一、簡介
錨桿(索)是一種錨固技術(shù),通過桿體將表層不穩(wěn)定巖土體的荷載傳遞至巖土體深部穩(wěn)定位置,從而實(shí)現(xiàn)被加固巖土體的穩(wěn)定,當(dāng)采用鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲束作桿體材料時(shí)可稱為錨索,廣泛用于邊坡支擋、基坑支護(hù)等圍護(hù)支擋結(jié)構(gòu)中。
圖1 錨桿(錨索)示意圖
二、檢測標(biāo)準(zhǔn)
1.CECS 22:2005《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》;
2.GB 50086-2015《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》;
3.GB 50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》;
4.JGJ/T 401-2017《錨桿檢測與監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》;
5.TB 10025-2019《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》;
6.TB 10450-2020《鐵路路基支檔結(jié)構(gòu)檢測規(guī)程》;
7.JGJ 476-2019《建筑工程抗浮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》;
8.GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》;
9.GB 50497-2019《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》;
10.GB 50739-2011《復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》;
11.JTG D30-2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》;
12.JGJ 120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》;
三、試驗(yàn)類型
錨桿(索)試驗(yàn)包括錨桿(索)的基本試驗(yàn)、蠕變試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。
基本試驗(yàn):工程錨桿正式施工前,為確定錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝,在現(xiàn)場進(jìn)行的錨桿極限抗拔承載力試驗(yàn),錨桿(錨索)基本試驗(yàn)應(yīng)采用多循環(huán)張拉方式。
蠕變試驗(yàn):確定錨桿在不同加荷等級的恒定荷載作用下位移隨時(shí)間變化規(guī)律的試驗(yàn)。
驗(yàn)收試驗(yàn):檢驗(yàn)工程錨桿抗拔承載力是否符合設(shè)計(jì)要求而進(jìn)行的錨桿抗拔試驗(yàn)。
四、錨桿試驗(yàn)
因錨桿(索)承載力及變形檢測涉及規(guī)范較多,規(guī)范間存在差異,試驗(yàn)過程中依據(jù)設(shè)計(jì)文件及現(xiàn)場情況選用,這里僅以TB 10025-2019《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對鐵路工程中錨桿承載力試驗(yàn)及變形檢測進(jìn)行說明。
1.檢測時(shí)間要求
錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%后方可進(jìn)行試驗(yàn)。
2.檢測數(shù)量要求
基本試驗(yàn)的數(shù)量可按工作錨桿數(shù)量的3%控制,且不應(yīng)小于3根,當(dāng)有特殊情況可適當(dāng)增加。
蠕變試驗(yàn)一般檢測數(shù)量不得少于3根。
驗(yàn)收試驗(yàn)的數(shù)量一般按錨桿總數(shù)的5%且不小于5根控制。
3.試驗(yàn)荷載控制
基本試驗(yàn):一般依據(jù)桿體屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍或者其極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.85倍控制。
蠕變試驗(yàn):最大加荷等級取錨桿(索)軸向拉力的1.5倍。
驗(yàn)收試驗(yàn):荷載對永久性錨桿(索)應(yīng)取錨桿(索)軸向拉力的1.5倍,對臨時(shí)性錨桿取1.2倍。
4.試驗(yàn)加荷裝置
錨桿試驗(yàn)加載反力裝置根據(jù)試驗(yàn)條件選擇支座橫梁反力裝置、支撐凳式反力裝置、承壓板式反力裝置。
注:1-試驗(yàn)錨桿;2-工具錨;3-穿心式千斤頂;4-墊板;5-主梁:6-反力支座;7-墊層;8-位移測量儀表;9-基準(zhǔn)梁;10-基準(zhǔn)樁
圖2 支座橫梁反力裝置示意圖
注:1-試驗(yàn)錨桿或土釘;2-工具錨;3-穿心式千斤頂;4-墊板;5-支撐凳;6-噴射混凝土面層、土層;7基準(zhǔn)梁與基準(zhǔn)
圖3 支撐凳式反力裝置示意圖
注:1-試驗(yàn)錨桿;2-工具錨;3-穿心式千斤頂;4-承壓板;5-腰梁或臺座;6-支擋結(jié)構(gòu);7-位移測量裝置
