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SL212-2012 水工预应力锚固设计规范.pdf

对锚索实施张拉和锁定的支撑装置

2.1.12有粘结预应力锚索

锚索锁定灌浆后，自由段钢绞线与被锚固介质之间不能产 对滑动的预应力锚索。

QC/TWH 0002S-2015 济南诚泰万和食品配料有限公司 复合调味料2.1.13无粘结预应力锚索

锚索锁定灌浆后，自由段钢绞线与被锚固介质之间可以相 动的预应力锚索

当预应力锚索的张拉力达到设计值时，锚索材料的平均应 与锚索材料抗拉强度标准值的比值，

根据锚固设计需要，并考虑一定的安全裕度和岩石流变、 土徐变及钢材松弛可能引起的预应力损失后，确定的每根锚 施加的张拉荷载。

2.1.16设计锚固力designanchoringforce

由各种因素造成的预应力损失均完成后，锚索中永久 荷载。

为消除由于锚索与孔壁的摩擦、锚具的压缩和锚索的 引起的预应力损失，施工时将设计张拉力提高后的张拉荷

预应力锚索张拉作业前，为使锚索中各股钢丝或钢绞线受 匀，所进行的初期张拉作业。

预应力锚索锁定后，为补偿预应力损失而进行的再 作业。

锚索受力时，锚固段注浆体处于受拉状态的预应

在同一根锚索的锚固段中，若干组不等长的钢绞线在不同 与孔壁粘结，将拉力分散的预应力锚索。

2.1.23压力分散型锚索

在同一根锚索的锚固段中，采用若干组承载体将锚固段注 的压力分散的预应力锚索

2.1.24拉压复合型锚索

同一根锚索锚固段，由若干组拉力型和压力型锚索组 应力锚索

2. 1. 25 回缩量

预应力锚索锁定时，直由段钢丝或钢绞线回缩的量值

L 预应力锚索长度； L1 锚固段长度； L2 自由段长度； L3 锚头部位钢绞线长度； P 单根预应力锚索超张拉力； P 单根预应力锚索设计张拉力； C 胶结材料与孔壁的粘结强度； D 锚索孔直径； n 同根锚索预应力钢丝或预应力钢绞线股数； 单根预应力锚索所控制的面积； q 引起围岩失去稳定的下滑力； P1 需要预应力锚索提供的支护抗力； P2 由砂浆锚杆提供的支护抗力；

3.1.1 预应力锚固设计应具备以下基本资料： 1 建筑物级别及工程布置图。 2 水工建筑物的基本参数，荷载组合和运行特性。 3 锚固区域地形地质条件。 施工条件。 有关材料的物理力学指标。 3.1.2 布置预应力锚索区域的地质勘察应按GB50487的规定 进行。锚固设计时应具备以下地质资料： 1 锚固工程部位的地质平面、剖面图。 2 锚固区岩（土）体的范围和边界条件。 3围岩质量、主要构造的产状、各种结构面的组合关系、 地应力及地下水的资料。 4锚固工程所涉及部位的岩（土）体物理力学性质及参数 和可能失稳结构面的C值和中值等。 5被锚固区域的地下水水质腐蚀性离子指标等。 3.1.3重要部位的锚固，应经原位试验获取必要的物理力学试 验参数。

3.2.1锚索材料可根据工程性质、工程规模、锚固部位等情况， 选择高强度、低松弛的预应力钢丝、钢绞线、无粘结预应力筋 螺纹钢筋或高强材料制成的中空预应力锚杆。 3.2.2采用高强预应力钢绞线或高强预应力钢丝作为锚索材料 时，其力学性质应分别符合GB/T5224和GB/T5223的规定。

