预应力锚杆张拉完却掉压?验收试验5%、锁定值与补偿张拉的实操口径

编辑:江晓笔 来源:土木工程网 发布:2026-11-09 浏览:4360
验收试验数量不少于每种类型锚杆总数的5%且不少于5根,最大试验荷载取设计值的1.5倍(永久)或1.2倍(临时)。本文讲清锁定值、掉压原因与补偿张拉时机。

一、先分清基本试验和验收试验。预应力锚杆的承载力检测分两类。基本试验在工程锚杆施工前做,目的是确定锚固体与岩土层间的粘结强度极限值、验证设计参数与施工工艺,永久性锚杆(设计使用时间不少于24个月)工程应做基本试验,每组数量不少于3根。验收试验在锚杆注浆龄期达到要求后、最终张拉锚定前做,目的是判定抗拔性能是否满足设计要求。两者不能互相替代:基本试验合格不代表每一根都合格,验收试验也不能用来反推设计参数。这一条在方案审查时经常被混淆,尤其是抢工期的项目,想把基本试验省掉直接做验收试验。

二、验收试验取多少根。验收试验的锚杆应随机抽样,数量不得少于每种类型锚杆总数的5%,且不得少于3根;《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013的要求更严,不少于5根。一个基坑有300根锚索,按5%就是15根;有80根,按5%是4根,但要满足不少于5根,取5根。抽样的部位要覆盖不同区段、不同地层、不同施工批次,不能全挑“看起来最好”的。试验时间点也要卡准:注浆体强度达到设计强度的75%以上,且龄期满足设计要求,通常为7至14天,早于这个时间做的试验数据没有意义。

三、加载分级与最大试验荷载。验收试验通常分级加载,初始荷载取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍,之后按0.5、0.75、1.0、1.2、1.33、1.5倍逐级加载,每级持荷5至10分钟,测读锚头位移,直到位移收敛再加下一级。最大试验荷载:永久性锚杆取轴向拉力设计值的1.5倍,临时性锚杆取1.2倍。这里最容易出错的是把“设计值”与“标准值”搞混,也有人用锁定值当设计值。加载设备要用经过标定的千斤顶与压力传感器,不能用油压表读数直接换算,油压表的误差在大量程段可能超过10%。

四、合格判据是两条,不是一条。第一条:在最大试验荷载作用下,在规定的持荷时间内锚杆位移达到收敛标准。第二条:实测的弹性变形应不小于自由段长度理论弹性伸长值的80%,且不应大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长值。第二条最容易被忽略,但它能揭示两类问题:实测弹性变形远大于上限,说明锚固体产生了明显塑性变形,或预应力筋与灌浆体之间的粘结已破坏;远小于下限,说明自由段的非粘结长度不符合设计,部分锚固段位于滑移区或破坏区,实测抗拔力偏大但后期预应力损失会很大。

五、锁定值与掉压。张拉到位后要锁定,锁定值通常取设计张拉控制应力的60%至70%,具体按设计文件执行。锁定后出现掉压是常态,原因有五种:锚具夹片回缩(一般2至5毫米)、钢绞线与孔道摩擦、锚固段注浆体压缩、地层蠕变、锁定操作时千斤顶卸载过快。正常回缩造成的损失在5%至10%以内,超过15%就要查原因。判断方法是在锁定后24小时、7天、30天各测读一次锚头位移或油压,画出损失曲线。某深基坑项目曾出现锁定后3天掉压20%,检查发现是锚固段注浆不饱满、二次注浆管堵塞,处理方式是补偿张拉并补注浆。

六、补偿张拉什么时候做,怎么做。规范与设计文件通常要求:锁定后24小时内预应力损失超过设计锁定值的10%,应进行补偿张拉;7天内损失超过15%,应查明原因后再补偿。补偿张拉不是简单再拉一次,要按三步做:先测读当前预应力,计算损失量;再按损失量加回缩量确定补张值,一般补张到设计锁定值的105%至110%;最后重新锁定并复测。同一个锚头补偿张拉不宜超过两次,反复张拉会导致夹片齿痕加深、钢绞线局部应力集中。补偿张拉要有记录,包括日期、原锁定值、补张值、复测值、操作人。

七、封锚与防腐是最容易被省掉的一步。张拉锁定并验收合格后,应及时封锚。封锚前要切除多余钢绞线,保留长度不小于30毫米,锚具外露部分涂防腐油脂,加装保护罩,再用微膨胀混凝土或专用砂浆封闭。腐蚀环境下的永久锚杆,锚头部位应做双重防腐。现场常见做法是“先不回填、等基坑回填时再说”,结果锚头在潮湿环境里放三个月,钢绞线与锚具已经锈蚀。封锚质量直接决定锚杆的使用年限,这一条在验收资料里必须留下影像记录。

补充:注浆工艺决定锚固力的上限。锚杆注浆分一次注浆与二次高压注浆。一次注浆用水泥浆或水泥砂浆,水灰比0.45至0.50,注浆压力0.3至0.5兆帕,从孔底开始注,直到孔口溢出浓浆;二次高压注浆在一次注浆体初凝后进行,通过预埋的注浆管对锚固段局部施加2至5兆帕压力,使浆体劈裂渗入周围土体,形成扩大头,可显著提高锚固力。二次注浆的关键参数是注浆量、压力与时间,三个参数都要记录。注浆不饱满是锚杆掉压与抗拔力不足的首要原因,检查方法是看注浆记录的水泥用量是否与理论用量匹配。

补充:自由段与锚固段的处理决定寿命。自由段是锚杆将拉力从锚头传至锚固体的区段,必须与注浆体隔离,做法是套波纹管或缠塑料布加润滑脂,确保张拉时能自由伸长;锚固段是与岩土体粘结的区段,注浆要饱满,必要时二次高压注浆。自由段长度不足,锚杆张拉时拉力直接传给锚固体,预应力损失大;自由段过长,锚固段进入滑移区,抗拔力不足。施工记录里必须写清每根锚杆的自由段长度、锚固段长度、注浆量,这三项是后期复核的唯一依据。

补充:永久锚杆还要做蠕变试验。对永久性锚杆、处于软弱地层或承受长期荷载的锚杆,除基本试验与验收试验外,还应做蠕变试验,观察在恒定荷载下位移随时间的变化,判断锚固体是否会发生长期流变。蠕变试验通常取设计荷载的1.0至1.5倍,持荷时间不少于6小时,记录1、2、5、10、15、30、45、60分钟及以后每小时的位移。蠕变系数超过规定值,说明锚固段处于不稳定地层,需要加长锚固段或改变支护方案。这项试验在基坑工程中经常被省略,但对永久边坡是必需的。

结语:预应力锚杆的可靠性,一半在注浆,一半在张拉锁定。把龄期、分级、两条判据、三次复测这四件事固定下来,掉压就不会变成事故。

参考来源:《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013、《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086-2015、《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012、《锚杆检测与监测技术规程》JGJ/T 401-2017,2026年11月9日整理。