谈谈锚固工程的预应力设置
近来在国内咨询过程中，发现有些坡体锚固工程的“安全系数”越来越高，预应力取值越来越小，锚固段长度越来越大。也有越来越多的朋友感到迷茫而询问。如从材料上看，4根Φ15.24，1860MPa级的钢绞线预应力设置只有220KN/孔，5根Φ15.24，1860MPa级的钢绞线预应力设置只有250KN/孔......换句话说，就是每根钢绞线的预应力只有50KN左右，安全贮备达到发令人难以置信的5倍以上的钢绞线极限拉力。抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢锚固工程预应力取零或不大于100KN，实在是非常遗憾。而普通拉力型锚索的锚固段长度在钻孔孔径不大于150mm的情况下，达到了15m、20m，乃至骇人的25m。这与规范建议的不宜超过10m的最大值相差了太多的倍数。以上这些情况的出现，究其原因是对预应力锚固工程的应用条件、材料性能和规范掌握情况不熟练造成的。下面依据公路规范和工程中成功应用多年来的实际经验对其进行说明。
也就是说，作为公路岩土工程中最常用的Φ15.24mm，抗拉强度标准值为1860MPa的钢绞线，永久工程中单根钢绞线的控制性拉力（预应力）以不大于0.5×14×1860=130.2KN为宜；临时工程中单根钢绞线的控制性拉力以不大于0.65×14×1860=179.3KN为宜。对于公路岩土工程中最常用的Φ25mm，抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢，永久工程中单根精轧螺纹钢的控制性拉力（预应力）以不大于0.7×4.91×930=319.6KN为宜；临时工程中单根钢绞线的控制性拉力以不大于0.8×4.91×930=365.3KN为宜。对于公路岩土工程中最常用的Φ32mm，抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢，永久工程中单根精轧螺纹钢的控制性拉力（预应力）以不大于0.7×8.03×930=522.7KN为宜；临时工程中单根钢绞线的控制性拉力以不大于0.8×8.03×930=597.4KN为宜。也就是说，地层对预应力锚固工程锚固段，浆体与孔壁之间的摩擦力宜取岩土体粘接强度特征值一定安全系数折减的数值。如上表。从而有效防止在预应力锚固工程的有效使用期限内出现工程失效或过大损耗。当地层提供的锚固力偏低不能满足设计要求时，可采用扩孔调动钻孔周围更大范围的岩土体实现工程锚固，或采用二次注浆工艺提高钻孔周围地层的粘接强度来实现预应力锚固工程的锚固力。综上，在确保预应力锚固工程安全和兼顾经济的条件下，其预应力设置一般情况下如下：对于Φ15.24，1860MPa级的单根钢绞线永久性预应力宜设置为100≤F≤130KN，临时工程宜为150≤F≤180KN；对于Φ25mm，抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢，永久工程中单根精轧螺纹钢的控制性拉力宜为250≤F≤320KN，临时工程宜为280≤F≤365KN。对于Φ32mm，抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢，永久工程中单根精轧螺纹钢的控制性拉力宜为350≤F≤520KN，临时工程宜为500≤F≤600KN。锚固段长度宜不大于10m和不小于3m，确实由于锚固力不足时，应采用对应的工艺进行处治，不可一味的提高锚固段长度。否则，即使设置多么长的锚固段，也由于锚固工程的锚固段应力集中问题而导致锚固段逐段破坏。
