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2011年3月26日
抗浮锚杆的验收检测
［摘 要］：
抗浮锚杆也叫抗浮桩，是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。
由于地下水较旺盛，地质结构比较复杂，所设计的抗浮锚杆必须满足规定。
抗浮锚杆的检测分为基本试验和验收试验，本论文主要研究验收试验中遇到的问题和试验过程。
［关键词］：
抗浮锚杆锚杆拉拔实验验收检测
目录
关键词………………………………………………………………………………………1
引言………………………………………………………………………………………………3
一、什么是抗浮锚杆……………………………………………………………………4
二、抗浮锚杆的设计、施工…………………………………………………………5
三、抗浮锚杆的试验……………………………………………………………………7
四、不合格锚杆的处理………………………………………………………………10
五、抗浮锚杆验收………………………………………………………………………11
六、抗浮锚杆拉拔试验的一般过程………………………………………………12
七、抗浮锚杆试验过程、遇到的一般问题及试验设备的改进………………………………………………………………………………………………14
八、结束语…………………………………………………………………………………15
五、参考文献………………………………………………………………………………16
引言
岩土锚固工程技术起源于美国，自1911年美国首先用岩土锚杆支护矿井巷道开始岩土锚固工程技术的研究与应用。
鉴于该项技术在工程中有效地解决了工程难题，发展到今天，在许多国家中推广应用。
目前国外各类岩土锚杆多达600多种。
我国是从50年代后期将此技术应用于矿山、铁路、隧道和地下工程中，采用普通粘结型锚杆和喷射混凝土结合的喷锚支护。
但此项技术应用于许多大型建筑的地下深基坑工程，水电站边坡、大坝加固工程，特别是世人瞩目的三峡水利工程的永久船闸高边坡加固工程更是举世无双。
近年来岩土锚固工程技术在公路中的应用范围也不断扩大。
用于京沈高速公路宝山段高边坡锚固工程、京珠高速公路的高边坡锚固工程及隧道工程、湖南怀新高速公路、湖南衡炎高速公路高边坡护坡工程等。
组成锚杆的必须具备因素：
一个抗拉强度高于岩体的杆体。
杆体一端可以和岩土紧密接触，形成摩擦（或粘结）阻力。
杆体位于岩土体外部的另一端能够形成对岩土体的径向阻力，锚杆作为深入底层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入底层中，整根锚杆分为自由段和锚固段。
自由段作用：
与工程构筑物连接，对锚杆体施加预应力。
锚固段作用：
将预应力筋和岩土紧密接触，形成摩擦（或粘结）阻力，将自由端的拉力传至土体深处。
一什么是抗浮锚杆
抗浮锚杆：
也叫抗浮桩，是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。
抗浮锚杆不同于一般的基础桩，有其自身的独特性能，与一般基础桩的最大区别在于：
基础桩通常为抗压桩，桩体承受建筑荷载压力，受力自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着建筑荷载的变化而变化；
而抗浮桩则为抗拔桩体承受拉力，普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着地下水位的变化而变化，但两者受力机制恰好相反。
二抗浮锚杆的设计、施工
1、锚杆的设计和计算
（1）钢锚杆杆体的截面积确定
或
——锚杆杆体的抗拉安全系数
——锚杆的轴向拉力设计值（KN）
、
——钢筋的抗拉强度标准值（Kpa）
（2）压力分散型锚杆锚固段注浆承压面积验算
