自由段長度理論伸長量的90%，上限取自由段+1/3錨固段理論伸長量。計算結(jié)果如表2所示。

表2 試驗錨索理論伸長值

3組試驗錨索在每種荷載集度下持荷10 min，持荷時間內(nèi)各組錨索的實際伸長量皆小于1.0 mm。各組錨索在檢測過程中的實際伸長量如表3所示。

表3 預(yù)應(yīng)力錨索實際伸長值

依據(jù)設(shè)計要求，驗收試驗的錨索數(shù)量不少于總數(shù)的5%，且不少于3根，現(xiàn)場共設(shè)計有30根錨索，隨機抽檢了3根錨索進行試驗，試驗錨索主要結(jié)果如表4所示，依據(jù)“拉力型錨索的單元錨索在最大試驗荷載作用下，所測得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由桿體長度理論彈性伸長值的90%，且應(yīng)小于自由桿體長度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長值。”的要求判斷，試驗錨索的抗拔力，符合設(shè)計要求。

表4 預(yù)應(yīng)力錨索試驗結(jié)果

3 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力錨索拉拔力檢測是邊坡防護工程質(zhì)量檢測中的重要一環(huán)，本文分析了其檢測原理與評定方法，拉力型錨索的單元錨索在最大試驗荷載作用下，所測得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由桿體長度理論彈性伸長值的90%，且應(yīng)小于自由桿體長度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長值。結(jié)合工程實例對評定方法進行了驗證，試驗結(jié)果表明，通過檢測錨索的伸長量來判斷錨索的拉拔力是否滿足設(shè)計要求具有一定的合理性與實用性，在實際工程中具有一定的借鑒作用。