3.2.3采用无粘结预应力筋做锚索时，所用材料性质应符合以

下规定： 1制作无粘结预应力筋的钢材，其材料性能应符合GB/T 5224或GB/T5223的规定。 2无粘结预应力筋涂料层应采用专用防腐油脂，其性能应 满足以下要求： 1）在一20～十70℃温度范围内，不流涧、不裂缝变脆 并有一定韧性。 2）使用期内化学性能稳定。 3）对周围材料无侵蚀作用。 4）不透水、不吸湿，防水性能好。 5）防腐性能好。 6）润滑性能好，摩阻力小。 3无粘结预应力筋外包层应采用聚乙烯或聚丙烯，严禁使 用聚氯乙烯。外包层材料性能应符合以下要求： 1）在一20～十70℃温度范围内，低温不脆化，高温化学 稳定性好。 2）应具有足够的韧性、抗破损性。 3）对周围材料无侵蚀作用。 4）防水性能好。 3.2.4采用高强螺纹钢筋做预应力锚杆材料时，其材料性能应 符合GB/T20065的规定。 3.2.5预应力锚索的锚头和预应力钢筋连接器的性能和质量应 符合GB/T14370的有关规定

3.2.4采用高强螺纹钢筋做预应力锚杆材料时，其材料

3.2.6锚固段和预应力锚索封孔灌浆应采用硅酸盐水泥或普通 硅酸盐水泥，其质量应符合GB175的规定。当地下水有腐蚀性 时，应采用特种水泥。 3.2.7锚墩混凝土材料应满足SL191的规定，钢垫板材质应符 合 GB 700 的相关规定

.1锚固设计应包括以下内容

3.3锚固设计的基本要习

1 确定锚固范围和锚固深度。 2 选择锚固方式。 3 计算锚固力。 确定预应力锚索数量，选择布置方式。 确定锚索结构型式及各项参数。 绘制工程锚固设计布置图和结构图，并编制技术要求。 提出处于复杂地质条件下的锚固段处理措施。 8 进行锚固监测设计。 3.3.2 预应力锚索的锚固范围和施加的锚固力应根据工程地质 勘察资料、软弱结构面的位置、产状和力学性质或结构物的受力 状况等，按稳定分析结果确定。 3.3.3单根预应力锚索的设计张拉力及超张拉力，应根据以下 因素确定： 1保证被锚固结构物安全运行需要的总锚固力。 2 围岩流变或混凝土徐变及钢材松弛可能产生的应力损失 3 锚固介质和胶结材料力学指标。 4 预应力锚索材料力学指标。 5 锚夹具的类型、张拉设备出力和施工场地条件。 3.3.4预应力锚索的数量，应根据总锚固力和单根预应力锚索 设计锚固力确定。 3.3.5对边坡、地下洞室和基础锚固所采用的预应力锚索，其 长度应根据潜在破坏面的位置和在稳定的介质中的安全胶结长度 等条件确定。 3.3.6对于水工建筑物加固采用的预应力锚索，其长度应根据 结构物尺寸和应力分析结果确定。 3.3.7岩体锚固中的预应力锚索应按以下原则布置：

3.5对边坡、地下洞室和基础锚固所采用的预应力锚索， 度应根据潜在破坏面的位置和在稳定的介质中的安全胶结长 条件确定。

结构物尺寸和应力分析结果确定

3.3.7岩体锚固中的预应力锚索应按以下原则布置：

1锚索的布置应能提供均匀的锚固力。应根据锚索的数量、 施工条件、工艺要求，选用方形、梅花形、矩形或菱形布置。 2预应力锚索的轴线方向，宜按最优锚固角布置。 3当采用群锚时，相邻预应力锚索的锚固段宜错开布置，

必要时可调整锚索角度。

3.3.8水工建筑物中的预应力锚索应按以下原则布

1闸墩中的预应力锚索，应根据闸墩的结构形式、锚块形 式、闸墩的应力分布和施工条件，经综合比较确定。 2混凝土预应力衬砌中的环形锚索，应根据应力分析的结 果、采用的锚索材料种类和施工条件确定。 3混凝土坝体和坝基、闸室、消力池（塘）和挡墙等其他 水工建筑物中的预应力锚索，应根据稳定分析和应力分析结果 布置。

