国内预应力锚杆(索)防护要求与存在的问题

国际学术界和工程界对岩锚预应力锚杆(索)的防护做了大量研究，并制定了一系列强制性规定。我国岩土锚固规范中，对锚(索)的耐久性要求相对较低，可操作性较差。结构的安全性侧重于各种强度要求，而环境因素(如工程周围的水、土壤中有害化学介质的侵蚀等)下的耐久性要求。)考虑的比较少。随着我国基本建设的发展，岩土预应力锚(索)工程作为土木结构的重要组成部分，其耐久性应引起相关研究、设计和施工部门的高度重视。
1。引言
近10年来，预应力锚索加固技术在建筑结构加固、边坡治理、大型地下洞室和深基坑支护中得到了广泛应用。随着我国基础工程项目的快速发展，可以预见预应力锚索加固技术将会得到更加广泛的应用。
但根据国际后张预应力协会(FIP)对35例锚索腐蚀破坏案例的分析和近30年来国内预应力锚索应用情况的调查，预应力筋在高拉应力作用下会发生应力腐蚀。例如，在法国米克斯大坝，几个承载能力为13000kN的锚在仅仅几个月后就断裂了。中国梅山水电站无粘结监测锚索(浸泡924绝缘胶，包裹2 ~ 3层沥青麻袋)运行4 ~ 6年，已有3根锚索因应力腐蚀和氢脆断裂。
国际学术界和工程界做了大量研究，制定了一系列强制性法规。我国学术界和工程界起步较晚，设计、施工和使用都有一定的随意性。各部门、各行业的规定也不一样，与国际规范相差甚远。
2。岩土锚(索)的腐蚀特性
岩土锚(索)的特定介质环境和高拉应力特性，使未被腐蚀或腐蚀不当的锚(索)腐蚀，甚至造成破坏。根据钢筋腐蚀机理的不同，一般分为应力腐蚀、氢脆、化学腐蚀和电化学腐蚀。
国际后张预应力协会(FIP)锚具工作组收集了35个预应力锚具(索)腐蚀破坏实例，并对破坏原因进行了统计分析。
可以看出，永久螺栓(索)占69%，临时螺栓占31%，一半的螺栓在2年或更长时间内腐蚀断裂。
锚索损坏原因分析如下:
(1)两起锚段问题均为锚段灌浆不充分所致，其中一起为3m长钢绞线被含有硫酸盐和氯化物的地下水侵蚀，灌浆施工缺乏水压检查，施工不当，导致锚段灌浆不充分。
(2)自由截面问题大致可分为以下五种破坏形式:(a)地面运动引起的支撑过应力导致裂缝；(b)在氯化物存在的情况下，水泥浆不足或没有水泥浆；(c)沥青涂层因耐久性差而受损；(d)保护材料选择不当，例如含有硝酸根离子和吸湿性碲化物的化学材料；(e)所有牙套在没有保护的情况下存放了很长时间。
(3)锚头问题主要是由于防腐措施不到位或工作时保护剂填充不完全或坍塌。
3。中国规范对预应力锚(索)的保护要求
3.1《水工预应力锚具设计规范》(SL212-98)
这是水利部发布的行业标准:
(1)预应力锚具中的锚(索)可按表2中的标准进行防腐保护。
(2)锚(索)防腐防锈处理过程中，所用材料及其添加剂不得含有硝酸盐、亚硝酸盐、硫氰酸盐等。，并且氯离子含量不得超过0.02重量%；
(3)当采用水泥砂浆或水泥浆作为预应力锚(索)的灌浆或胶结材料时，应符合水工预应力锚具的设计规范。加入的减水剂、早强剂和膨胀剂中对钢材有腐蚀作用的物质含量还应符合第(2)条的规定；
(4)无粘结预应力锚杆(索)锚固段所用的胶凝材料也符合第(3)条的要求。张拉段还必须用水泥浆或水泥砂浆进行全封孔保护；
(5)封孔灌浆后，锚索保护层厚度应大于20 mm.
注:A级防护材料，如石灰水、防腐油；B类防护材料，塑料防护，如凝胶、树脂或防锈油脂；C类防护材料，刚性防护，如水泥浆或水泥砂浆。
3.2《喷射混凝土锚杆支护技术规范》(GB50086-2001)
这是建设部和国家质检总局联合发布的最新国家统一标准:
(1)预应力锚杆锚固段宜选用水泥浆或水泥砂浆，其抗压强度不应小于30MPa。压力分散型锚杆锚固段注浆体的抗压强度不应低于40MPa；
(2)锚固段预应力筋每隔1.5 ~ 2.0m设置隔离架，永久张拉型或张拉分散型锚栓锚固段预应力钢筋应套波纹管，预应力钢筋保护层厚度不小于20mm。临时锚固预应力钢筋的保护层厚度不应小于10mm；
(3)自由段预应力钢筋应采用塑料套管双重防腐，套管与孔壁之间应填充水泥砂浆或水泥浆；
(4)预应力锚体内的粘结材料不应镀锌；
(5)灌浆材料可以是水灰比为0.45 ~ 0.50的纯水泥浆，也可以是灰砂比为1∶1、水灰比为0.45 ~ 0.50的水泥砂浆；
(6)采用自由段带套管预应力筋时，锚固段和自由段长度应采用同步灌浆；
(7)当采用自由段无套管预应力钢筋时，应分两次灌浆。第一次灌浆时，要保证填满锚固段的长度，但浆液不得流入自由段。预应力筋张拉锚固后，应进行第二次灌浆；
(8)永久预应力地脚螺栓应采用封孔灌浆，自由段长度顶部的空间隙应填满水泥浆。