常用预应力锚索的结构受力特点和适用条件
预应力锚索抗滑桩结构计算方法
预应力锚索抗滑桩结构计算方法
预应力锚索抗滑桩结构是一种常用的地基加固结构，具有较高的抗震性能和承载能力。
其主要特点是在桩身施加预应力锚索来增强桩的稳定性，从而达到防止地基沉降和抗震变形的目的。
以下是该结构的计算方法介绍：
1. 桩身计算
首先需要计算桩身的截面尺寸和受力状态，一般采用复合材料或混凝土进行施工。
根据桩身的受力分布情况，可采用受弯和剪力相结合的方法进行计算和设计桩身尺寸。
2. 预应力锚索计算
预应力锚索是增强桩体稳定性的关键因素，需根据桩体的受力情况进行合理的设计和布置。
常用的预应力锚索有钢丝绳和高强度钢筋等。
计算预应力的大小和方向时需考虑桩身的强度和压缩变形等因素。
3. 抗滑力计算
抗滑力是指桩底部的承载能力，需根据施工地质条件和设计荷载等参数来确定。
一般采用单桩抗滑计算法进行计算，根据桩底土层和桩身的摩擦力和黏聚力等因素，计算桩底的稳定系数和抗滑承载力。
4. 防震计算
预应力锚索抗滑桩结构具有较高的抗震性能，但在设计时还需考虑结构的位移和变形等因素。
根据地震荷载和结构刚度等参数，采用地震动力学方法进行计算，确保结构的安全性和稳定性。
总之，预应力锚索抗滑桩结构的计算方法是一个较为复杂的过程，需要考虑多种因素和参数。
在设计时应充分考虑结构的实际情况和工程要求，确保结构的稳定可靠，达到预期的效果。
水利水电工程预应力锚索施工技术的发展与应用
• ①锚固段应力集中： 拉力型锚索锚固段前段为拉应力集中区，并逐 渐衰弱至后段，易产生剪切破坏。压力型锚索锚固段底部为压应力 集中区，易致锚固体压裂破坏。 • ②锚索腐蚀（地下水对锚索钢绞线的侵蚀）： a) 拉力型锚索锚固段 的钢绞线是裸露的，存在被地下水侵蚀的可能性。 b) 在拉力型锚 索体外套上“波纹管”制成“双层保护式”锚索，依然避免不了地 下水对锚固段钢绞线的侵蚀。 c)压力型锚索在钢绞线外穿上 保护套，将钢绞线与地下水隔离开，在很大程度上对钢绞线起到了 保护作用，但地下水可从钢绞线端头对其进行侵蚀。 • ③有粘结钢绞线需二次注浆问题：采用有粘结钢绞线的锚索注浆须 采用二次注浆工艺，即在锚固段附近卡塞先进行锚固段注浆，在候 强张拉后再进行自由段注浆。采用此工艺不仅锚固质量不易得到保 证，而且锚索注浆工效低，注浆施工亦不方便。
• 2.2 预应力锚固体系的研制取得突破
• 为满足水利水电等施工领域永久锚固的需要， 四川准达岩土工程公司研制开发了自由式拉压 复合型预应力锚索、自由式单孔多锚头防腐型 预应力锚索，增强了预应力锚索对破碎软弱等 复杂地层的适应性。
• 2.3 大吨位、大口径、超深孔锚索施工 水平日益提高
• 预应力锚索载荷大多为1000～3000KN。八十年代后期， 丰满电站提高到6000KN；九十年代，石泉电站锚索载 荷提高到8000KN；二十世纪末，李家峡锚索吨位提高 到10000KN。 • 在锦屏一级电站边坡岩体破碎、深部裂隙发育等不利 地质条件下，四川准达岩土工程公司施工完成了深达 120m 的 3000KN 级自由式单孔多锚头防腐型预应力锚 索以及深达 80m 、 Φ 220 大口径的 5000KN 级自由式单 孔多锚头防腐型预应力锚索。
• 龙羊峡水电站中、深、底孔泄洪道闸墩锚索；岩滩、 安康、小浪底和葛洲坝等水电站闸墩锚索。 • 隔河岩水电站压力引水隧洞环锚；小浪底三条排沙洞 锚索。 • 小浪底等电站地下厂房锚索。 • 锦屏一级电站、瀑布沟电站、紫坪铺水利枢纽工程、 西藏金河水电站、云南小湾电站、西藏直孔水电站、 西藏羊湖水电站等工程边坡采用了1000KN ～ 3000KN ～ 5000KN 级自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索进行加 固处理。
预应力锚索施工技术要求