3.3.9永久性预应力锚索，应根据工程的重要性、周围介质和 渗透水的化学性质等条件，对预应力锚索进行防腐、防锈保护 设计。

3.3.10在重要工程或工程的重要部位，应布置一定数量的试验

性锚索，以合理确定设计张拉力、超张拉力及可能产生的预应力 损失，还应测定被锚固介质可能产生的压缩变形等，并复核设计 选定参数的合理性。

4.1.3预应力锚索的长度由被加固岩（土）体的位置决定，伸

4.1.5永久性锚固工程应选用胶结式预应力锚索。当单根预应

锚索的设计锚固力小于1000kN，锚固区岩石抗压强度大 MPa，需要迅速实现张拉的锚固工程或难以使用胶结式锚固 可选择机械式锚固方式。

4.1.6当计算的锚固段长度大于10m时，宜选择拉力分

1永久性预应力锚索宜选择高强度、低松弛的钢绞线或 钢丝。 2一般情况下，应优先采用有粘结预应力锚索；承担观测 任务和有补偿张拉要求的预应力锚索，应采用无粘结钢绞线作为 锚索材料。 3当要求预应力锚索具有一定的刚度，或对于预应力锚索 安装有特殊需要时，可采用高强螺纹钢筋。 4当锚固区域岩体较为破碎，成孔困难时，也可选用自钻

4.2.1锚索体设计应包括：选择锚索体材料，确定设计锚固力 设计张拉力、锚索根数、锚索体结构（隔离架、对中支架位置， 排气管、灌浆管、止浆环等布置）、锚索孔径及锚索体防护措 施等。

4.2.2采用预应力钢丝或钢绞线做锚索体时，钢材

数不宜大于材料抗拉强度标准值的60%；采用高强螺纹钢筋或 高强中空自钻式杆材时，钢材强度利用系数不宜大于材料抗拉强 度标准值的65%。

4.2.7封孔灌浆后 锚索的水泥浆或水泥砂浆保护层厚庄 于 20mm。

4.3锚固段的结构设计

Li = k 元DC L1 = k πdci?

4.3.2锚固段长度不宜大于10m。当计算的锚固段长度大于 10m时，宜采取改善锚固段岩体质量、扩大锚固段孔径或采取 拉力分散型或压力分散型锚索等措施，并对锚固段结构进行专项 设计。 4.3.3应根据锚固工程的需要和锚固段的岩体强度、锚固段结 构等因素，选择水泥浆、水泥砂浆或树脂作为胶结材料。水泥浆

：3.3应根据锚固工程的需要和锚固段的岩体强度、锚固段结 构等因素，选择水泥浆、水泥砂浆或树脂作为胶结材料。水泥浆 及水泥砂浆胶结材料的抗压强度不宜低于35MPa，树脂胶结材 料的抗压强度不宜低于 50MPa。

4.3.4拉力分散型或压力分散型锚索的锚固段单元分级数量及 各单元钢绞线长度，应根据锚索总长度、锚固段地质条件、钻孔 直径、注浆体抗压强度等因素综合确定。每个单元的锚固力应分 别计算。各锚固单元锚固力之和应大于单根锚索设计的总锚 固力。

4.4.1锚头应由锚墩、孔口承压板、工作锚及封孔保护等部件 组成。观测锚索还应包括监测锚固力的测力装置。 4.4.2锚头部位钢绞线的长度应由锚墩和承压板厚度，工作锚 工具锚和张拉设备的高度另加0.3～0.5m裕量之和确定，对于 观测锚索还应加上测力传感器的高度。 4.4.3锚头各部件的承载能力，应与单根锚索的最大张拉力相 匹配，其材料性能应符合GB/T14370的规定。 4.4.4锚索锁定时，钢丝或钢绞线长度的回缩量不应大 于 5mm。

