不同规范中锚杆验收试验对比分析

不同规范中锚杆验收试验对比分析　黄　坤　（解放军理工大学国防工程学院，江苏南京２１０００７）　【摘要】　抗浮锚杆现已广泛应用到各种抗浮工程中，锚杆的验收试验是检验抗浮锚杆是否满足设计　要求的关键性试验，但是现行相关规范中关于验收试验中对锚杆加载等级的规定尚不统一，这对锚杆验收试　验的实际操作造成了一定的不便，所以在进行试验之前常常需要综合具体的工程实际来确定所参考的规范，　为此提出一种方便可行方法来确定选取的相关锚杆验收试验规范是有积极意义的。现以南京某工程为背　景，通过不同规范进行锚杆验收试验并进行对比分析，进而讨论如何在工程中选择更合适的锚杆验收试验　方法。　【关键词】　抗浮锚杆；验收试验；抗浮工程；对比试验　【中图分类号】ＴＵ９４　２　地下工程项目中，由于地下水的存在，常常需要进行抗　浮设计来抵抗地下水对结构底板产生的浮力作用。作为解　决结构抗浮力作用的一种重要的途径，利用抗浮锚杆抵抗浮　力的技术在现在的抗浮工程中得到很广泛的应用　Ｊ。这种　【文献标识码】Ｂ　块上（即实测承载力为两侧油压表的读数之和），然后在钢板　上安置百分表测读槽钢的位移即锚筋的位移。　情况下，抗浮锚杆的验收试验在确保抗浮锚杆在施工中符合　设计要求从而保证工程项目安全中就显得尤为重要。　但是目前进行锚杆验收试验可遵循的规范有很多，不同　规范中规定的对锚杆加载的等级有的相近，而有些却是差别　很大。这种现象常常给操作者在试验方法的选择上造成一　定的不便。因此，如何结合不同项目的客观实际来选取合适　的规范进行锚杆的验收试验在工程安全和经济效益都上起　着重要作用。　图１试验装置示意　１工程背景　１．１工程概况　２．２试验方法　经过各种规程中关于锚杆验收试验的对比，决定在《岩　土锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）和《建筑基坑支护　技术规程》中选择试验的加载方式。由于此工程中地下水含　量较为丰富，且本工程对抗浮要求较为严格，经讨论决定采　该工程为南京某技术研发中心二期工程地下室抗浮锚　杆工程，地下水含量较为丰富。考虑工程项目的安全性，本　工程基础采用桩基础，主楼部分为静压管桩。由于地下室开　挖深度大部分为硬塑和可塑性土，土质状况良好，综合考虑　经济效益，经岩土勘察报告分析和实地考察后专家建议，在　原地下基础上进行抗浮锚杆设计。在本工程中，根据工程地　用《岩土锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）选择总锚杆　数量的６％并进行验收试验，作出验收报告进行验收。但是　为借助此工程来对比不同规范中关于锚杆验收试验加载方　下土体情况，锚杆全部锚入到风化岩层。　１．２抗浮锚杆设计　式的不同效果，特另选取《建筑基坑支护技术规程》对相同数　量的锚杆进行相应的验收试验。　进行对照试验时，初始荷载按照两种规范中的规定同取　工程中锚杆采用全长粘结性锚杆，锚固段长度为６　ｍ，锚　固体直径为２５０　ｍｍ，间距３　ｍ，锚杆为６根螺纹钢筋，直径为　２８　ｍｍ，采用普硅４２．５　水泥灌浆，强度等级为Ｍ２０。６根锚　杆锚固力设计值为３８０　ｋＮ。　锚杆轴向抗拉设计值的０．１倍，根据《岩土锚杆（索）技术规　程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）中对锚杆验收试验的规定，分级加荷值　宜取锚杆轴向拉力设计值的０．５、０．７５、１．０、１．３３和１．５倍。　加荷等级与观测时间如表１所示，《建筑基坑支护技术规程》　中锚杆验收试验加荷等级与观测时间的关系如表２所示。　试验中为减小试验数据误差，在每级加荷等级观测时间内，　２验Ｉｌｉｃ试验方案设计　２．１试验加载装置　本次试验所用的主要仪器为两台Ｑｗ５ｏ　ｔ液压千斤顶　（５０　ｔ）、百分表２个。试验仪器的配件、装置图如图１所示。　试验垫块采用３０　ｍｍ厚的钢板，垫块固定在槽钢下方，　［定稿日期］２０１２—１１—０６　通过两根槽钢与锚杆连接，两台千斤顶分别作用在两端的垫　［作者简介］黄坤（１９８８～），男，硕士研究生。　９２　四川建筑第３３卷４期２０１３．０８　瓣　嘲麓　测读锚头位移３次。