目录1总则 (1)1.1概述 (1)1.2 地质条件 (1)1.2.1电站厂区边坡地质条件 (1)1.2.2拱坝坝肩边坡地质条件 (3)1.3边坡支护设计情况 (4)1.4设计适用标准及规范 (5)2材料要求 (5)2.1钢绞线 (5)2.1.1性能要求 (5)2.1.2检验项目及取样数量 (7)2.2防护套管 (8)2.3锚具 (9)2.3.1性能要求 (9)2.3.2进场验收 (9)2.4造孔设备 (10)2.5张拉机具 (10)2.6灌浆设备 (11)2.7其它材料 (11)3施工技术要求 (12)3.1施工内容及施工程序 (12)3.2搭设钻机作业平台 (13)3.3定位钻孔 (13)3.4锚索制作 (14)3.5锚索运输、安装 (15)3.6混凝土垫墩施工 (16)3.7膨胀混凝土施工 (16)3.8锚固段注浆 (18)3.9安装锚具、张拉及补张拉 (18)3.10锚头封闭 (20)4出现意外情况及时处理 (21)5试验与监测 (21)5.1试验 (21)5.2监测 (22)6质量与安全 (22)6.1质量 (22)6.2安全 (23)7环境保护 (24)8验收 (25)1总则1.1概述本工程的任务是城乡生活和工业供水、灌溉、发电等综合利用。
主要建筑物挡水坝为2级建筑物，表孔溢流道、泄洪放空底孔、取水口均为3级建筑物。
引水隧洞、厂房及其他次要建筑物为4级建筑物，灌溉输水建筑物为5级建筑物。
水库枢纽工程布置由碾压混凝土拱坝、坝顶表孔设闸溢洪道、坝身泄洪放空底孔、左岸岸塔式灌溉和发电取水口、发电引水隧洞、压力钢管及地面厂房等建筑物组成。
大坝位于下游约500m的“S”型转弯中部，流向总体上为NW向SE流（方位角110°）。
该位置地形为深切“U”形河谷，左高右低，左岸陡峭（陡崖），右岸自下至上呈陡-缓-陡地形。
河床枯季水面标高约1270m，河床宽约28m～50m。
右岸在高程1270m～1350m左右为陡壁，平均地形坡度75°～80°，局部甚至呈倒悬状，基岩出露。
第五章 预应力锚索
•锚索是一种主要承受过钻孔将稳定的地层中，并在被加固体表面通过张拉产生预应力，从而达到使加固体稳定和限制其变形的目的。
•阿尔及利亚1933年首次用于水电工程•我国1964年首次用于梅山水库•按照外锚头的结构形式•OVM•按照锚索体•钢绞线束锚索，高强钢丝束锚索•按照锚固段受力状态•拉力型、压力型、载荷分散型（压力分散型锚索应力分布图拉压复合型预锚索应力分布图6.排气管止浆塞注浆管•1)•2)沿着注浆体与地层界而破坏•3)由于埋人稳定地层中的深度不够而使地层呈锥体状剪坏•4)由于锚索体材料强度不足而出现断裂破坏•5)•6)•预应力锚索的施工组织设计一般应包括工程目的，工程概况（工程名称、地点、工期、工程量、工程地质和水文地质条件等），锚索类型，长度，锚固力大小及结构图，工程进度计划表，施工场地布置图，施工技术人员配置（含主要施工经历表），主要施工机械设备和材料表，质量、工期及安全保证措施，工程竣工验收时应交付的技术资料和施工工艺流程图等内容。
序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23名称毫秒电雷管毫秒非电雷管导爆索乳化炸药铵油炸药混装乳化炸药柴油电力负荷电能消耗施工用水生活用水•横道图又叫是以图示的方式通过形象地表示出任何特定项目的活动顺序与持续时间。
•锚固体材料主要有钢绞线和高强钢丝•检验•（1•①制作锚索的钢绞线应逐盘进行严格检查，其表面不得有裂缝、小刺、劈裂、死弯等机械损伤和油迹•②钢绞线的力学性能应抽样检查，应从每批任取5%力学试验•检验•（2•①外观要求与钢绞线一致；•②钢丝的力学性能通过抽样检查确定，从每批钢丝中任取钢丝的两端各截取一个样品进行力学性能试验，其中一个做延伸率与抗拉强度试一个做反复弯曲试验•自由段套管•自由段套管的材料常用聚乙烯、聚丙乙烯或聚丙烯，在施工时可选用与钢绞线尺寸相符的优质的塑料管在现场套制。
预应力锚索框架梁施工工法(2)
预应力锚索框架梁施工工法一、前言预应力锚索框架梁施工工法是一种先进的梁体施工方法，通过应用预应力锚索技术，在梁体内部施加预应力，使梁体具有更好的承载能力和变形控制能力。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例，以帮助读者全面了解和掌握该施工工法。