锚索锁定时，钢丝或钢绞线长度的回缩量不应大

4.4.5孔口锚墩形式和结构尺寸应根据预应力锚索的设计张拉

力和孔口地质条件确定。锚墩的承压面应与预应力锚索张拉方向 相垂直。锚墩混凝土强度等级不宜低于C30，其抗冻性应满足 SL211的要求。锚墩中还应预留灌浆孔和排气孔。 4.4.6混凝土锚墩顶面应铺设钢垫板，钢垫板与混凝土面应紧 密接触，与工作锚接触面应平整、光洁。钢垫板厚度可根据锚索 的张拉荷载确定，但不宜小于20mm。

4.5预应力锚索的防护设计

5.1应根据工程的重要程度、被锚固区域的地下水性质、 锚固力等因素对预应力锚索进行防化学腐蚀、防应力腐蚀、 电腐蚀等专项防护设计。

4.5.1应根据工程的重要程度、被锚固区域的地下大

4.5.10无粘结锚索锚头部位的防护应遵守以下规定：

1当永久性预应力锚索张拉锁定后，应及时对锚头涂以防 腐材料，再用混凝土封闭，封闭厚度不应小于100mm。 2采用盒具保护时，盒内应填充防腐材料。

4.6.1预应力锚索张拉之前，应对每股钢绞线实行预张 张拉后逐股锁定钢绞线。预张拉施加的张拉力可按设计张 10%控制。

4.6.2为保证预应力锚索锁定后能保存设计需要的设计引

进行超张拉。一般情况下超张拉力的数值宜为设计张拉力 0%，特殊情况不宜超过设计张拉力的115%

4.6.3预应力锚索张拉程序设计应遵守以下规定：

1张拉力应分级施加，逐级增加至超张拉荷载，一般情况 下可分四一五级施加。 2每级张拉荷载下应持荷5min，并测定预应力锚索的实际 伸长值。 3达到超张拉力时，应持荷5min测定伸长值后锁定。锁 定完成后应测定钢丝或钢绞线实际回缩量，

4.6.4以下工程部位布置的预应力锚索，应通过试验或

测结果对预应力锚索的张拉程序进行专门设计： 1大型地下洞室群锚区域的预应力锚索。 2膨胀性岩（土）层中布置的预应力锚索。 3高地应力岩层中布置的预应力锚索，

5.1.1采用预应力锚索加固的岩质边坡，其稳定性应满足SL 386一2007第3.4.2条的规定。对边坡失稳后可能造成重大损失 的重要锚固工程，经论证，其稳定安全系数应大于1.5。 5.1.2预应力锚索的布置应根据可能失稳的软弱结构面位置 产状、需要加固的范围和单根锚索的锚固力确定。 5.1.3预应力锚索应均匀布置，间、排距宜为3～6m。 5.1.4 预应力锚索的锚固角度，宜按以下原则确定： 1宜按式（5.1.4）确定锚固角度：

5.1.1采用预应力锚索加固的岩质边坡，其稳定性应满足SL

β=α 45°+ P 2

式中β最优锚固角（同水平面的夹角）； α一滑动面倾角; 一内摩擦角。 2当确定的最优锚固角度为一10<β<十10°时，锚固角度 宜调整至一10°或β≥十10。 3难以按最优锚固角布置时，应通过技术、经济比较确定 调整幅度。 5.1.5当锚头部位岩体质量不满足锚索承载力要求时，可采取 加士供瑞目中一法温海故冰管址

