锚索试验方案.docx

锚索试验方案.docx

《锚索试验方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锚索试验方案.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

锚索试验方案

集团文件版本号：

（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

锚索试验方案

厦门轨道交通1号线董任站南侧地块（±0.00以下部分）配套项目

锚

索

基

本

试

验

方

案

江西建工第一建筑有限责任公司

2016年10月

1.工程概况

厦门轨道交通1号线董任站南侧地块（±0.00以下部分）配套项目，场地位于厦门市集美区。

施工场地整平标高分别为黄海高程3.0m、4.0m（见平面图及剖面图）。

本工程主要由两层地下室组成，底板垫层底标高为黄海高程-5.90m和-6.4m,挖深为8.9m和9.4m；北侧和西南侧小范围区域由一层地下室组成，底板垫层底标高为黄海高程-3.40m和-2.80m，挖深为6.4m和5.8m，基坑周长约697m，基坑面积约2.39万m2。

本工程基坑侧壁安全等级为一级，侧壁安全系数为1.10。

本支护结构安全保证时间为基坑开挖后12个月。

采用止水帷幕结合集水明排方式控制基坑内地下水位。

基坑南侧与地铁工程接入口采用双排桩支护，临地铁区域采用灌注桩+斜撑支护，其他区域采用灌注桩+预应力锚索支护。

坑内地下室分界处采用自然放坡临时支护。

基坑采用桩间双重管高压旋喷桩作止水、止泥帷幕，桩间设喷射混凝土面层。

1.1工程地质条件

场地基坑支护范围内的岩土层分布及性质描述主要为：

1-1杂填土地（Q4ml）：

灰黄色、灰褐色，稍湿、松散，主要由碎砖、碎石、生活垃圾及粘性土组成，含少量角砾及建筑垃圾，近期堆填，未经专门压实处理，尚未完成自重固结，密实度及均匀性差，呈松散状，具明显湿陷性，高压缩性。

分布于场地表层，力学强度低，密度及均匀性极差。

2-2淤泥质粘土（Q4l）：

灰黑色软塑；成分以粘粒为主、含少量砂粒；切面有光泽、干强度高、高韧性、无摇振反应，粘性较好，具高等压缩性。

分布于场地表层，全场大部分钻孔有分布，据访问，该场地原来为鱼塘，该层为鱼塘底部的沉积物。

天然含水量w=50.00%，工程力学性能差。

3-1粉质粘土（Q4al+p1）：

浅黄色；可塑；成份以粘粉粒为主、含少量砂粒；切面稍有光泽、干强度中等、韧性中等、无摇振反应，粘性较好，具中高等压缩性。

分布于场地表层，全场大部分钻孔有分布，现场标准贯入试验实击数在4.9～18.4击之间，平均修正=10.2击；工程力学性能一般。

3-4中砂（Q4al+p1）：

浅灰色；一般松散状、局部稍密状，湿-饱和。

主要由次圆状石英质中砂、细砂组成，含泥质约15%，含少量细砾，分选一般。

密实度及均匀性一般，工程力学性能一般。

11-1残积砂质粘性土（Q4ml）：

呈灰黄、浅灰白色。

湿～很湿，可～硬塑状。

该土层系花岗岩风化产物，具残余结构强度。

主要由长石等风化形成的次生粘土矿物及石英质砂砾组成。

大于2mm的细砾含量一般11.4～19.2%，粘性较差，遇水易崩解软化成泥。

切面稍有光泽、干强度中等、韧性中等、无摇振反应，勘察时未发现临空面、空洞及软弱夹层。

该层全场分布。

工程力学性能较好。

2.锚索试验的施工方案

2.1锚索基本试验的目的

基本试验的目的在于验证设计采用的工作锚索的性能各组成部分的综合性能、锚固地层设计参数及合理性。

（1）确定地层中锚索的极限承载力和安全系数;

（2）揭示在该地层条件下影响锚索锚固力的各种影响因素及其影响程度;

（3）检验锚索工程的施工工艺;

（4）校核设计参数,为高边坡锚固工程的动态设计提供有关参数,确保锚固工

程的安全、经济、合理。

2.2试验孔的布置原则

试验孔的布置和试验方案的确定：

布置在有代表性岩土的剖面位置，具体位置由设计、地勘、建设单位及监理单位共同确定，设计特征值均为315KN。

基本试验压力分散型锚索3根。

锚索长度及角度与试验锚索所在剖面第一道锚索的长度和角度相同。

2.3试验类型及内容

1.试验类型

本工程锚索试验作基本试验。

2.试验内容

基本试验要求如下：

a、锚索采用4根?

