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(hù)工程中，對(duì)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(qiáng)度和自穩(wěn)能力等特點(diǎn)，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(duì)錨索的拉拔力進(jìn)行檢測(cè)，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(dá)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(cè)是邊坡防護(hù)工程質(zhì)量檢測(cè)中的重要一環(huán)。本文以工程實(shí)際為例，介紹了錨索拉拔力檢測(cè)的實(shí)施步驟與檢測(cè)要點(diǎn)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。

1 檢測(cè)原理與評(píng)定方法

在邊坡防護(hù)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(zhǎng)；全部自由段鋼絞線長(zhǎng)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(duì)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(cè)模擬錨索在實(shí)際張拉時(shí)的受力過程，以不同的荷載集度評(píng)定錨索的錨固效果。檢測(cè)采用YCW100B-1000型穿心液壓千斤頂，在錨索已注漿但尚未張拉時(shí)進(jìn)行檢測(cè)?？紤]到一定安全系數(shù)，最大試驗(yàn)荷載取錨索拉力設(shè)計(jì)值的1.2倍[2]。在錨索張拉過程中，當(dāng)荷載集度較小時(shí)（一般認(rèn)為10%），此時(shí)荷載僅作用在外錨頭段，錨索所產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量也僅由外錨頭段產(chǎn)生，自由段并未進(jìn)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(rèn)為實(shí)際自由段受力所產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量至少能夠達(dá)到自由段理論伸長(zhǎng)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(shí)際檢測(cè)中，以自由桿體長(zhǎng)度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長(zhǎng)值為實(shí)際錨索拉拔力的極大值[3]。綜上，在錨索拉拔力檢測(cè)中，以錨索伸長(zhǎng)量作為評(píng)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(yàn)荷載作用下，所測(cè)得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由桿體長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)值的90%，且應(yīng)小于自由桿體長(zhǎng)度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長(zhǎng)值[4]。

2 錨索檢測(cè)實(shí)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(qiáng)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(jì)噸位700 kN。

錨索檢測(cè)數(shù)量及參數(shù)見表1。

表1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)錨索樣本參數(shù)

2.2 檢測(cè)要點(diǎn)

a）預(yù)應(yīng)力錨索驗(yàn)收檢測(cè)條件是錨索已注漿且未張拉。

b）驗(yàn)收試驗(yàn)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(jìn)行檢測(cè)。

c）驗(yàn)收試驗(yàn)錨索應(yīng)隨機(jī)抽樣。

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

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

f）滿足下列條件時(shí)，試驗(yàn)的錨索為合格：

（a）最大試驗(yàn)荷載作用下，在規(guī)定的持荷時(shí)間內(nèi)錨索的位移增量應(yīng)小于1.0 mm，不能滿足時(shí)，則增加持荷時(shí)間至60 min時(shí)，錨索累計(jì)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(yàn)荷載作用下，所測(cè)得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由桿體長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)值的90%，且應(yīng)小于自由桿體長(zhǎng)度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長(zhǎng)值。

g）錨索的理論伸長(zhǎng)量ΔLL范圍按式（1）進(jìn)行計(jì)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(zhǎng)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(cè)結(jié)果分析

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

表2 試驗(yàn)錨索理論伸長(zhǎng)值

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

表3 預(yù)應(yīng)力錨索實(shí)際伸長(zhǎng)值

依據(jù)設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)收試驗(yàn)的錨索數(shù)量不少于總數(shù)的5%，且不少于3根，現(xiàn)場(chǎng)共設(shè)計(jì)有30根錨索，隨機(jī)抽檢了3根錨索進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)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(yàn)荷載作用下，所測(cè)得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由桿體長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)值的90%，且應(yīng)小于自由桿體長(zhǎng)度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長(zhǎng)值?！钡囊笈袛?，試驗(yàn)錨索的抗拔力，符合設(shè)計(jì)要求。

表4 預(yù)應(yīng)力錨索試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語

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