5.1.6岩质边坡锚固区域的截水、排水设计，应遵守SL386 2007的规定

5.1.6岩质边坡锚固区域的截水、排水设计，应遵守SL386

土质边坡采用预应力锚索加固措施后，边坡的稳定性应 SL 386—2007第 3.4.2 条的规定

5.2.2滑动面为土层与岩层的结合面时，锚固段应设置在稳定 的岩层中。

5.2.3滑动面在土体中时，锚固段应设置在稳定的土体

固段的长度应满足施加的超张拉力需要。不满足需要时，应采取 扩大锚固段孔径或采用拉力分散型、压力分散型锚索结构的 措施。

5.2.4预应力锚索的锚固角应按 5.1.4条的确定

5.2.6土体中锚索的锚墩应与混凝土格梁、挡墙等支挡 成整体

5.2.7土质边坡锚固区域的截水、排水设计，应遵守 SL 386

2.7土质边坡锚固区域的截水、排水设计，应遵守SL386 07的规定。

6.1.1经稳定分析，对地下洞室中范围较大的压剪破坏区、塑 性区和不稳定块体，可采用预应力锚索加固。 6.1.2预应力锚索提供的单位面积支护抗力可按式（6.1.2）确定：

式中Pi 由预应力锚索提供的单位面积上的支护抗 力，MPa; Q1一一单根锚索的设计锚固力，N； A一一单根锚索的控制面积，mm?。 6.1.3当采用预应力锚索和普通张拉锚杆、钢筋网喷射混凝土 综合措施进行系统加固后，其围岩稳定安全系数应满足式 (6. 1. 3) 要求 :

6.1.3当采用预应力锚索和普通张拉锚杆、钢筋网喷射混凝土 综合措施进行系统加固后，其围岩稳定安全系数应满足式 ( 6. 1. 3) 要求 :

中K——围岩稳定性安全系数，按工程重要程度取K=1.5 ~1.8; P一 围岩稳定所需要的最小单位面积上的支护抗 力，MPa; P1一一由预应力锚索提供的单位面积上的支护抗 力，MPa; P2一一由普通张拉锚杆提供的单位面积上的支护抗 力，MPa; P:一4 钢筋网喷射混凝土提供的单位面积上的支护抗 力，MPa; 围岩本身具有的单位面积上的抗力，MPa。

中　K—围岩稳定性安全系数，按工程重要程度取 K=1.5 ~1.8; P; 围岩稳定所需要的最小单位面积上的支护抗 力，MPa; P1一一由预应力锚索提供的单位面积上的支护抗 力，MPa; P2—一由普通张拉锚杆提供的单位面积上的支护抗 力，MPa; P:一4 钢筋网喷射混凝土提供的单位面积上的支护抗 力，MPa; P 围岩本身具有的单位面积上的抗力，MPa。

6.1.4预应力锚索应穿过压剪破裂区或塑性区，锚固段应布置 在没有扰动的弹性区内，锚固段长度应满足4.3.1条的规定。 6.1.5预应力锚索的间距不宜大于预应力锚索自由段长度的 1/2，但最小间距不宜小于4m。 6.1.6拱部预应力锚索应按承担全部塌滑体重量确定锚固力。 6.1.7边墙部位的锚索，应根据节理裂隙的组合关系，考虑塌 滑体周围岩体的嵌固作用后，按岩质边坡的规定，确定预应力 索的锚固力。 6.1.8两相邻大型地下洞室间的岩墙、宜优先采用对穿式预应