15.2无粘结钢绞线按设计要求制作，自由段和锚固段间采用塑料套管粘结隔离，要求密封效果良好，确保自由段不漏浆。

b、循环张拉以及观测记录过程严格按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）附录B的要求进行。

c、在试验过程中出现下列情况之一时视为锚固体已经破坏：

1、后一级荷载产生的锚头位移增量达到或者超过前一级荷载产生的位移增量的2倍时；2、锚头位移不稳定；3、锚杆钢绞线被拉断；4、锚头位移超过设计允许的位移值。

d、关于锚索基本试验的其它要求严格按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）附录B的要求进行。

当锚索锚固段浆体强度达到20MPa或达到设计强度等级的80%时可进行锚索试验。

锚索由两单元锚索L1、L2组成，L1、L2单元锚索分别由4根、2根无粘结钢绞线内锚于专用承载体组成

锚索索体为1860MPa无粘结预应力钢绞线，直径为15.24mm，水平间距1.2~1.4米，锚索倾斜角20°-25°，锚索成孔采用全套管跟进钻进工艺。

2.4试验锚索施工工艺

锚杆施工，包括钻孔、安放拉杆、灌浆和张拉锚固。

在正式开工之前还需进行必要的准备工作。

（1）施工准备工作

在锚杆正式施工之前，进行下列准备工作：

1）锚杆施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物理力学特性（天然重度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角等），这对于确定锚杆的布置和选择钻孔方法等都十分重要，本工程采用全套管跟进锚索钻机。

2）要查明锚杆施工地区的地下管线、构筑物等的位置和情况，慎重研究锚杆施工对它们产生的影响。

3）同时也应分析附近的施工（如打桩、降低地下水位等）对锚杆施工带来的影响。

（2）钻孔

钻孔采用履带式锚固钻机全套管跟进式工艺成孔。

①由现场测量放线人员按设计要求放线，并经专人检查后做好施工记录。

②锚索施工紧接基坑土方开挖进行，基坑土方开挖采取分层开挖，当每层土方开挖至锚索孔位下0.5m高程时，平整开挖面后进行锚索施工。

③根据钻机的特点，钻机的工作面宽度不小于7m。

施工用电采用交流电，大约80kW。

④钻机就位开孔时，应由技术人员进行位置、垂直度复核，满足设计要求，且确认后方可钻孔。

开孔前测量放点定出锚索孔位，调整好角度。

⑤锚孔水平及垂直方向孔距允许偏差≤100mm；偏斜度≤2%；钢绞线下料长度允许误差100mm。

⑥钻孔的长度应比设计长度长500mm，且稳钻3～5分钟，防止孔底端部尖灭，达不到设计的锚固直径。

不同岩土层的锚固段长度应根据基本试验结果作相应调整。

成孔后应用水冲冼清孔，直至孔口流出清水为止。

⑦预应力锚索的成孔过程中，必须对其成孔的各岩土层分布进行详细编录，一旦发现与设计条件不同，应及时通知设计人员进行变更。

⑧成孔过程中注意控制锚杆倾角，成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收，做好施工记录及隐蔽工程检查记录。

锚索的钻孔，应注意的特点和应达到的要求如下：

①孔壁要求平直，以便安放钢拉杆和灌筑水泥浆；

②孔壁不得坍陷和松动，否则影响钢拉杆安放和锚杆的承载能力；

③钻孔时不得使用膨润土循环泥浆护壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低锚固体与土壁间的摩阻力。