圖4 承壓板式反力裝置示意圖
5.試驗(yàn)加、卸載要求
錨桿基本試驗(yàn):
錨桿基本試驗(yàn)應(yīng)采用多循環(huán)張拉方式進(jìn)行,具體如下:
①每級荷載施加或卸除完畢后,應(yīng)立即測讀變形量。
②在每級加荷等級觀測時(shí)間內(nèi),測讀位移不應(yīng)少于3次,每級荷載穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為3次百分表讀數(shù)的累計(jì)變位量不超過0.10mm;穩(wěn)定后即可加下一級荷載。
③在每級卸荷時(shí)間內(nèi),應(yīng)測讀錨頭位移2次,荷載全部卸除后,再測讀2~3次。
④加、卸荷等級、測讀間隔時(shí)間宜按表1確定。
表1 錨桿基本試驗(yàn)循環(huán)加卸荷等級與位移觀測間隔時(shí)間
加荷標(biāo)準(zhǔn) 循環(huán)數(shù) |
預(yù)估破壞荷載的百分?jǐn)?shù)( %) |
||||||||||||
每級加載量 |
累計(jì)加載量 |
每級卸載量 |
|||||||||||
第一循環(huán) |
10 |
20 |
20 |
-- |
-- |
-- |
50 |
-- |
-- |
-- |
20 |
20 |
10 |
第二循環(huán) |
10 |
20 |
20 |
20 |
-- |
-- |
70 |
-- |
-- |
20 |
20 |
20 |
10 |
第三循環(huán) |
10 |
20 |
20 |
20 |
20 |
-- |
90 |
-- |
20 |
20 |
20 |
20 |
10 |
第四循環(huán) |
10 |
20 |
20 |
20 |
20 |
10 |
100 |
10 |
20 |
20 |
20 |
20 |
10 |
觀測時(shí)間(min) |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
-- |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
錨桿蠕變試驗(yàn)
錨桿(索)蠕變試驗(yàn)的加荷等級和觀測時(shí)間應(yīng)滿足表2規(guī)定,在觀測時(shí)間內(nèi)荷載應(yīng)保持恒定。
表2 錨桿(索)蠕變試驗(yàn)的加荷等級和觀測時(shí)間
加荷等級 |
觀測時(shí)間(min) |
|
永久性錨桿 |
臨時(shí)性錨桿 |
|
0.25倍軸向拉力 |
10 |
- |
0.50倍軸向拉力 |
30 |
10 |
0.75倍軸向拉力 |
60 |
30 |
1.00倍軸向拉力 |
120 |
60 |
1.20倍軸向拉力 |
240 |
120 |
1.50倍軸向拉力 |
360 |
240 |
在每級荷載下按時(shí)間間隔1min、2min、3 min、4 min、5 min 、10 min、15 min、20 min、30 min、45 min、60 min、75 min、90 min、120 min、150 min、180 min、210 min、240 min、270 min、300 min、330 min、360 min 記錄蠕變量。
錨桿驗(yàn)收試驗(yàn):
①多循環(huán)加卸載法
錨桿(索)多循環(huán)驗(yàn)收試驗(yàn)的初始荷載宜為驗(yàn)收試驗(yàn)荷載的0.1倍,各級持荷時(shí)間宜為10min,具體見圖5。
圖5 錨桿(索)多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)加荷、持荷和卸荷模式
②單循環(huán)加卸載法
錨桿單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)加荷、持荷和卸荷模式(圖6)的初始荷載宜為驗(yàn)收試驗(yàn)荷載的0.1倍,最大試驗(yàn)荷載的持荷時(shí)間不宜小于5min。
圖6 錨桿(索)單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)加荷、持荷和卸荷模式
最大試驗(yàn)荷載作用下,在規(guī)定的持荷時(shí)間內(nèi)錨桿的位移增量應(yīng)小于1.00mm,不能滿足時(shí),則增加持荷時(shí)間至60min,錨桿累計(jì)位移增量應(yīng)小于2.00mm。卸荷到驗(yàn)收試驗(yàn)荷載的0.1倍并測出錨頭位移;
6.終止加載條件
錨桿(索)試驗(yàn)中出現(xiàn)下列情況之一時(shí)可視為破壞,應(yīng)終止加載:
①錨頭位移不收斂,錨固體從巖土層中拔出或錨桿(索)從錨固體中拔出。
②錨頭總位移量超過設(shè)計(jì)允許值。
③土層錨桿(索)試驗(yàn)中后一級荷載產(chǎn)生的錨頭位移增量超過上一級荷載位移增量的2倍。
以下是一些實(shí)際應(yīng)用場景示例:
圖7 某塌落整治工程錨索承載力檢測
圖8 某邊坡防護(hù)工程錨桿承載力檢測
結(jié)語
錨桿(索)作為巖土工程中的重要支護(hù)構(gòu)件,其承載力和變形性能的檢測對于確保工程的安全性及穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的意義,在巖土工程的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)過程中,需重視錨桿(索)承載力及變形檢測工作。
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