——单元锚杆锚固段注浆体的局部抗压安全系数取2.0；
——单元锚杆的轴向拉力设计值（N）；
——单元锚杆承载体与锚固段注浆体横截面的净接触面积，即毛受压面积扣除孔道面积（
）；
——锚杆锚固段注浆体的横截面面积（
——锚固段注浆体的轴心抗压强度标准值（N／
——有侧限锚固段注浆体的强度增大系数，由试验确定。
（3）锚杆式单元锚杆的锚固段长度可按下式估算，并取其中的较大值：
式中K——锚杆锚固体的抗拔安全系数，按表选取；
N——锚杆或单元锚杆的轴向拉力设计值（Kn）；
——锚杆锚固段长度（m）；
——锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（KPa），通过试验确定，当无试验资料时，可按表选取；
——锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（KPa），通过试验确定，当无试验资料时，可按表选取；
D——锚杆锚固段的钻孔直径（mm）；
d——钢筋或钢绞线的直径（mm）；
ξ——采用2跟或2跟以上钢筋或钢绞线时，界面的粘结强度降低系数，取0.6~0.85；
ψ——锚固长度对粘结强度的影响系数；
n——钢筋或钢绞线根数。
备注：
以下数据在《中国工程建设标准化协会标准cecs22:
2005岩土锚杆（索）技术规程》7.3—7.5中可查到；
岩土锚杆锚固体抗拔安全系数
锚杆杆体抗拉安全系数
锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值
锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值
结石体的粘结强度标准值
石体的粘结强度标准值
锚固长度对粘结强度的影响系数
2、锚杆的施工
基坑开挖至基底垫层顶标高→测量放孔→锚杆钻机成孔至设计深度→清孔提钻→下钢筋束→填入水泥砂→反复补浆，直至孔口满溢成桩→（养护28天）→抗拔试验→基础垫层、防水、钢筋制安及砼浇注
三抗浮锚杆的试验
1、基本试验（参考《中国工程建设标准化协会标准cecs22:
2005岩土锚杆（索）技术规程》9.4.2）
2、蠕变试验（参考《中国工程建设标准化协会标准cecs22:
2005岩土锚杆（索）技术规程》9.4.3）
3、验收试验
（1）、验收试验的锚杆数量不得少于锚杆总数的5%，且不得少于3根。
对有特殊要求的工程，可按其设计要求增加验收锚杆的数量。
（2）、永久性锚杆的最大试验荷载应取锚杆轴向拉力设计值的1.5倍；
临时性锚杆的最大试验荷载应取锚杆轴向拉力设计值的1.2倍。
（3）、验收试验应分级加荷，初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.10倍，分级加荷值宜取锚杆轴向拉力设计值的0.50、0.75、1.00、1.20、1.33、和1.50倍。
（4）、验收试验中，每级荷载均应稳定5-10min，并记录位移增量。
最后一级维持10min。
如果在1-10min内锚头位移增量超过1.0mm，则该级荷载应再维持50min，并在15、20、25、30、45、60min时记录锚头位移增量。
（5）、加荷至最大试验荷载并观测10min，待位移稳定后即卸至0.1Nt，然后加荷至锁定荷载锁定。
绘制荷载-位移（P-S）曲线图。
6、当符合下列要求时，应判定验收合格；
拉力型锚杆在最大试验荷载下所测得的总位移量，应超过该荷载下杆体自由段长度理论弹性伸长值的80%，且小于杆体自由段长度与1\2锚固段长度之和的理论弹性伸长值；
在最后一级荷载的作用下1-10min锚杆蠕变量不大于1.0mm，如超过，则6-60min内锚杆蠕变量不大于2.0mm。
四不合格锚杆的处理
1、锚杆验收不合格时，应增加锚杆试件数量。
增加的锚杆试件应为不合格锚杆的3倍。
2、对不合格的锚杆，在具有二次高压注浆的条件下应进行注浆处理，然后再按验收试验标准进行试验。