二、工法特点预应力锚索框架梁施工工法具有以下几个特点：1. 高承载能力：通过预应力锚索技术，可以在梁体内部施加预应力，增强梁体的承载能力，使其能够承受更大的荷载。
2. 变形控制能力强：通过在梁体内施加预应力，可以有效控制梁体的变形，减小变形对结构稳定性的影响。
3. 施工速度快：采用预应力锚索框架梁施工工法可以实现连续施工，施工速度较快，能够提高工程的进度。
4. 施工质量高：预应力锚索框架梁施工工法能够保证梁体的质量，确保施工过程中梁体的各项指标能够满足设计要求。
5. 环保节能：预应力锚索框架梁施工工法采用预制节段、就地浇筑的方式，减少了对现场资源的消耗，符合可持续发展的理念。
三、适应范围预应力锚索框架梁施工工法适用于各种梁体的施工，特别适用于大跨度、大荷载、高变形控制要求的梁体。
其施工适应范围广泛，可用于公路、高速铁路、城市轨道交通等各类工程中。
四、工艺原理预应力锚索框架梁施工工法的实际应用是基于以下几个技术措施：1. 预应力锚索技术：通过在梁体内部布设预应力锚索，利用预应力锚索施加预应力，增加梁体的承载能力和变形控制能力。
2. 框架支撑技术：采用框架支撑系统支撑梁体，确保梁体在施工和使用阶段的稳定性。
3. 灌浆技术：在梁体内部进行灌浆，填充空隙，提高梁体的整体性能。
4. 监测技术：通过对梁体进行监测，掌握梁体的变形、应力等参数，为工程管理提供依据。
五、施工工艺预应力锚索框架梁施工工艺主要包括以下几个施工阶段：1. 基础施工：包括基础的测量、地基处理、基础模板的搭建等工作。
2. 预应力锚索施工：布设预应力锚索，确定预应力锚具的位置和数量。
锚具预应力
锚具预应力锚具预应力是一种常用于建筑工程中的技术，在混凝土结构中起着至关重要的作用。
通过在混凝土构件中引入预应力，可以有效地提高结构的承载能力和耐久性，同时还能降低结构的自重，减小裂缝的产生，延长结构的使用寿命。
本文将介绍锚具预应力的概念、原理、应用以及未来发展趋势。
锚具预应力是利用预应力钢筋或钢束施加在混凝土构件上的预应力，通过锚固装置将预应力钢筋的预应力传递到混凝土中，使混凝土受到拉力，从而增加混凝土的抗拉能力。
锚具预应力的原理是利用预应力钢筋的弹性回缩和混凝土的收缩来产生内应力，使混凝土构件在受力状态下具有一定的预应力，从而提高结构的整体性能。
在实际工程中，锚具预应力广泛应用于桥梁、楼板、梁柱等混凝土结构中。
通过在混凝土构件中设置预应力钢筋，并利用锚固装置固定预应力钢筋的预应力，可以有效地提高混凝土构件的承载能力和抗震性能，减小结构变形，提高结构的整体稳定性。
特别是在大跨度桥梁、高层建筑等工程中，锚具预应力技术更是不可或缺的重要手段。
随着科学技术的不断发展，锚具预应力技术也在不断创新和改进。
未来，随着新材料、新技术的应用，锚具预应力技术将更加智能化、高效化和环保化。
例如，利用智能传感器监测混凝土结构的应力、变形等参数，实现对结构状态的实时监测和控制；采用新型环保材料替代传统的预应力钢筋，降低建筑工程的能耗和排放，实现可持续发展。
总的来说，锚具预应力作为一种重要的建筑工程技术，在提高结构安全性、减轻结构自重、延长结构使用寿命等方面具有重要作用。
通过不断的研究和实践，锚具预应力技术将不断完善和发展，为建筑工程的发展带来更多的可能性和机遇。
相信在未来的建筑领域，锚具预应力技术将发挥越来越重要的作用，为人类创造更加安全、美观、环保的建筑环境。
预应力锚杆
预应力锚杆的施工机理
预应力锚杆加固高边坡的本质是充分利用具有较大刚度 和强度材料的力学特性来加强、加固软弱破碎的岩体和土体， 充分发挥岩土体的自稳能力，达到稳定边坡的目的。由于锚 杆和岩体的共同作用，大大地改善了边坡岩体的稳定条件。 其作用主要表现:首先，由于预应力锚固力的作用，实现了 边坡岩体结构条件的转化或改造；其次，锚杆的锚固力直接 改变了滑动面上的应力状态及滑动稳定条件，一方面预应力
破裂面后稳定基岩内6. 0 m 。锚杆 挡 墙 布 置
