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压力分散型锚索与普通拉力型锚索的对比

发布日期:2017年03月10日 游览次数:261

  预应力锚索由于能主动提供较大的支护抗力,从而有效的提高土体的抗剪强度,使锚固区范围内的土体形成压应力区,抑制土体位移,从而达到维护高边坡的稳定。目前采取较多的锚索形式为压力分散型锚索与普通拉力型锚索。
  1. 压力分散型锚索
  压力分散型锚索采用无粘结钢绞线,钢绞线固定在承载体上。由于钢绞线是无粘结的,预应力张拉时拉力通过钢绞线内端的承载钢质圆盘把拉力变成压力作用在水泥芯柱上,依靠水泥芯柱与锚索孔壁的粘结力实现对边坡体外部松动岩土体的锚固。为了充分利用孔壁的粘结力,采用几个圆盘来分散锚索张拉力。近年来工程中压力型锚索每孔分3级或4级,即采用3~4个承载圆盘来分散张拉力。承载盘的间距一般为3~4.5m。


带承压板和挤压锚的压力分散型锚索结构示意图


压力分散型锚索杆体结构示意图


  2. 普通拉力型锚索
  普通拉力型锚索主要依靠水泥砂浆内锚固段提供足够的握裹力和抗拔力,一般由锚固体(或内锚头)、拉杆、锚头(或外锚头)等三部分组成。锚头将来自构筑物的荷载有效地传递给拉杆,拉杆将来自锚头的拉力传递给锚固体,由于拉杆通常要承受很大的拉力,一般采用抗拉强度较高的材料(如钢绞线、高强度钢丝),锚固体将拉杆传递来的荷载通过拉杆与锚固体、锚固体与岩体之间的粘结力分散到稳固的地层中。

全长粘结锚索结构图


无粘结锚索结构图


  两者不同之处如下:
  1. 杆体材料不同
  普通拉力型锚索的材料一般选用有粘结预应力钢绞线,压力分散型锚索的材料则选用无粘结预应力钢绞线,两者之间的主要区别是后者出厂时就用管内注满油脂的塑料管包镶。其技术要求是:塑料管厚度为0.8~1.2mm,油脂厚度》50g/每米钢绞线。因此后者有较强的防腐蚀能力。
  2. 锚索结构不同
  普通拉力型锚索一般由几根有粘性的钢绞线组成。其自由端必须经过防腐处理,而且对锚固段控制较严格。压力分散型锚索则由几个单元锚索组成,每个单元锚索分别由两根无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成(钢绞线通过特别的挤压簧和挤压套对称的锚固与钢质承载体上,要求单根的连接强度>200KN)。不同单元的钢绞线长度是不相同的,它的锚固段是由各单元锚索的固定长度共同组成的。
  3. 张拉程序不同
  张拉时,普通拉力锚索采用同步分级张拉,即对所有钢绞线同时施加荷载,直至设计锁定荷载(当然要进行超张拉),而压力分散型锚索则按一定的次序分单元采用差异分步张拉,即根据设计荷载和锚固单元长度计算确定出各单元的差异荷载后,然后才能按张拉程序整体同步分级张拉。
  其中普通拉力型锚索中的全长粘结预应力锚索作为永久锚索时,需营造锚索表面可形成钝化膜的环境,且长期使用中不得破坏钝化膜。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不宜采用,在这些条件下使用锚索,应选择无粘结锚索。
  全长粘结预应力锚索的受力特点如下:
  (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)全长粘结预应力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;
  而压力分散型锚索锚固体注浆体承受压力,受力合理。承压板分散布置在钻孔深度的不同部位,锚固段注浆体受力较均匀,且锚索的单孔设计承载力可以很大。但是其缺点就是调整锚索的预应力不方便,长期工作中锚索各根钢绞线受力不均匀,不能做锚索的性能试验和极限承载力试验,不宜作为永久锚索使用。
  结语
  (1)用于采用无粘结钢绞线,压力分散型锚索施工时较为方便,无需对自由端作繁琐的防腐措施,且无粘结钢绞线的库存时间远远长于有粘结钢绞线。
  (2)制作压力分散型锚索时。要对每单元的钢绞线作出准确标记,以免张拉时混淆。
  (3)通过基本实验和验收试验,压力分散型锚索的总位移量比普通拉力型锚索的更接近理论伸长值。