Vol.25 No.3 金爱兵等：挡上墙加固工程锚杆预应力损失与补偿 ·201· 直接最主要的原因是锚杆材料的松弛与受荷地 表2二次张拉相邻锚杆之间的相互影响 层的蠕变.预应力锚杆张拉后，预应力拉筋材料 Table 2 The reciprocity of the closer anchors after the sec- 及土层均处在较高的应力作用下，经过长期的作 ond tension 用，钢筋会蠕变而变长.由于挡土墙内为人工填 加载 载荷/kN 土，塑性指数从5.4到9.7之间，密实度在1.48到 顺序 1 3 3 5 6 145 1.96之间，天然孔隙比为0.605至0.818，这种土的 3 145 143 可压缩性比较大，蠕变也比较明显，因此土层也 144 146 会在力的作用下产生蠕变，使预应力钢筋松弛 144 145 144 144 3预应力补偿的工程对策 6 144 143 3.1工程对策 200一衰减术一静止不-增天来持久才 从以上分析不难看出，由于相邻预应力锚杆 150 张拉的影响以及随着时间推移预应力的衰减，单 纯地按设计荷载对锚杆进行张拉不能达到预期 100 的效果，难以保证加固工程的安全.因此，为了使 预应力锚杆按设计要求发挥其最大的作用，保证 0 ◆1 -×-4 这一永久工程的长期安全，就必须采取有效措施 2 5 3 广6 来控制预应力锚杆在施工过程中以及施工完成 036912151821242730 以后的预应力损失，使其能够达到设计要求的预 t/d 应力值.经仔细研究，认为通过二次补偿张拉的 图5锚杆二次张拉后预应力变化 方法，可达到有效控制预应力损失的目的 Fig.5 Prestress curves of the anchors after the second ten- 二次补偿张拉是指预应力锚杆经过一次张 sion 拉，在其预应力值趋于稳定后，再次对锚杆进行 纯衰减有所不同的是，二次张拉预应力经过衰减 二次张拉，使其预应力值再次达到设计值，满足 后有所回升并趋于稳定.二次补偿张拉锚杆预应 设计要求.这种方法不但能准确地锁定到设计预 力值大致经历了以下四个阶段： 应力值，而且补偿后的预应力变化比较稳定，是 (1)衰减期.预应力值在锚杆二次张拉后67 可行的控制预应力损失的技术手段 d内衰减较快，这是由于受拉土体发生塑性变形 3.2二次补偿张拉工艺 所致 在一次张拉完成后67d,即预应力基本达到 (2)静止期.在锚杆二次张拉后7~16d天，预 稳定时，进行二次补偿张拉，二次张拉荷载为145 应力值虽微有起伏，但总体逐渐趋于稳定 kN.利用图1所示的锚杆在一次张拉的基础上进 (3)增大期.在二次张拉1424d天内，应力又 行二次补偿张拉，通过锚墩及锁定螺母之间安装 突然增大，个别甚至超过了初始锁定应力，这表 的GML-2A(250)型锚杆测力计来测试二次张拉 明墙体发生轻微变形，导致应力增大 时锚杆间的相互影响程度及其大小以及预应力 (4)持久期.随着时间的推移(24d以后)，预应 随时间的损失 力值逐渐稳定，这表明挡土墙墙体的失稳变形被 33二次张拉时锚杆间的相互影响 有效抑制，可长期保持稳定 由实验结果（见表2）可以看出，相邻锚杆间 的影响程度不足1%，完全可以忽略不计 4原因分析 3.4二次张拉锚杆预应力衰减特征 图5为图1所示这6根锚杆的预应力随时间 一次张拉和二次补偿张拉后，预应力锚杆的 变化曲线图.从图5中可以发现二次张拉后锚杆 预应力变化特征有如此大的差别，其原因有以下 预应力的衰减与一次张拉后锚杆预应力衰减形 几点列： 态基本一致，即都在张拉后初期预应力下降速度 (I)在一次张拉过程中，当一根锚杆被张拉 快而且幅度大例.