4）锚杆档墙施工要求
（1）预应力中空注浆锚杆采用厂家配套产品，灌浆压 力为0.4MPa -0.6MPa，确保浆体灌注密实。水泥浆与 岩层间的极限粘结力标准值不小于0. 5 MPa，采用两 次灌浆张拉锚定工艺。锚杆张拉应在锚固体强度大于 20 MPa并达到设计强度的80%后进行，张拉力为150 kN。 待张拉完成之后再进行自由段的灌浆。
(2)锚杆水平与垂直间距宜大于1.5m，以避免应力集中， 以免群锚效应发生而降低锚固力。
(3)锚杆的安设角度，需要考虑邻近状况、锚固地层位置 和施工方法。一般锚杆的俯角不小于15o，不大于45o。实际 工程中应根据锚固地层的位置选择合适的安设角度。
实例分析与计算
工程简介
在修建重庆某道路时需对现有边坡进行切坡开挖，根据地 质勘探报告，该段边坡为岩土质边坡长约55 m，高约20 m，边 嫉上部土层厚为0.8 m-2.0m，下部岩体主要由泥岩组成，天然 重度为 γ = 24.81kN/m³。根据GB50330——2002建筑边坡工程 技术该段边坡安全等级为一级，边坡岩体类型属Ⅲ类。泥岩岩 体等效内摩擦角标准值取52°，破裂角取63. 49 °。结构面粘 聚力取50kPa，内摩擦角取18°。岩体与锚固体(M30砂浆)粘结 强度特征值:中风化泥岩取150 kPa，中风化砂岩取300 kPa。 由于边坡开挖后，边坡顶部居民楼位于其破裂角影响范围内，
国内预应力锚杆(索)防护要求与存在的问题
国内预应力锚杆(索)防护要求与存在的问题1、引言近10年来，预应力锚索加固技术已广泛应用于建筑结构物加固、边坡治理、大型地下洞室及深基坑支护等工程。
随着我国基础工程建设项目的迅猛发展，可以预见，近4～6a，2(索)国际后张预应力协会(FIP)地锚工作小组收集到了35例预应力锚杆(索)腐蚀破坏实例，并对其破坏的原因进行了统计分析。
可以看出，其中永久锚杆(索)占69%，临时锚杆占31%，锚杆使用期在2a以内和2a 以上发生腐蚀断裂的各占一半。
锚索破坏的原因分析如下：（1）锚固段问题两例都是由于锚固段内灌浆不足所致，其中一例是3m长的钢绞线受含硫酸盐和氯化物的地下水侵蚀，灌浆施工缺少压水检查和施工不当导致锚固段灌浆不足。
（2）自由段问题大致分为以下5种破坏形式：(a)地层运动造成拉筋超应力，使其产生裂纹；(b)在有氯化物的情况下，水泥浆包裹不足或无水泥浆；(c)由于耐久性（3表33.1（1（2（3（4）无粘结预应力锚杆(索)锚固段所使用的胶结材料也满足第(3)条的规定。
对于张拉段也必须采用水泥浆或水泥砂浆进行全孔封闭防护；（5）封孔灌浆后，锚索应有大于20mm的保护层厚度。
表2预应力锚杆(索)的防腐、防锈标准注：A级防护材料，如石灰水、防腐油；B级防护材料，塑态防护，如凝胶、树脂或防锈油脂；C级防护材料，刚性防护，如水泥浆或水泥砂浆。
3.2锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)这是国家建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布的国家最新统一标准：（1）预应力锚杆的锚固段灌浆体宜选用水泥浆或水泥砂浆，其抗压强度不宜低于30MPa。
压力分散型锚杆锚固段灌浆体抗压强度不宜低于40MPa；（220mm。
（3（4（51，水灰比为（6（7（8）永久性预应力锚杆应采用封孔灌浆，应用浆体灌满自由段长度顶部的空隙。
3.3土层锚杆设计与施工规范(CECS22∶90)此规范由中国工程建设标准化协会批准的，属协会标准。
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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
1 锚索在我国应用和发展的三个特征 （1）由单个工程的被动应用发展到主动设计 （2）锚索逐步替代锚固桩或锚固洞，应用广 泛 （3）锚索类型众多，选用失当 2 锚索的共性与特性
垫墩
端盖
隔离支架
束线环
对中支架
注浆体