试验加载方式为逐级加载，当各级荷载　施加完达到观测时间以后记录相应锚杆的相对位移，达到最　大试验荷载后按照《岩土锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—　２００５）进行验收，试验的锚杆观测时间为１０　ｒａｉｎ，按照《建筑　一　Ｚ　基坑支护技术规程》进行验收试验的锚杆观测时间为　一　１５　ｍｉｎ，再分别将锚杆加载直卸载至０．１０　Ｎ　，并测读锚头位　。Ｊ　移。表中Ⅳ。　为锚杆轴向受拉承载力特征值。　牲　表１《岩土锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）　加荷等级与观测时间　位移Ｓ（１１１１１１）　表２《建筑基坑支护技术规程》加荷等级与观测时间　图２　２　锚杆的口一Ｓ曲线　２．３验收结论的判定　一　Ｚ　依据《岩土锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）和《建　一　筑基坑支护技术规程》中的相关规定，当符合下列要求时，应　榻　槌　判定验收合格。　（１）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端长度理论伸长值的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。　（２）在最后一级荷载作用下１～１０　ｍｉｎ锚杆蠕变量不大　位　（１１１１２１）　于１．０　ｍｍ，如超过，则６—６０　ｍｉｎ内锚杆蠕变量不大于　图３　７　锚杆的Ｑ—ｓ曲线　２．０　ｍｍ。　从图２、图３中可以看出，在第一级加载过程中均在较小　３试验结果及分析　的荷载下产生了较大的位移。这是由于实验各器材部件之　间存在不可消除的缝隙造成的。缝隙受第一级荷载的拉力　本次试验对该工程的２０根锚杆按照两个规范要求各自　作用而迅速缩小，此时的总位移主要由锚杆因受拉而产生的　对其中的１０根进行了抗拔试验，依照《岩土锚杆（索）技术规　拉伸变形和因锚具部件间的缝隙减小两部分组成。而且由　程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）进行验收试验的试验结果如表３所示　于客观实验条件所限，部件间缝隙的缩小量占据总位移中较　并视为第一组试验，根据《建筑基坑支护技术规程》进行的验　大比例。在第二级荷载之后，由于缝隙很快压实挤密，此后　收试验的试验结果如表４所示并视为第二组试验。通过两　的总位移值近似等于锚杆受拉产生的形变，荷载与锚杆形变　组验收试验得到的数据分别与各自参照的试验规范验收要　增量位移逐渐成近似线性关系。　求相符合，按照规范中的规定判定此次进行拉拔试验的２０　根锚杆均验收合格。　对比两组Ｑ—Ｓ曲线不难得到，根据两个规范要求对同　一根据各自规范的要求和数据分别绘制两组实测荷载位　工程临近的锚杆进行验收试验得到的数据做出的Ｑ—Ｓ曲　线在荷载相同范围内的位移、荷载关系具有很好的相关性，　移关系曲线，即Ｑ—Ｓ曲线。通过每组中的１０根锚杆测得的　即两者在相同荷载作用下产生的位移是相近的。依照《岩土　数据进行统计，发现同组锚杆的荷载与位移关系均大致呈线　性关系且在同级荷载条件下的拉伸位移也大致相近，因此每　锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）中规定施加在锚杆上　的荷载要逐级施加至１．５　Ｎ　《建筑基坑支护技术规程》中　组的Ｑ—Ｓ曲线大致相同。鉴于此可分别在两组中分别随机　抽取２　和７　锚杆的Ｑ—ｓ曲线进行研究，相应的Ｑ—ｓ曲线　规定施加在锚杆上的荷载应逐级加载至１．０　Ｎ．．，试验结果表　明依据两种规范进行抗浮锚杆的验收试验均能很好的对锚　如图２和图３所示。　杆进行验收。这两种规范进行验收试验虽然得到的数据均　表３第一组试验数据　能判别锚杆是否验收合格，但对工程中的锚杆测试的侧重点　是不同的，《岩土锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）更加　注重工程的安全性，由于此规范中规定荷载要加载到１．５　表４第二组试验数据　Ⅳ　这就在锚杆的抗拉层面上更保障了工程的安全性，因此　笔者认为《岩土锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）更适　用于地下水丰富、对抗浮安全性要求较高的工程项目。