否则，应按实际达到的试验荷载最大值的50%进行锁定。
2、按不合格锚杆占锚杆总量的百分率推算工程锚杆实际总抗力与设计总抗力的差值，并应按差值增补锚杆予以补偿。
五抗浮锚杆验收
1、锚杆工程验收应提交以下文件：
原材料出厂合格证，材料进场抽检试验报告，代用材料试验报告，水泥浆（砂浆）试块抗压强度等级试验报告；
锚杆施工记录；
锚杆验收试验报告；
隐蔽工程检查验收记录；
设计变更报告；
工程重大问题处理文件；
竣工图
2、应提供以下监测资料；
实际测点布置图；
锚杆拉力测量原始记录和拉力-时间曲线；
变形测量时态曲线。
六抗浮锚杆拉拔试验的一般过程
1、试验设备：
HC-100液压千斤顶（穿心千斤顶，0-1000KN，经有关部门校定），高压油泵，百分表（0-50mm），枕木X4（或厚铁板X2），槽钢（2000mmX500mmX150mm）X2，钢垫板（中间圆孔130mm）X1，锚具，磁力表架，磁力表座，支架
（注；
槽钢和钢板应有足够的强度，不至发生过大变形）
2、试验步骤：
（1）安装支座及千斤顶百分表，如图所示
a、将试验锚杆周围地面找平，清除岩渣，排除积水。
在锚杆的两侧各放置两根枕木（或厚铁板），枕木与锚杆中心距不小于1.0m，消除千斤顶反力作用到锚杆周围的岩体中对试验结果的影响。
在枕木上放置槽钢，锚杆两侧各一片，在槽钢上放置钢板。
将千斤顶放在钢板上，用锚具与锚杆锚紧。
b、在地面上放置两个对称的三脚架，以安装百分表读取上拔位移量，三角架离锚杆中心距不小于1m，百分表安装在支架上，调试百分表位置，使百分表的下端能接触到安装在锚杆自由段钢筋上的磁力表座。
调整支架，百分表，磁力表座的位置，使百分表触端垂直于磁力表座平面。
（2）加载方法:
按照《岩土锚杆（索）技术规程cecs22:
2005》9.4.3
规定采用7级加载的方式进行试验。
初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.10倍，分级加荷值宜取锚杆轴向拉力设计值的0.50、0.75、1.00、1.20、1.33、和1.50倍。
每级荷载均应稳定5-10min，并记录位移增量。
加荷至最大试验荷载并观测10min，待位移稳定后即卸至0.1Nt，然后加荷至锁定荷载锁定。
3试验终止条件：
（1）、锚筋被拉断或锚固体被拔出；
（2）、新增加上拔力无法施加或者是加后无法使上拔力保持稳定；
试验结束后，必须对锚杆试验现场的破坏情况进行详尽的描述和拍摄照片。
4试验结果整理：
（1）绘制荷载位移曲线（Q-S）
（2）当符合下列要求时，应判定验收合格；
a、拉力型锚杆在最大试验荷载下所测得的总位移量，应超过该荷载下杆体自由段长度理论弹性伸长值的80%，且小于杆体自由段长度与1\2锚固段长度之和的理论弹性伸长值；
b、在最后一级荷载的作用下1-10min锚杆蠕变量不大于1.0mm，如超过，则6-60min内锚杆蠕变量不大于2.0mm。
七抗浮锚杆试验一般过程
试验遇到的一般问题及试验设备的改进
（在试验前确定所试验锚杆的施工日期，养护日期，和锚杆的长度及所在底层的土质）
a、将试验锚杆周围地面找平，清除泥土和岩渣，排除积水。
在锚杆的两侧各放置两根枕木（或厚铁板），枕木与锚杆中心距不小于0.5m，消除千斤顶反力作用到锚杆周围的岩体中对试验结果的影响。
b、在地面上放置三脚架，以安装百分表读取上拔位移量，三角架离锚杆中心距不小于0.5m，百分表安装在支架上，调试百分表位置，使百分表的下端能接触到安装在锚杆自由段钢筋上的磁力表座。
2005》9.4.3规定采用7级加载的方式进行试验。
（1）、锚筋被拉断或锚固体被拔出或锚筋从锚固体中拔出；
（2）、新增加上拔力无法施加或者是加后无法使上拔力保持稳定（液压表示数不再上升，在短暂的时间内下降到一定的数值，即使施压也无法再增加）；
（3）试验结束后，必须对锚杆试验现场的破坏情况进行详尽的描述和拍摄照片。
绘制荷载位移曲线做实验报告.
