摘要：以青岛某医院大楼深基坑支护工程为例，对预应力锚索应力损失的各因素进行了分析并改进施工细节，在一定程度上减小了预应力锚索的应力损失。减少预应力锚索的应力损失对基坑及周边建筑的的安全具有重大意义。
Abstract: the Qingdao a hospital building deep foundation pit bracing engineering as an example, the loss of prestressed anchor stress analysed the factors and improve the construction details, and, to some extent, reduce the loss of prestressed anchor stress. Reduce the loss of prestressed anchor stress of foundation pit and surrounding buildings of the safety is of great significance.
Keywords: prestressed anchor; Stress loss; Foundation pit
引言
预应力锚固作为一种主动支护手段，在桩锚支护中，锚杆利用一定的预应力主动制约土体变形和结构破坏。锚杆预应力大小对锚杆发挥主动制约作用与支护体系稳定至关重要。然而，锚杆在张拉过程中及锁定后的预应力均有不同程度的损失，如果损失过大，将达不到设计所要求的预应力值。基坑支护中，锚杆张拉及锁定后的预应力损失是一普遍现象，本文通过某深基坑工程的现场测试，对基坑支护锚杆预应力损失问题加以说明和分析。
1. 工程概况
该工程基坑深度为17.2米，土质以强风化、中风化岩为主。锚索外部受力体系为间距2米，宽、厚各为30cm的C25钢筋混凝土格构梁。基坑工程使用的是OVM系列的自锁锚具，锚杆采用φs15.2，1860MPa钢绞线。 2. 锚杆应力监测
为了研究锚杆预应力在基坑开挖整个过程中的变化情况，选择部分锚杆对其进行预应力监测。监测使用的仪器为MSJ钢弦式锚杆测力计及ZXY-1型频率计。锚杆测力计安装在锚头与圈梁或腰梁之间，这样锚杆测力计能够反应锚杆实际拉力。然而锚杆测力计价格昂贵，
基坑工程又是短期工程，故在基坑工程中使用较多锚杆测力计进行锚杆预应力监测，监测费用将大大增加。这也是基坑工程中锚杆监测较少的原因。但是，锚杆在桩锚支护中起关键作用，部分锚杆失效或预应力不足，将严重影响基坑工程安全。锚杆与桩通过连梁或圈梁相互作用。锚杆预应力首先作用在连梁或圈梁上。那么锚杆预应力大小的监测可以通过离锚杆最近的圈梁或连梁的内力监测来实现。本次监测项目中，在部分锚杆锚头处的圈梁主筋上焊接钢筋应力计，对圈梁中的钢筋应力计进行监测。
3. 监测结果与分析
在基坑工程施工中，选择三根同长度的锚杆，在锚头与圈梁间安装钢弦式锚杆测力计，对锚杆预应力进行监测。监测从锚杆张拉开始一直到基坑工程施工结束。锚杆测力计监测结果如下表所示。
编号 锚杆总长 自由段长度 卸载前应力值 卸载后应力值 应力损失率
1 20米 12米 46.8T 25T 46.6%
2 20米 12米 45.6T 23.4T 48.7%
3 20米 12米 47.1T 26T 44.8%
从表中可以得到如下规律：锚杆预应力大小在锚杆张拉机卸载后损失非常大，预应力损失率达40~60%。锚杆张拉后，预应力基本稳定在某一预应力值，基坑开挖期间，预应力大小有小幅变化。锚杆张拉机卸载后的预应力损失是锚杆钢绞线弹性回缩引起的。锚杆张拉时，钢绞线产生弹性变形，带动夹片向外移动。当锚杆张拉卸载时锚杆钢绞线回缩，带动夹片往回移动。当夹片移动到与工作锚的内锥孔接触时，夹片的内齿开始嵌入钢绞线内，这时钢绞线还会产生一定量的位移，当夹片的内齿嵌入钢绞线足够深时，锚杆锁定在某一预应力值。由此可见，锚杆锁定预应力损失是锚杆张拉与锁定工艺引起的。从而锚杆张拉时拉力不够，经锁定损失后的锚杆预应力锁定荷载达不到设计的锁定荷载，造成基坑事故隐患。 三脚电感
4.造成预应力锚索应力损失的因素
（1）所选用的钢绞线材质
不干胶贴标
不同规格的钢绞线松弛损失的大小不同，松弛损失与材料性能、材料直径有关，并与张拉应力有关, 张拉应力越大, 松弛损失就越大。
