摘要:锚杆抗拔试验在岩土锚固技术中具有十分重要的作用,也是相关规范中必不可少的内容。文章阐述了国内现行有关锚杆规范中锚杆检测部分的试验方法与相关规定。通过某工程抗浮锚杆的现场基本试验和验收试验,确定了锚杆的抗拔力和相关参数,为抗浮工程的设计提供依据,并对锚杆进行变形分析,验证锚杆设计的合理性。
抗浮锚杆检测分为基本试验、验收试验与蠕变试验。其中基本试验是确定锚杆的极限承载力和锚杆参数的合理性,为锚杆设计、施工提供依据;验收试验是对锚杆施加大于设计轴向拉力值的短期荷载,以验证工程锚杆是否具有与设计要求相近的安全系数;蠕变试验是合理地确定锚杆的设计参数和荷载水平,并且采取适当措施,控制蠕变量,从而有效控制预应力损失。
本文依据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)[1](以下简称《边坡规范》)、《岩土锚杆技术规程》(CECS_22:2005)[2](以下简称《锚杆规程》)与《建筑地基基础设计规范》(GB_50007-2011)[3](以下简称《基础规范》),对某工程抗浮锚杆进行了锚杆基本试验和验收试验,合理选择试验方法,得出相关结论,并对锚杆进行变形分析。
一、工程概况
某工程位于丹东市,包括1栋4层酒楼、1栋9层商务酒店、1栋4层洗浴中心、1栋19层五星级酒店(四层裙房)、2栋23层甲级写字楼及2~6层商业裙房组成,工程采用筏板基础,基础底部埋深约-12.0m。根据地勘报告,该场地地层自上而下依次为:杂填土、粉质粘土、砾砂、碎石、圆砾、强风化变粒岩、中风化变粒岩。地下水主要为赋存于砾砂层和圆砾层中的孔隙潜水,具一定承压性,地下水与地表水联系密切,由于临近鸭绿江水,地下水位埋深受潮汐影响较大,地下水补给来源为大气降水及鸭绿江江水及花园河水。勘察期间勘探深度内地下水初见水位埋深2.80-5.40m,稳定水位埋深2.80-4.60m。由于地下水埋深较浅,筏板基础承受地下水的浮力作用。本工程采用抗浮锚杆来解决筏板基础抗浮问题。锚杆杆体采用内置4根K40Si2MnV精轧螺纹钢筋,钢筋直径为φ32。锚杆孔径取150mm,注浆方式采用高压注浆。[4]
二、锚杆的基本试验
锚杆基本试验是锚杆性能的全面试验,目的是确定锚杆的极限承载力和锚杆参数的合理性,为锚杆设计、施工提供依据。各规范和规程均对抗浮锚杆基本试验的检测范围进行了规定,即新型锚杆或已有锚杆用于未曾应用过的地层时均应进行基本试验。
《锚杆规程》、《边坡规范》、《基础规范》规定“单根锚杆的极限承载力取破坏荷载前一级的荷载量;在最大试验荷载作用下未达到破坏标准时,单根锚杆的极限承载力取最大荷载值”;“当每组试验锚杆极限承载力的最大差值不大于30%时,应取最小值作为锚杆的极限承载力”。
三、锚杆验收试验
《锚杆规程》、《边坡规范》和《基础规范》均规定符合“锚杆弹性变形不小于自由段长度变形计算值的80%,且不大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值”,若测得的弹性位移远小于相应荷载下自由段杆体理论伸长值的80%,则说明自由段长度小于设计值,因而当出现锚杆位移时将增加锚杆的预应力损失。若测得的弹性位移大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长值,则说明在相当长范围内锚固段注浆体与杆体间的粘结作用已被破坏,锚杆的承载力将受到严重削弱,甚至将危机工程安全。
四、结论
抗浮锚杆检测试验中,要合理选取国家现行规范中对于锚杆部分的相关试验规定,建议基本试验的最大试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍;基本试验的加、卸荷方式应按多次循环及长时间的检测时间原则选取;基本试验中规定“锚头总位移量超过设计允许值”的终止条件是必要的。
通过对现场试验的结果分析,得出在相近的地质条件下,锚固于中风化变粒岩中抗浮锚杆的极限承载力高于锚固于强风化变粒岩的承载力;锚杆试验中要严格监测锚杆的弹性位移,锚杆的弹性位移与预应力损失、锚杆承载力,工程安全问题息息相关,本文给出锚杆弹性变形的理论公式,并与弹性变形的现场实测值进行对比,得出本工程抗浮锚杆的弹性变形符合规范规定;本文的锚固段弹性变形公式是在张拉荷载较小时得出的,当荷载较大时,是否适用,有待于进一步研究。
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