波纹管
防护帽 油脂
垫板
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
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
锚索拉力
伸长
屈服锚索受力特性曲线
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。
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
观点：没有防护,只能用于临时支护 (1) 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
τ
c)拉压复合型
L
图10 三种锚索锚固段剪应力分布
六
1.
可回收锚索
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
a)
2. 施工 3. 受力特点
b)
可回收锚索
七
实验阶段
均匀 压力型锚索
均匀压力型和均匀拉力形锚索仍处于研究和
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
3 全长粘结锚索的防护原理
自然状态下钢铁被氧化，表面生成氧化铁 钢铁在PH≥11的碱性环境中，钢铁氧化后将在钢铁 表面形成均匀而连续的Fe2O3薄膜，它的厚度大约 是100纳米，结晶形式是r- Fe2O3，属于尖晶石结构， 就是保护钢铁不锈蚀的钝化膜 硅酸盐水泥拌制的砼和浆液PH≥11，恰巧满足rFe2O3的生成条件；
结语
（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。
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，它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
3. 在地下洞室中的支护作用
围岩压力 P
A C
B
Pmin
围岩变形 u
围岩压力与围岩变形的关系
4.在高大边坡加固中的作用
需要调整锚索预应力的工程,如果安装屈服锚
索,即可省去调整锚索拉力的工序。
5. 在高地震区抗震工程的加固作用
采矿中炸药的爆炸，国防工程中炮炸弹的爆
炸，地震中的地层错动，对建筑物的破坏都 是由于它们引起了建筑物附近岩土体的运动 ， 区别仅在于震源。
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
3 特点
（1）锚固段的受力合理 （2）锚固段利用率高、 （3）拉和压两部分岩体变形要协调
τ
a)拉力型
L L
τ
b)压力型
P锚 承压板 注浆 无粘结钢绞线
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
挤压套
无粘结钢绞线
承压板式压力分散型锚索
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。
锚索施工应全部选用硅酸盐水泥
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) 能最大限度的调动岩体的自承能力,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
3. 压力分散型锚索的优点
（1）锚固段注浆体承受压力，受力合理
（2）承压板分散布置在钻孔深度的不同部
位，锚固段注浆体体受力较均匀 （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）不能做锚索的性能试验和极限承载力试
（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； 近海地区及腐蚀性地层 在这些条件下要使用锚索，应选择无黏结锚索。
二 压力分散型锚索
1.
压力分散型锚索产生的背景