6.1.8两相邻大型地下洞室间的岩墙，宜优先采用对穿式预应 力锚索。

6.2.1岩壁吊车梁可采用预应力锚索（杆）进行加固

力锚索（杆）的设计锚固力。采用刚体平衡法计算时，单位梁长 预应力锚索（杆）的数量可按式（6.2.2）确定：

KF = A,f fy, = 0.8fptk

件，经过技术经济比较确定。

构物的布置和施工条件确定锚索长度和布置。当单根预应力 的设计锚固力大于3000kN时，可考虑采用拉力分散型或压 散型锚索体系。

7.1.5对于岩体裂隙发育或较为软弱破碎的坝基，应在

对锚固区域的岩体进行固结灌浆，固结灌浆的设计应符合相 范的规定。

7.1.6对坝体裂缝等缺陷采用预应力锚索加固时，应选

于原建筑物强度要求的锚固力。其锚固段应布置在坝体的不同 高程。 7.1.7对坝体裂缝实施预应力锚固后，需要灌浆时，还应控制

于原建筑物强度要求的锚固力。其锚固段应布置在坝体 高程。

1.7对坝体裂缝实施预应力锚固后，需要灌浆时，还应控 浆压力。

7.2预应力混凝土闸墩锚固

7.2.1当弧形闸门承受的总推力设计值达到25000kN以上时， 可考虑采用预应力混凝土闸墩。预应力混凝土闸墩结构设计应遵 守SL191的有关规定。

7.2.2预应力混凝土闸墩可用结构力学法计算，并采用

限元法进行复核。必要时，可采用结构模型试验加以验证

7.2.3预应力混凝土闸墩的锚固设计应包括以下内容：

1预应力锚索合力应通过支铰中心，主锚索在闸墩立面上 的布置，应沿弧门推力方向呈辐射状扩散，与弧门推力方向的夹 角宜为一10°～十10°。主锚索宜长、短相间布置。 2中墩主锚索在平面上宜对称布置，边墩和缝墩为非对称 布置。主锚索在闻墩平面上的投影，宜平行于闸墩侧立面或与匣 墩侧立面成1°～3°的夹角。主锚索宜靠近闸墩外侧面，但不宜小 于500mm。主锚索间距不宜小于400mm。 7.2.5闸墩的支撑结构中，应设置一定数量的次锚索。

7.2. 5闻墩的支撑结构中，应设置二

2.6应根据锚索的直径和保护层厚度确定锚索的穿索孔直 用有粘结钢绞线时，保护层厚度不宜小于20mm；采用无粘 绞线时，保护层厚度不宜小于10mm。穿索孔道宜采用预理 管或钢管等。

7.2.7锚固区域的混凝土强度等级不应低于闸墩本身混凝土强

7.2.7锚固区域的混凝土强度等级不应低于闸墩本身混凝土强 度等级，且不应低于C30。混凝土锚块和颈部等部位的混凝土强 度等级不宜低于 C40

7.3闸室、消力池（塘）和挡墙锚固

7.3.1当闸室、消力池（塘）和挡墙的稳定性不满足要求时： 可采用预应力锚索进行加固。 7.3.2对闸室、消力池（塘）采取锚固措施时，其稳定性应满 足SL253和SL265的规定。 7.3.3对挡墙采取锚固措施时，其稳定应满足SL379的规定 并应符合以下要求： 1挡墙承受的荷载QSDYT 0007S-2015 山东云亭食品有限公司 调味油，由预应力锚索施加的阻滑力和挡墙的 自重共同承担

根据挡墙稳定分析结果，确定锚索的数量和单根锚索的 根据挡墙的用途、结构和可能破坏方式，选择最优的锚

7.4水工隧洞混凝土衬砌环形预应力锚索

7.4.1对承受较高内水压力的水工隧洞，经过技术经济比较可 采用沿混凝土衬砌外缘环形布置的预应力锚索，承担全部或部分 内水压力。 7.4.2环形锚索式预应力混凝土衬砌隧洞的结构设计，应符合 SL 279 的有关规定。 7.4.3环形锚索式预应力混凝土衬砌，应将锚索施加的环向应 力作为荷载之一，按弹性理论进行结构应力分析。必要时，还应 通过有限元计算或模型试验加以复核。 7.4.4环形预应力锚索的设计张拉力，应按需要环形锚索提供 的径向预压应力，并考虑锚索张拉过程中张拉端偏转器的摩阻损 失后由以下各式确定： 1张拉应力控制值：

Ok = 0. 75 fptk

式中k一 张拉时钢绞线应力控制值，N/mm； fptk一一钢绞线抗拉强度标准值，N/mm²。 2张拉过程中，考虑偏转器摩阻损失后的剩余张拉应力

式中 一一考虑偏转器摩阻损失后的剩余张拉应力GB/T 15798-2009 粘虫测报调查规范，N/mm； a 偏转器的摩阻损失系数，不大于钢绞线应力控制值 的8%。 3钢绞线沿程的有效张拉应力：