压力分散型锚索与让压分散型锚索的对比分析

庞锐剑，周俊文，雷欢，左海宁

摘要：让压分散型锚索解决了压力分散型锚索的固有缺陷，具有较强的应用潜力，越来越受关注。本文从锚索结构、锚固荷载传递、施工工艺、优缺点等方面分析了压力分散锚索与让压分散锚索的差异性，可为实际工程应用提供参考。 

关键词：锚索；压力分散型；让压分散型；

Comparison and Analysis of Pressure Dispersion Anchor Cable and Pressure Dispersion Anchor Cable 

Pang Ruijian, Zhou Junwen, Lei Huan, Zuo Haining

Liuzhou OVM Machinery Co., Ltd，Liuzhou 545006,China

Abstract:The pressure dispersing anchor cable solves the inherent defects of the pressure dispersing anchor cable, has strong application potential, and attracts more and more attention.  This paper analyzes the difference between pressure-dispersed anchor cable and pressure-dispersed anchor cable from the aspects of anchor cable structure, anchor load transfer, construction technology, advantages and disadvantages, which can provide reference for practical engineering application.

Key words: anchor cable;  Pressure dispersion type;  Pressure dispersion type; 

1前言

压力分散型锚索具有防腐性能好、锚固承载力高，在岩土锚固工程中得到了大量的应用。而让压分散型锚索作为压力分散型锚索的改进型锚索，解决了压力分散型锚索的固有缺陷，具有较强的应用潜力。本文以工程常用三级锚固单元的6孔压力分散型锚索与让压分散型锚索为例，通过对锚索结构、锚固荷载传递、施工工艺、优缺点等方面探讨分析两者的差异性，以供实际工程应用提供参考。

2锚索结构

如图1、图2所示，压力分散型锚索由三级不同长度的单元锚索构成。每级单元锚索把2根无粘结钢绞线通过挤压套、挤压簧对称锚固在承压板上，每根钢绞线只锚固1个挤压套、1个挤压簧。

图1压力分散型锚索结构示意图

图2压力分散型锚索单元结构示意图

如图3、图4所示，让压分散型锚索由三级等长度的单元锚索构成。第一级单元锚索把6根无粘结钢绞线通过挤压套、挤压簧对称锚固在承压板上；第二级、第三级单元锚索都是把6根无粘结钢绞线通过让压套、让压簧对称锚固在承压板上；每根钢绞线锚固1个挤压套、1个挤压簧，以及2个让压套、2个让压簧。

  图3让压分散型锚索结构示意图

  图4让压分散型锚索单元结构示意图

3锚固荷载传递

压力分散型锚索与让压分散型锚索都是把锚索的总张拉力分级转换为对岩土体锚固力，最终实现分散锚固段的锚固力。但是对锚索结构而言，两者的荷载传递存在显著差异。假定每根钢绞线设计载荷为F，则锚索的总设计载荷为6F。

对于压力分散型锚索，每个挤压套、挤压簧承受荷载为F，每级单元锚索由2根钢绞线承受载荷，则每级单元锚索的承受荷载为2F。

对于让压分散型锚索，由于让压锚具有让压功能，即能实现恒力屈服，能将超过额定让压力F/3的其余荷载传递出去（每根钢绞线张拉的载荷F，首先经过第三级让压锚具，承受荷载F/3；然后经过第二级让压锚具，也承受荷载F/3，剩余的荷载F/3由第一级挤压锚具承受）。由于每个让压簧套、让压簧，及每个挤压套、挤压簧承受载荷均为F/3，且每级单元锚索中，6根钢绞线全部承受载荷，则每级单元锚索承受荷载2F。

4施工工艺

压力分散型锚索与让压分散型锚索的主要施工工艺基本一致，主要包括钻孔、锚索制作及安装、注浆、锚墩制作、张拉及锁定、封锚等。其中锚索制作、锚索张拉控制工艺存在显著差异。

4.1锚索制作

在压力分散型锚索中，每个单元锚索需要的2根钢绞线长度不同。下料后，需对无粘结钢绞线一端剥除一定长度的PE并清洗干净油脂，并对各级的单元锚索进行标记区分。然后使用挤压机在剥处PE的钢绞线段上挤压安装挤压套、挤压簧。

在让压分散型锚索中，每个单元锚索需要的钢绞线长度相同（即6根钢绞线长度相同）。下料后，除了对无粘结钢绞线一端剥除一定长度的PE并清洗干净油脂外，还需要对第二级、第三级让压锚具安装的位置剥除一定长度的PE并清洗干净油脂。然后使用挤压机在剥处PE的钢绞线段上挤压安装挤压套、挤压簧和让压套、让压簧。