（3）钻孔的容许偏差

锚杆孔水平方向孔距在垂直方向误差不宜大于100mm；偏斜度不应大于3%，主要控制锚索的角度，确保锚固段进入泥炭质土中。

（4）锚索制作

①锚索加工时在现场搭设一工作棚、工作台，现场安装。

②钢绞线截取：

每级钢绞线除按照锚索设计长度参数截取之外，每级都要预留0.8～1.5m外张拉段。

钢绞线体严禁有接头，严禁使用焊枪断料，要求干净平直，通体无较大损伤，以免正常使用时发生崩断。

③锚索杆体组装：

按照每孔的定位要求进行组装锚索。

④多级锚索采用钢质承压板，分别编号为一号、二号。

二号位于孔底，其钢绞线从一号承载体上穿过，一号承载体要预先给二号钢绞线预留钻两个孔。

各承载体之间的距离按钢绞线截取长度设定。

注浆管要从所有的承压板上同样的边缘位置钻孔穿过。

⑤锚索制作过程中应防止钢绞线扭曲变形，应采用专业机械装置保证钢绞线顺利实现U型弯曲并捆扎牢固，同时不损坏钢绞线外层的PE套管。

⑥为了将拉杆安放在钻孔中心，防止扰动孔壁，沿拉杆长度每隔2000mm布设一个对中支架，用铁丝将钢铰线均匀捆于骨架周围。

杆体的保护层≥20mm。

⑦锚索自由段：

压力分散型锚索采用带套管钢绞线，护管内充满防腐油脂，护管延伸至过渡套管内100mm。

⑧将制作好的n个单元体捆扎在一起形成锚索体，将锚索体顺直摆放在平整地上。

⑨将制作好的n个单元体锚索，在钢绞线端部用n个不同的标记两两标记出对应单元体，将制作好的锚索妥善放置，待用。

⑩不同长度的锚索应在锚头处作明显标志，以便张拉时区分。

（5）插入钢绞线

①一、二次注浆管与钢绞线绑扎在一起放入钻孔，送钢绞线进入孔内采用人工，人工搬运时要派专业技术人员指挥下放，以免对锚索造成损伤。

②注浆管放置于杆体中心，注浆管端部距杆体端部50～100mm，二次注浆管的出浆孔在底部3m范围内设置。

第一次注浆管采用20塑料管，第二次注浆管采用15铁管。

③杆体插入孔内的深度不应小于成孔深度的95%，亦不得超深。

杆体安放时应防止注浆管被拔出，若注浆管被拔出的长度超过500mm时，应将杆体拔出修正后重新安放。

④高压注浆管（要求采用镀锌铁管或钢管）从承载体中间通过，普通注浆管可绑附于承载体边上。

二次注浆管的出浆孔和端头应进行可灌性密封，保证一次注浆时浆液不进入二次注浆管内；一次注浆管应能承受1.0MPa的压力，能使浆体顺利压至钻孔底部，二次高压注浆管应能承受5.0MPa以上压力。

（6）注浆

①锚索注浆采用二次高压注浆，水泥纯浆灌注，浆液应搅拌均匀，并过筛，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。

②水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，注浆水灰比0.5，注浆体无侧限抗压强度不小于30MPa。

若为了提高早期强度，可掺入适量早强制。

搅制水泥浆所用的水不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物，不得使用污水。

③锚索注浆采用两次高压注浆工艺；一次注浆在套管内进行，一次注浆完成后方可拔出套管。

第一次注浆压力为常压，并在孔口设止浆塞，待浆液从孔口溢出后方可停止注浆；第二次注浆在一次注浆体初凝之后进行，一般为第一次注浆后12～24小时，第二次注浆采用压力控制（压力达到5.0MPa后，稳压注浆2min）。

锚索一次及二次注浆每延米的总水泥用量应确保≥75kg。

④注浆泵的工作压力应符合设计要求，并应考虑输浆过程中管路损失对注浆压力的影响，确保有足够的注浆压力；注浆过程中若发现浆量大大减少或注浆管爆裂，应浆杆体及注浆管拔出，待更换注浆管后，再放下杆体。

