评价预应力深埋锚具结构设计及施工技术

 评价预应力深埋锚具结构设计及施工技术

张群建

杭州正东预应力锚具有限公司，浙江 杭州 311423 

摘要：预应力锚固体系已成为现代土木工程、岩土工程中解决复杂地质条件下安全稳定的关键技术之一。预应力深埋锚不仅在边坡加固、隧道支护、地下工程等领域发挥了重要作用，而且在桥梁建设和大型建筑基础加固等方面也显示了其独特的优势。随着工程规模的扩大以及施工工艺的不断提高，对预应力深埋式锚碇结构设计和施工工艺的要求越来越高，所以探究预应力深埋锚具结构设计及施工技术，为当前相关行业的热议话题。

关键词：预应力；深埋锚具；结构设计；施工技术

预应力深埋式锚碇是一种新型的预应力锚固结构，它是一种新型的预应力锚碇结构。地质条件复杂，不仅表现为岩土材料的多样性与非均匀性，而且还表现为地下水位、地应力场等环境参数的变化。从力学性能上看，预应力锚固系统应具有较高的承载力及耐久性能，以保证其长期稳定与安全，所以探究预应力深埋锚具结构设计及施工技术有着重要意义。

一、预应力深埋锚具结构设计及施工技术应用意义

预应力深埋锚是提高结构整体稳定的关键，施加预应力可有效控制结构变形及裂缝扩展，提高结构耐久性与安全性，可以说预应力技术在高层建筑、大跨径桥梁及地下工程中具有重要的应用价值。合理设计与应用预应力技术，既可降低混凝土用量，又可降低工程成本，满足结构强度与稳定要求，同时，采用预应力技术可以提高材料利用率，降低结构全寿命周期维修费用，这样既节省资源，又符合可持续发展思想，具有显著的社会效益和经济效益[1]。另外，在复杂地质或强震频发地区，采用预应力技术可提高结构变形能力，提高结构灾后恢复能力，锚固于岩体或土层中，可将结构物牢固固持于稳定的地质环境中，有效抵御地震、滑坡等自然灾害的破坏，保障人民生命财产安全。而且随着科学技术的不断发展，预应力在设计、施工和检测上都有了新的突破，采用先进的计算方法及模拟技术，使预应力设计更准确，施工工艺更完善，可提高施工效率与质量，同时，这些技术的进步，也将为相关领域的研究与应用提供宝贵的经验与数据支撑。

二、预应力深埋锚具结构设计及施工技术实践策略

预应力深埋式锚碇是现代土木工程中一种重要的加固方法，在边坡支护、地下工程及地基加固等方面得到了广泛的应用,其主要作用是施加预应力，提高结构的稳定与承载力，进而提高结构的安全与耐久性。然而，由于深埋锚碇施工环境复杂，施工工艺要求较高，因此，如何对其进行合理的设计与施工，是工程界面临的一个重大课题：

（一）结构设计

选用合适的材料是进行预应力深埋式锚碇设计时必须首先考虑的问题，常用的材料有高强钢绞线、锚定器、锚固剂等。材料的选用要根据工程需要，环境条件，经济条件等综合考虑，以保证耐久性和可靠性，如在高湿、强腐蚀环境下，应选用高强钢绞线及耐蚀锚具等。采用耐腐蚀性钢绞线，如镀锌钢绞线、钢绞线等，能有效地延长锚件的使用寿命，可选用1860 MPa高强钢绞线，锚具和环氧树脂作锚固剂，并对其锚固效果进行了分析。这种材料既能满足高强度的要求，又能兼顾耐久性与经济性，且经过严格的材质检测及性能验证，可保证产品的长期稳定可靠。锚碇设计参数的确定是设计中的一个重要环节，设计参数包括锚碇深度、预应力幅值、锚碇间距、锚碇角度等，为了保证锚碇能够有效地承载期望载荷，必须对其进行详细的地质调查与力学分析[2]。如某滑坡治理工程中，为保证锚固深度能达到稳定层，根据地质条件及滑坡体厚度，确定锚固深度20 m；为了确保锚碇能有效地抗滑坡力，通过对滑体自重及外部荷载的计算，确定了每个锚碇的预应力值为1500 kN；根据滑坡体宽度及地质条件，确定锚固间距5 m，确保滑坡体各部位受力均匀；为保证锚碇能有效地抗滑坡力，并减小对滑坡体的扰动，根据滑体倾角及滑动方向，选取了15度的锚固角度（结构设计要点如表1所示）。

表1：结构设计要点

（二）施工技术

    施工前要做好准备工作，包括设备调试、材料检查、人员培训等，同时为了保证施工过程的顺利实施，必须对施工现场进行详细的勘测与标定。具体而言，就是要对施工机械进行全面检修、试运转，以保证其正常工作，不发生故障[3]。材料方面，采购、验收要严格按设计图纸要求，保证质量合格，施工人员必须经过专业训练，熟悉施工程序及安全措施，同时，通过对现场地质情况的详细调查，确定锚固点位置及深度，保证施工的顺利进行。在预应力深埋锚固施工中，钻孔是一个非常重要的环节，钻孔的深度、直径必须严格按设计要求确定，以保证能容纳锚具及锚固剂。如，对于一般的土壤基础，钻孔深度通常为10~15 m，直径为150~200 mm。钻完孔后，开始安装锚钉，锚固剂的选用及使用应保证锚固剂能快速固化，并能提供足够的锚固力，常用的树脂锚固剂，如环氧树脂、固化时间在24小时左右，抗压强度达到60 MPa。锚具安装过程中，要保证锚具与孔壁紧密接触，防止孔壁产生空洞，影响锚固效果。预应力的施加是保证锚具正常工作的重要环节，利用液压拉伸装置向锚定器施加预应力

[4]。预应力的施加要分阶段、逐级递增，以防止一次施加太大的应力而造成锚具损伤或基础结构不稳定。如，设计预应力200千牛的锚碇可分3个阶段施加，每次加载70 KN左右，每次加载后检测并调节张拉力，以保证最终预应力值满足设计要求。

结束语

综上所述，预应力深埋式锚碇结构的设计和施工工艺对现代土木工程的发展具有重要意义，不仅可有效提升结构的稳定与安全，而且可实现复杂地质条件下的高效施工。未来，随着科技水平的不断提高，预应力锚固技术将向智能化、精准化、环保型方向发展。期望该技术能够更广泛地应用于更多的领域，为我国的基础设施建设与城市建设做出应有的贡献。

参考文献

[1]张亚伦.预应力混凝土结构设计与施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(10):155-157.
[2]罗潇,莫纯.预应力技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2024,9(04):91-93.
[3]梁弢,段威,向国平.大跨空间预应力杂交结构设计[J].建筑结构,2023,53(S2):516-520.
[4]李红.预应力混凝土梁-型钢混凝土柱框架结构设计及施工[J].江西建材,2023,(11):269-270+273.