4.2锚索张拉

    压力分散型锚索，由于各单元锚索长度不同，张拉时需采用差异分级张拉，张拉工艺有两种，即等位移张拉和等荷载张拉。采用等位移张拉工艺时，需根据设计荷载与各级单元锚索长度计算出各单元之间的位移差异。然后先对各单元锚索补偿位移差异，最后才能对锚索整体进行同步分级张拉。采用等荷载张拉工艺时，需要先张拉第一级单元锚索；然后在第一级单元锚索承受荷载的基础上张拉第二级单元锚索；接着在第一级、第二级单元锚索承受荷载的基础上张拉第三级单元锚索；最后在各级单元锚索都承载的基础上进行分级张拉。

让压分散型锚索，由于各单元锚索长度相同，张拉方式与普通拉力型锚索一致，只需整体张拉，即对所有的钢绞线同时施加荷载，分级张拉，直至达到设计荷载，再进行超张拉锁定。

5优缺点分析

（1）结构上，压力分散型锚索需要的钢绞线用量较少，结构更简单；而让压分散型锚索钢绞线全部等长，需要的钢绞线用量较多；并且需要比压力分散型锚索多使用了让压套、让压簧；而实际工程中为降低承压板前端的锚下应力，让压分散型锚索一般都配置摩擦棒（压力分散型锚索一般不配置摩擦棒），结构相对复杂、成本也相对较高。

（2）制索时，压力分散型锚索需根据每个单元锚索长度要求下料不同长度钢绞线，同时需要对各级单元锚索进行标记区分，避免对后续的分级张拉造成混乱。而让压分散型锚索在制索时，在每根钢绞线剥除PE安装让压套、让压簧的位置需要严格控制一致、要求较高。让压套、让压簧安装的位置不是在钢绞线的端部，安装时，需要使用两半式的挤压磨具，挤压控制要求较高。

（3）张拉时，压力分散型锚索在钢绞线单根预紧后，需要进行位移或荷载差异分级补偿张拉，然后才能进行整体分级张拉，张拉工艺比较繁琐、复杂，而让压分散型锚索在单根钢绞线预紧之后可直接采用整体分级张拉工艺，无需补偿张拉，张拉工艺比较简单。

（4）压力分散型锚索在锚固段内，每根钢绞线的应力F集中位置在钢绞线端部安装挤压套、挤压簧的位置；而让压分散型锚索在锚固段内，每根钢绞线的应力F分散在钢绞线安装让压套、让压簧和挤压套、挤压簧的位置，每根位置承受的应力为F/3，钢绞线应力得到分散，受力更合理。此外，压力分散型锚索的每个承压板均布2个钢绞线的承压点；而让压分散型锚索的每个承压板均布6个钢绞线的承压点，承压板的承压更均匀。

（5）锚索张拉完成后，各根钢绞线的受力是相同的，但是长期工作时，岩土体产生变形或移位，压力分散型锚索由于钢绞线不等长造成的应力损失量或增量不同，最终导致各钢绞线受力不均匀（短的钢绞线应力损失大或应力增量大，长的钢绞线应力损失小或应力增量小）；而让压分散型锚索则不会出现钢绞线应力损失不均匀的情况。因此，在岩土体产生较大的变形或位移时，短的钢绞线应力增长较快，容易造成较短的钢绞线先破断，从而导致整束锚索各钢绞线依次失效，而让压分散型锚索更具备适应性，结构更加可靠和安全。

6结语

本文通过对锚索结构、锚固荷载传递、施工工艺、优缺点等方面探讨分析常用三级锚固单元的6孔压力分散型锚索与让压分散型锚索的差异性，可为实际工程选用提供参考：压力分散型锚索与让压分散型锚索在应用中均能实现锚固段锚固力分散。让压分散型锚索的结构相对复杂，制索要求比较严格，成本更高；但是锚索张拉工艺简单、控制方便，钢绞线受力分散，锚索索体内部结构受力更均匀和可靠，更适用在岩土大变形和位移工况。

7展望

随着社会发展，许多岩土工程需要采用临时锚索进行加固，工程完成后，需要对岩土重新开挖及利用，这通常需要采用可回收锚索。而采用让压锚具组成可回收锚索可以为解决该问题提供有效的方法，如图5所示，将让压分散型锚索的第一级挤压锚具换成让压锚具，在锚索回收时，只要将张拉力张拉至超过让压锚具额定让压力之和，便可以将钢绞线抽出，实现钢绞线的回收，可为可回收锚索工程提供参考。

 图5可回收式让压分散型锚索单元结构示意图

参考文献

[1] 甘国荣，吕志诚等. 载荷分散型锚索的改进研究及应用. 预应力技术，2014年第1期.

[2] 程良奎，邓生庆等. 《岩土锚杆(索)技术规程》北京，中国计划出版社，2005.

[3] 闫莫明，徐祯祥等.《岩土锚固技术手册》北京，人民交通出版社，2004.