（2）外锚具支撑体系的影响全合成切削液配方
锚索的拉力一般通过外锚具施加在格构梁或受力墩上，混凝土梁、墩本身在张拉过程及张拉完成后会收缩、蠕变，并将压力传递至土体引起土体的回缩从而造成应力损失。锚头与梁、墩之间往往会安放承压锚定板来扩大梁、墩的受力面。若承压锚定板与梁、墩的结合不紧密会减少梁、墩的受力面，局部压力过大可能会破坏混凝土结构。承压锚定板受压后产生变形也是应力损失的一个原因。
（3）锚头、夹具带来的应力损失
锚头、夹具是决定张拉卸载过程中钢绞线回缩量的重要因素，而钢绞线锚固时的因缩是产生预应力锚索应力损失的最主要原因。
（4）温度的影响
钢的热膨胀系数约为1.2×l0-5／℃。若锚索有效长度为10米，冬夏温差为30℃闪蒸塔，则冬季施工的锚索在夏季会产生约1.2×l0-5×10×30=3.6mm的膨胀。
（5）孔外钢绞线的朝向
竖向侧壁支护时钢绞线要外留1米左右以便张拉操作。该部分钢绞线自重外加锚头、夹片、张拉时千斤顶的重量，导致钢绞线外露部分与成孔方向成一定角度，使锚索的拉力产生向上的分力。若锚索为多束钢绞线组成还会导致每束钢绞线受力不均，某几根受较大的张拉应力会加大松弛损失，这个因素对预应力造成的损失是比较大的。如下图所示，该部分应力损失值F=F1－F3，损失率=Sin a。可以看出，夹角a越大应力损失越大。
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（6）夹片帽的影响
在张拉时夹片帽处于锚头与千斤顶之间，可以保证张拉时夹片不随钢绞线的伸长而远离锚头,减少回缩量。但若夹片帽与夹片不匹配，在张拉时夹片帽把夹片向锚头内按得过紧，张拉时会加大夹片与钢绞线之间的摩擦力。这个摩擦力不但会带来应力损失而且会使夹片破坏钢绞线表层，使钢绞线与夹片接触部位被刮得更平滑，减少了锚固时的摩擦力，必然会加大回缩量并带来应力损失。
5.减少预应力的损失的措施
（1）在选择锚索材料时，应选择高强度低松弛的钢绞线，选择与钢绞线相匹配的锚具、夹
片可以减少钢绞线的回缩量，对减少预应力的损失具有非常积极的作用，这也是减少预应力损失最有效的办法。
（2）现浇混凝土梁、墩造成的预应力损失远比喷射混凝土要小。考虑到工程造价而选择喷射混凝土时，对锚索受力较集中的部位进行适当增强处理是很有效的措施。锚定承压板在喷射混凝土初疑前安放到位并压实，保证其与梁、墩的紧密结合可以避免该部分的应力损失。
（3）张拉前应保证外露钢绞线表面的清洁，特别是存在喷射混凝土施工的工况下。不清洁的表面会减少钢绞线与夹片间的摩擦力，加大回缩量。
led天花灯说明书（4）采取措施确保外露钢绞线与成孔方向一致。从安放钢筋到混凝土浇筑再到张拉，每一过程都要采取措施。安装钢筋时在钢绞线与钢筋交叉部位用刚度较好的塑料管套住锚索并调整塑料管的朝向与成孔方向一致并保持，可以有效地避免分力的产生。
（5）选择与锚头、夹片相配套的夹片帽，在试拉锁定后测量夹片外露锚头的长度与夹片帽深度进行对比，确保夹片帽深度要略大于锁定后的夹片外露长度。观察锁定后的钢绞线外
表皮有无被刮现象，若有则说明张拉加力时夹片与钢绞线之间的摩擦力过大，应更换夹片帽或夹片。
6.结论
采用预应力锚杆支护在基坑及边坡工程中应用较多，减少预应力锚杆的应力损失对基坑、边坡安全具有深远的意义。采取措施降低应力的损失对降低施工风险、减少工程造价、缩短工期有很大的帮助。而在施工中采取比较经济的措施可以很好地减少应力的损失。
参考文献：
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[2] 金家琼,张陆军.锚秆倾角的分新研究[J]. 青海斛技2010年第4期.
[3] 韩光 1，朱训国2，王大国2. 锚索预应力损失的影响因素分析及其补偿措施[J]. 辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2008 年4 月第27 卷第2 期.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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