摘要：简要介绍了某桩锚支护的深基坑现场的锚索基本试验的研究成果，内容包括所采用的试验方法和主要的试验结果，在前期拉力集中型锚索现场试验结果的基础上，指导改进为拉力分散型锚索，使锚索的应力分布更合理，通过对拉力分散型锚索进行抗拔试验，研究结果表明，拉力分散型锚索较集中型锚索受力更大，锚头产生位移更小，拉力分散型锚索较集中型锚索受力更均匀。
关键词：抗拔试验；拉力分散型锚索；应力分布
2095—2104（2012）11—（ ）—2
1前言
采用桩锚支护的深基坑工程，除了通过勘察得到锚固土层的极限摩阻力和数值计算之外，一般都要进行锚索的现场基本试验研究，因为只有通过现场基本试验才能为锚固支护设计提供与现场情况相符的，为锚索支护设计提供较准确的现场参数[1,2]。本文通过传统的集中型锚索拉拔试验，确定了各土层所能提供的抗拔力，从而在此基础上在集中型锚索的基础之上改良为分散型。
本试验是专门为昆明某深基坑支护设计进行的，该基坑位于昆明市官渡区距滇池约两公里，基坑面积为28000㎡，支护长度为680m，结合基坑周边现状地表，基坑的开挖深度为11～12.5m，主要主层为黏土、粉砂、有机质黏土和泥炭质土，大多为可塑状。支护方案初步选定为支护桩和锚索联合支护，为确保工程设计既安全可靠，又经济合理，特进行了本次锚索现场基本试验研究。
2拉力集中型锚索现场试验
2. 1 试验内容
试验段锚索的位置设置在地表下3.70m，锚头位于支护桩的冠梁，锚固段极限承载能力试验，共作了3组，每组3根锚索，试验锚索长度、自由段长度、锚固段长度和设源于：毕业论文致谢www.808so.com
计荷载见下表：
表1拉力集中型锚索现场试验参数
锚索材料采用锚索采用预应力钢绞线（1×7）标准型，公称直径15.24mm，抗拉强度标准值1860MPa，抗拉强度设计值为1260MPa，Ⅱ级松弛[3]。埋设锚索施工时应先造孔，造孔孔径为∅250mm（采用全套管跟进）。注浆材料水灰比为0.4~0.5，注浆为两次注浆，第一次为常压注浆，第二次为高压注浆，注浆压力不小于2.5MPa，锚索注浆后15d，锚墩强度达到设计强度80%后开始张拉。
锚索的张拉循环加、卸荷载张拉，循环加卸荷载等级与位移观测间隔时间见下表[]：
表2循环加卸荷载时间参数
本次试验达到了78%的有效，有1个测点在加荷过程中因油压泵出现故障而只加荷至设计抗拔荷载，还有1个测点因为锚板安放导致锚索被剪断。
2. 2 主要结果
此试验对应于每级荷载加载并分级卸荷，分别记录每级荷载对应锚索的伸长量，绘制荷载—位移（Q—S）曲线图。
图1 第1组拉力集中型锚索荷载-位移（Q-S）曲线图图2 第2组拉力集中型锚索荷载-位移（Q-S）曲线图
从各组荷载—位移（Q—S）曲线图中可以看到：
（1）除了第1组锚索（设计抗拔荷载为250kN）在达到设计抗拔荷载时的锚头位移量在规范控制要求范围内(40mm)外,其余两组（设计抗拔荷载分别为350kN和450kN）在达到设计抗拔荷载时锚头的位移量大都超过了 60mm。
（2）450kN组锚索已经达到了破坏；350kN组虽然没有达到锚索的破坏条件,但是从其荷载—位移（Q—S）曲线图中可以看出其位移值较大,从锚固段发挥的效应方面来看不是十分的理想； 250kN组锚索的锚固段长度相对来说能更充分的发挥锚索固定的效力,达到最好的锚固效果。
（3）250kN和350kN组锚索的锚索在每次加荷恢复至10%的初始荷载时锚索能有较大的位移回弹量，这证明锚索的弹性变形较大，塑性变形较小。450kN组锚索中第8和第9测点在荷载恢复至10%时的累计锚头位移都超过了60mm（第7测点因为锚索被剪断而无效），因此塑性变形大于弹性变形。
3拉力分散型锚索现场试验
3. 1 试验内容
根据3组拉力集中型锚索的抗拔试验结果，对锚索进行改进，将4s15.2的锚索分成两个单元，每个单元由两根2s15.2的锚索组成，并且将改进后拉力分散型锚索施打在上一次试验附近，改进结果如下表：
图3 第3组拉力集中型锚索荷载-位移（Q-S）曲线图
表3拉力分散型锚索现场试验参数
拉力分散型锚索各单元锚索的自由段长度不同，张拉时与拉力集中型锚索有较大区别。本次锚索设计为两级锚固方式，采用等荷载张拉。具体张拉程序为：将张拉工具锚夹片安装在第1单元锚索的钢绞线上，张拉至荷载P；在张拉工具锚夹片仍安装在第一单元锚索钢绞线的基础上，将张拉工具锚夹片安装在第二单元锚索的钢绞线上，继续张拉至张拉设计抗拔荷载P设。
P=P设×（Lf2-Lf1）÷Lf1，其中Lf1和Lf2分别为第1单元和第2单元的自由段长度，因此，此次试验的P=355kN，即在第1单元加载至355kN的前一个荷载后，将第1单元与第2单元一起加载至破坏。
3. 2 主要结果
同拉力集中型锚索不同的是，此次试验对应于分别记录每级荷载对应锚索的伸长量，并无卸荷，绘制荷载—位移（Q—S）曲线图。卸载后锚索的残余变形为41mm，从其中可以看出以下几点：
（1）抗拔加载至300kN前锚头位移速率较大，在300kN以后位移速率明显减小，即第1单元的锚索抗拔效果较差，且与拉力集中型锚索抗拔试验结果相符，当将第2单元锚索加入一起张拉时，两个单元的锚索一起承受拉力，抗位移
效果明显。图4拉力分散型锚索荷载-位移（Q-S）曲线图
（2）卸载后锚索的残余位移为41mm，即塑性变形为41mm，从图中可以看出总位移为95mm，这样弹性变形值为54mm。
4结论
（1）拉力分散型锚索的应力分布较传统的拉力集中型更为合理，受力更均匀，同等材料用量的情况下，用于抗拔力要求较高的基坑支护中的位移更小，即效益更大。
（2）锚索的抗拔力并不随锚固端增长而增大，每一单元锚索的锚固段发挥的效力有限，一般超过11m后对锚索的抗拔力和抗位移没有太大的影响，在此工程所在地区当锚索要求的设计抗拔荷载超过355kN时，应选用拉力分散型锚索。
参考文献
顾金才,陈安敏，吴祥云. 宜兴抽水蓄能电站锚杆现场拉拔试验研究[J]. 防护工程, 2002,24(3):69～74.
叶观宝,何志宇,高彦斌. 压力分散型锚索锚固段荷载分布特征的现场试验研究[J]. 岩土力学, 2011,32(12):3561-3565.
中国工程建设标准化协会.预应力混凝土用钢绞线 [S]. 北京：中国标准出版社, 2003.
有关于基坑拉力集中型与分散型锚索在基坑中抗拔试验
更新时间：2024-02-29
作者：用户投稿
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