相反　对于地下水浮力对结构影响相对较小或者对抗浮要求程度　四川建筑第３３卷４期２０１３．０８　９３　不高的工程，采用《建筑基坑支护技术规程》中规定的加载方　法不仅有效地对抗浮锚杆进行验收，同时也在保证工程安全　的前提下节省了锚杆用量，从而节约了资金。　筑基坑支护技术规程》均为有效进行锚杆验收试验的试验依　据，具有良好的应用可行性。　（２）在进行验收试验时，可根据工程的实际情况来选择　４结论　为研究依据不同规范进行的锚杆验收试验的区别，并通　过实测数据综合分析提出一种合理选择锚杆验收试验方法　的方案。本文根据南京某地下抗浮工程为背景对随机抽取　相关的规范进行验收试验，对于抗浮要求较高的或者地下水　较为丰富的工程建议选择《岩土锚杆（索）技术规程》　（ＣＥＣＳ２２—２００５）进行验收试验以提高安全度，而对于地下　水浮力不大、抗浮要求不高的工程，建议选用《建筑基坑支护　技术规程》进行验收试验以达到实用、经济的目的。　参考文献　６％的一组（１０根）锚杆按照《岩土锚杆（索）技术规程》　（ＣＥＣＳ２２—２００５）中的要求进行验收试验，被测锚杆均符合　设计要求，达到了对此抗浮锚杆验收目的，并依此做出验收　报告。又按照《建筑基坑支护技术规程》的要求对临近的另　外一组（１０根）进行对比性验收试验，此组试验数据仅作于　第一组试验数据对比，通过两种试验的对比得结论如下：　［１］程良奎，范景伦，韩军，等．岩土锚固［Ｍ］．北京：中国建筑工　业出版社，２００３　［２］　ＣＥＣＳ２２：２００５岩土锚杆（索）技术规程［ｓ］　［３］ＪＧＪ１２０：１９９９建筑基坑支护技术规程［ｓ］　’　不　不　（１）《岩土锚杆（索）技术规程》（ＣＥＣＳ２２—２００５）和《建　！矫　不　！矫　（上接第９１页）　参考文献　（２）在管井设计中，允许井壁进水流速是管井开采段设　计的依据，允许过滤管进水流速是过滤管结构设计的依据，　两个流速不可或缺。　［１］ＧＢ　５０２９６—９９供水管井技术规范［ｓ］　［２］　ＣＪＪ　１０—８６供水管井设计、施ｌＴ及验收规范［ｓ］　［３］　张锡范．供水管井进水流速的定义及其计算（上）［Ｊ］．勘察科　学技术，２００２（２）：３—９　（３）供水管井的允许井壁进水流速宜按式（１０）计算　确定。　（４）降水管井允许井壁进水流速，当出水含砂量要求不　高时，可按式（８）计算确定；当出水含砂量要求较高时，可按　式（６）计算确定；当出水含砂量要求非常严格时，应按式　（１０）计算确定。　（５）管井过滤管的允许过滤管进水流速宜按式（１１）计　算确定。当地下水具有侵蚀和结垢的可能时，可按计算的过　滤管进水流速减少１／３—１／２考虑。　［４］张锡范．供水管井进水流速的定义及其计算（下）［Ｊ］．勘察科　学技术，２００２（３）：３１—３３　［５］万邦炎．关于含水层允许渗透速度的计算［Ｊ］．铁道标准设　计，１９７４（９）：５ｌ一５５　［６］万邦炎．管井过滤器与砾石填充物［Ｊ］．铁道标准设计，１９８５　（６）：２７—３０　［７］　Ｂ．Ｍ．ＦａＢｐＨ￣ＫＯ．Ｃ．Ｋ．Ａ６ｐａ￣ｏｓ．　ＭｂＴｐＭ　６ｙｐｏＢ￣ｘ　ＣＫＢａ）ＫＨＨ　［Ｍ］．ＭｏｃｒＢａ，１９５４：１４４—１４６　投稿须知　１．投稿文章论点明确，文字精练，数据可靠，每篇论文（含图表）一般在４ｏ００字左右，包括：题目（中文一般不超过２０个汉字）、作者　姓名、作者单位及邮政编码、中文摘要（１００字一３００字）、关键词（３个～８个）、正文、参考文献。　２．投稿请将电子版发送到本刊邮箱。　３．量和单位符号等必须符合国家标准规定。稿中外文字母、符号必须分清大、小写，正、斜体，黑、白体，上、下角标的字母、符号，其　位置高低应有明显区别。　４．文中图、表，随文出现插图，请用计算机绘图。图中文字符号应与正文一致，字体大小为六号宋体。照片要清晰、层次分明。　５．文中章节编号采用三级顶格排序：一级标题形如１、２、３、……排序，－＝－ｇｇｔ．标题开如１．１、１．２、１．３……排序，三级标题形如１．１．１、　２．２．２、３．３．３……排序。　６．参考文献必须是公开发表且在文中确实引用的专著、期－Ｉ－４文章、学位论文、技术标准等，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