锚索的设计值、锁定值与张拉值关系

在锚索工程中，有些技术人员或现场管理人员对锚索不同类型的预应力数值存在一定的模糊。基于此，应朋友们的要求，笔者在此对锚索工程中的设计值、锁定值和张拉值的定义、形成和相互之间的关系进行说明，供大家在工程实践中应用参考。

1、锚索设计值：指依据一定的工程斜坡安全系数计算分析后，要求在锚索预应力作用下所产生的拉力，确保工程斜坡的工后安全系数满足相关规范或设计要求而规定数值。即要求在工程斜坡安全使用的年限范围内，在考虑岩土层、锚索徐变和蠕变等作用下，在锚索设计拉力作用下，应能确保工程斜坡保持不低于规范安全系数要求。

2、锚索锁定值：指锚索在施工张拉的过程中，千斤顶卸荷后造成组成锚索的钢绞线回缩，带动锚具夹片使钢绞线锁定于锚头锚具后剩余的锚索预应力数值大小。由于锚索在张拉的过程中，不可避免产生这种锚索预应力降低，因此，锚索的张拉值永远大于锚索的锁定值。这种由于锚索张拉系统造成的预应力损失，笔者多年施工现场的试验发现可达15~30%，甚至更高。而如果在锁定过程中出现过大的锚索的锁定偏离设计拉力值，甚至在叠加地层的徐变或蠕变后导致这种情况更加恶化，造成工程斜坡的稳定性不能满足规范或设计要求时，可在初次张拉后的15~30天后进行锚索的补偿张拉，对锚索预应力进行予以补偿。但需要说明的是，锚索的补偿张拉不宜大于2次，否则极易造成锚头锚具夹片的滑丝，造成锚索预应力在后期应用中出现过快损失。也就是说一旦超过2次的补偿张拉，就宜更换新的锚具夹片替换受损的原夹片。

3、锚索张拉值：指锚索张拉过程中，千斤顶卸荷前锚索所达到的最大预应施加值。锚索的张拉值确定与所加固的工程斜坡稳定度、岩土体性质、张拉过程中的预应力损失等密切相关，需要综合考虑后予以确定。

依据工程斜坡中不同的加固防护需求，锚索的张拉值又分为超张拉和欠张拉两种形式。

（1）对于边坡工程，为有效控制坡体开挖后的卸荷松弛，减小坡体物理力学强度的衰减而尽量使其保持在峰值强度，以及减小岩土体高应力作用下发生徐变、蠕变导致锚索预应力随着时间的推移而减小，故工程中多采用超张拉工艺，即锚索在预应力施加时采用超过设计值一定比例进行张拉。故规范要求在岩质边坡加固防护中，要求锚索的张拉力宜不小于设计拉力的110%，土质边坡边坡加固防护中，要求锚索的张拉力宜不小于设计拉力的120%，呈现出岩土体承载力（强度）越小而超张拉力越大的特点，从而尽量减小地层在锚索的高预应力作用下出现压缩产生徐变而导致锚索预应损失的情况出现。

（2）对于滑坡工程，由于滑坡下滑力计算过程中的控制性最不利工况出现的概率较低，且进行工程处治的滑坡往往稳定性较差而处于不同程度的变形过程中，由此会导致锚索的预应力随着坡体变形而不断自动增大而可能达到设计拉力。因此，为减小锚索在高应力状态下出现应力腐蚀，以及防止锚索在滑坡变形的过程中出现过高的预应力，故工程中多采用欠张拉工艺，即锚索在预应力施加时采用小于设计值一定比例进行张拉。故规范要求在滑坡处治中，要求锚索的张拉力宜为设计拉力的75~85%左右。

需要说明的是，有的规范中要求在滑坡处治中锚索的张拉力为设计拉力的50~70%，这可能是欠妥的。因为，过低的张拉力不利于滑坡稳定性的提高，且锚索在施工张拉的过程中由于千斤顶卸载，使钢绞线回缩带动夹片锁定于锚具的过程中，必然会存在较大预应力损失。因此，过低的欠张拉力预应力，在叠加千斤顶卸荷造成的钢绞线回缩后，将可能导致锚索锁定后的预应力远小于锚索的设计拉力，而这是非常不利于锚索工程对滑坡稳定性提高的。由此，可知，在滑坡处治工程中，锚索的欠张拉力宜为设计拉力的75~85%左右是比较合理的。