若路途耽搁时间超过浆液初凝时间，应重新清孔后再下放杆体，重新注浆。

（7）锚索锁定张拉

①锚索张拉应在锚固体强度大于20MPa、台座强度大于设计强度的80%后方可进行张拉。

如为选定进行验收试验的锚孔，应在达到设计强度条件下，待验收试验结束并经检验合格后再进行。

验收试验的锚孔应由监理工程师、设计代表现场确定。

②锚具的承压面应平整，并与锚索的轴线方向垂直。

锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚索同轴一线，确保承载均匀。

锚索的张拉必须采用专用设备（主要是千斤顶和油压表），并送相应资质的计量单位进行标定，且在有效期内。

③锚索正式张拉前，应取20%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。

张拉时应按一定的张拉速度进行（一般为40kN/min）。

④对于分散型锚索，若各单元锚索长度不同，张拉应注意严格按设计次序分单元采用差异分步张拉。

差异荷载根据设计荷载和锚筋长度确定，并按计算的差异荷载进行分单元张拉。

张拉采用“双控法”即采用设计张拉力与锚索体伸长值来综合控制锚索应力，以控制油表读数为准，用伸长量校核，实际伸长量与理论值的偏差应在±6%范围内，否则应查明原因并采取措施后方可进行张拉。

⑤下锚固段的补偿荷载按下式计算：

△P1=1/L1×P/2×△L。

式中P为锁定荷载；L1为补偿张拉锚索的总长度，应根据各剖面的实际情况确定；△L为各单元的锚固长度。

锚索的锚固段长度应根据典型土层锚索基本试验后确定；总长度应根据边坡实际成孔地质情况适当调整；当锚固段长度和锚索总长度与图纸不符时，补偿张拉荷载应进行调整。

⑥锚索的预应力在补足差异荷载后分6级按前述张拉程序进行施加，即设计荷载的25%、50%、75%、90%、100%和110%。

在张拉最后一级荷载时，应持荷稳定20min后卸荷锁定。

⑦保持最大荷载20min，并测量20min内锚索的徐变位移量，若徐变值不超过1mm，则认为锚索合格；否则需要在稳压45min，若锚索弹性变形在下述两个限制之内，认为锚索合格，否则为不合格。

锚索的伸长值上限为自由段长度的弹性伸长值加50%的锚固段长度的理论弹性伸长值；锚索的伸长值下限为80%的自由段长度的理论弹性伸长值。

⑧锚索合格后，以20kN/min左右的树绿均匀卸载至承载力标准值的50%锁定，张拉锁定后48小时内，发现预应力损失超过设计张拉力的10%，应进行补偿张拉，补偿张拉在锁定值基础上一次张拉至超张拉荷载，并重复⑥要求，补偿张拉次数不能超过2次。

3.3锚索试验

3.1锚杆基本试验

（1）一般规定

1）锚索锚固段浆体强度达到20MPa或达到设计强度等级的80%时可进行锚杆试验。

2）加载装置（千斤顶、油泵）的额定压力必须大于试验压力，且试验前应进行标定。

3）加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。

4）计量仪表（测力计、位移计等）应满足测试要求的精度

（2）基本试验

1）基本试验最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍。

2）锚杆基本试验应采用循环加、卸荷载法，加荷等级与锚头位移测读间隔时间应按要求执行。

3）锚杆破坏标准

①后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的2倍时；

②锚头位移不稳定；

③锚杆杆体拉断。

4）试验结果宜按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理，并绘制锚杆荷载—位移（Q-s）曲线，锚杆荷载—弹性位移（Q-se）曲线和锚杆荷载—塑性位移（Q-sp）曲线。

5）锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80%，且不应大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值。

6）锚杆极限承载力取破坏荷载的前一级荷载，在最大试验荷载下未达到基本试验中第3条规定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载。

3.3试验数据整理及沟通

锚索试验的试验数据在本工程中及其重要，因此锚索施工、试验过程中，现场工程技术人员全程跟踪。

试验数据采用现场原始记录，同时，锚索试验完成后，编写锚索试验报告，提交设计单位，从而为其优化设计提供有力依据。