5试验中的注意事项、遇到的问题及解决办法：
在试验开始前，先考察试验地点的整体面积，并向施工方索要施工图纸和锚杆的施工日期。
（1）根据图纸和锚杆的工期，编制试验计划。
有计划的进行试验。
（2）做实验之前先向施工方确定锚杆的工期、位置、长度以及地下土质结构。
（1）由于局部的垫层不稳定，导致试验数据偏大或不定时。
应在该锚杆临近的一根锚杆再次进行试验。
（2）在试验设备安装的过程中，要确保百分表支架的稳定，使其在试验过程中不能震动和移位。
（3）百分表一定要垂直于磁力表坐，放止滑落和数据不准确。
（4）锚筋自由段的磁力表坐平面应保持水平，并能稳定的吸附在锚筋上。
（5）千斤顶和穿心钢板，以及枕木、槽钢，不能与锚筋接触。
（6）装卸液压油泵的油管前，应确保油管内没有压力，如有压力，泄压后再安装。
（7）分级加压的过程中，应匀速切缓慢加压。
防止对液压油泵造成破坏和对锚杆造成过大破坏。
（8）数据出现较大变化的时候，应立即分析原因，若出现应停止试验的情况，应立即停止试验，并做处理。
（9）试验过程中，以试验锚杆为圆心，周围大约3m左右禁止人通过，防止剐碰设备。
周围大约10m以内避免过大的震动。
（10）试验结束后，应卸载千斤顶，拆掉油管，然后再一次拆卸设备。
（11）在试验中和搬运设备过程中，保护好压力显示表与液压泵的接头。
八结束语
岩土锚固工程技术就是依靠锚杆周围岩土层的抗剪强度传递土体的拉力或保持路基土层开挖层面的稳定与安全。
从力学角度看，锚杆是可抵抗倾倒、阻止岩层剪切破坏、抵抗山体竖向位移和水平位移、控制边坡岩体的变形和坍落、消除差异变形沉降的加固路基边坡的技术。
岩土锚固工程技术简而言之就是一种将受拉杆件埋入岩土层，对路基边坡等进行加固的技术。
其功能为：
提供作用于岩土层上以承受外部荷载的抗力、对锚固层产生压应力区，对岩土层起到加筋作用、加强岩土层整体强度。
通过锚杆使防护与岩土层连在一起，形成一种共同承担主动土压力的复合结构，使岩土承受拉力和剪力的能力增强。
抗浮锚杆设计在软弱地基下，增强了地基的稳定性，是岩土锚杆的新应用。
在今后的发展中将会应用到更多的地方，所以对于锚杆的研究还需要深入和创新。
锚杆拉拔试验符合锚杆锚索试验的一般规定，但是由于应用的位置和应用的目的不同，检测的方法也在不断地探索之中，我还会继续关于抗浮锚杆检测的进一步研究。
主要参考文献
［1］中冶集团建筑研究总院.中国工程建设标准化协会标准cecs22:
2005岩土锚杆（索）技术规程.北京：
中国计划出版社.2005.
［2］中冶集团建筑研究总院.中国工程建设标准化协会标准CECS22∶90土层锚杆设计与施工规范
.北京.1991.
［3］中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范GB5007-2002.北京：
建设部、国家质量监督总局2002年2月发布，2002年4月1日实施.
［4］中华人民共和国国家标准.建筑边坡工程技术规范GB50330-2002.北京：
建设部、国家质量监督总局2002年5月发布，2002年8月1日实施.
［5］中华人民共和国国家标准.地下防水工程质量验收规范GB50208-2002.北京：
建设部、国家质量监督总局2002年3月发布，2002年4月1日实施.
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