但是与一次张拉锚杆预应力单 后，相邻锚杆张拉时，使得原来已经张拉完成的〕 一 金 爱 兵 等 挡 上墙 加 固 工 程 锚 杆 预 应 力损 失与补偿 直接 最 主要 的原 因是 锚 杆 材 料 的松 弛 与 受 荷地 层 的蠕 变 预应 力 锚杆 张拉后 ， 预应 力 拉筋 材料 及 土层 均处 在较 高 的应力 作用 下 ， 经 过 长期 的作 用 ， 钢筋 会蠕 变 而 变 长 由于 挡 土 墙 内为 人 工 填 土 ， 塑 性 指 数从 到 之 间 ， 密 实度 在 到 之 司 ， 天 然孔 隙 比为 至 ， 这种 土 的 可 压 缩 性 比较 大 ， 蠕变 也 比较 明显 ， 因此 土 层 也 会 在 力 的作用 下产 生蠕 变 ， 使 预应 力 钢筋松 弛 表 二 次 张拉 相邻锚 杆之 间 的相互 影 响 比 比 加 载 顺 序 载荷 预 应 力补 偿 的工 程 对 策 工 程对 策 从 以上 分析 不难看 出 ， 由于相 邻预应 力锚杆 张拉 的影 响 以及 随着 时 间推 移 预应 力 的衰减 ， 单 纯 地 按 设 计 荷 载 对 锚杆 进 行 张 拉 不 能 达 到 预期 的效果 ， 难 以保证加 固工程 的安全 因此 ， 为 了使 预应力锚杆按设计要 求发挥 其最 大 的作用 ， 保证 这一 永久 工程 的长期安 全 ， 就必 须采取有 效措施 来 控 制 预 应 力 锚 杆 在 施 工 过 程 中 以 及 施 工 完 成 以后 的预应 力损 失 ， 使其 能够达 到设计要求 的预 应 力 值 经仔细研 究 ， 认为通 过 二 次 补 偿 张拉 的 方 法 ， 可达 到有效 控制 预应 力 损失 的 目的 ‘划， 二 次 补 偿 张 拉 是 指 预 应 力 锚 杆 经 过 一 次 张 拉 ， 在 其 预 应 力 值趋 于 稳 定 后 ， 再 次对 锚 杆 进 行 二 次 张拉 ， 使其 预应 力 值再 次达 到设计值 ， 满 足 设计要求 这种 方法 不但能 准确地锁 定 到设计预 应 力值 ， 而且 补偿后 的预应 力 变 化 比较 稳 定 ， 是 可行 的控 制预 应 力 损失 的技术 手 段 二 次 补偿 张拉 工 艺 在 一次 张拉完成后 一 ， 即预应 力基 本 达到 稳定 时 ， 进行 二次补偿 张拉 ， 二次 张拉荷 载 为 利用 图 所示 的锚杆 在一 次 张拉 的基础 上进 行 二 次补偿张拉 ， 通 过锚墩 及锁 定螺母 之 间安 装 的 一 型 锚 杆测 力计来 测试二 次 张 拉 时 锚杆 间 的相 互 影 响程 度 及 其大 小 以 及 预 应 力 随 时 间 的损失 二次 张拉 时锚 杆 间 的相互 影 响 由实验结果 见 表 可 以看 出 ， 相 邻 锚 杆 间 的影 响程 度 不 足 ， 完全 可 以 忽 略 不计 二 次 张拉 锚杆预 应 力 衰 减特 征 图 为 图 所示 这 根 锚杆 的 预应 力 随时 间 变 化 曲线 图 从 图 中可 以 发 现 二 次张拉 后锚 杆 预 应 力 的衰减 与一 次 张 拉后 锚杆 预 应 力 衰 减 形 态基本一 致 ， 即都在 张拉 后初 期 预应 力 下 降速度 快 而 且 幅度 大 ‘ ， 但 是 与一 次 张 拉 锚 杆 预 应力 单 七 靓干嘛 持久 夕 ‘ 楼 些 二，空 名 名、叫 一 卜 ，全 以 一 一，卜 一 一 一一一一 一 一 一 一」 图 锚 杆 二 次张 拉 后预 应 力 变 化 韶 比 纯 衰减 有 所不 同的是 ， 二 次 张拉 预应 力 经 过 衰减 后 有 所 回升 并趋 于稳定 二 次补偿张拉锚 杆预 应 力 值大致经 历 了 以 下 四 个 阶段 衰减 期 预 应力值 在锚杆 二 次 张 拉后 一 内衰减较 快 ， 这 是 由于受 拉土 体发 生 塑 性 变形 所致 静 止期 在 锚 杆 二 次 张拉 后 一 天 ， 预 应 力值虽 微 有起伏 ， 但 总体逐 渐趋 于 稳 定 增 大 期 在 二 次 张拉 一 天 内 ， 应力 又 突然 增 大 ， 个 别 甚 至 超 过 了初 始锁 定 应 力 ， 这 表 明墙体发 生轻微 变形 ， 导 致 应 力 增 大 持 久 期 随着 时 间 的推移 以 后 ， 预 应 力值逐渐稳 定 ， 这 表 明挡 土墙墙 体 的失 稳变形被 有 效 抑 制 ， 可 长 期保持 稳 定 原 因 分 析 一 次 张拉 和 二 次 补偿张拉 后 ， 预应 力锚 杆 的 预应力 变化特征 有 如此大 的差别 ， 其原 因有 以 下 几 点 “ 刁“ 在 一 次 张拉 过 程 中 ， 当一 根 锚 杆 被 张拉 后 ， 相邻 锚 杆 张 拉 时 ， 使 得 原 来 已 经 张拉 完 成 的