淺談預應力錨索施工參數的確定

周建

（中衡設計集團工程咨詢有限公司 江蘇蘇州 215000）

淺談預應力錨索施工參數的確定

周建

（中衡設計集團工程咨詢有限公司 江蘇蘇州 215000）

結合某工程基坑圍護中預應力錨索的試驗，在保證基坑安全穩定的前提下確定相關施工參數，以此來指導現場施工。

基坑圍護；預應力錨索；施工參數

1 概述

本項目為某醫院建筑，地下兩層，開挖深度最深處為12.6m，因沒有設置內支撐，故預應力錨索在本項目基坑圍護工程起到至關重要的作用。

基坑支護形式為：鉆孔灌注樁+預應力錨索，三軸攪拌樁止水帷幕；基坑上部采用二級放坡，坡面采用土釘墻支護。鉆孔灌注樁上設置冠梁，預應力錨索設置等詳見圖1。

圖1

2 試驗目的

本次試驗根據《某工程基坑圍護設計圖紙》的要求，在正式施工之前對本圍護體系中采用的預應力錨索做一組基本（極限抗拔力）試驗，以確定本場地地層對錨索所能提供的極限抗拔力；并與設計計算得到的極限抗拔力進行比較；同時揭示錨索在基坑開挖過程中可能影響其承載力的因素，以便在正式施工前調整錨索設計及施工參數。

3 錨索試驗的設計技術參數及土層參數（如表1～2）

錨索試驗的主要目的是確定設計方案中錨固體的極限承載力，錨固體極限承載力設計計算公式如下：

可見錨固體承載力與自由段鋼絞線長度和入射角度無關，但與錨固段在各土層中的長度以及擴頭段所處深度有關。由于設計方案中錨索的作用深度均較大，若按照此深度進行試驗，開挖深度深，費時費力。基于上述分析，可將實際進行錨索基本試驗的錨索參數進行調整，只要錨固段在各土層中的長度以及擴頭段所處深度與原設計方案一致，即可滿足試驗要求，具體各試驗錨索的參數設置見表1。

4 錨索基本試驗的方法和步驟

4.1 一般規定

（1）試驗用計量儀表（壓力表、測力計、位移計）應滿足測試要求的精度；

（2）試驗用加荷裝置（千斤頂、油泵）的額定壓力必須大于試驗壓力；

（3）錨索抗拔試驗應在漿體滿28d齡期或漿體強度達到設計強度80%后進行。

4.2 試驗加荷等級和觀測時間

（1）對于第1根試驗錨索，錨筋采用3根d15.2鋼絞線，強度為1860級，桿體強度為：3×140mm2×1860MPa=781.2kN，則按照分級循環加荷方法進行試驗，初始荷載、各級荷載及觀測時間如表3。

（2）對于第2根試驗錨索，錨筋采用3根d15.2鋼絞線，強度為1860級，桿體強度為：3×140mm2×1860MPa=781.2kN，則按照分級循環加荷方法進行試驗，初始荷載、各級荷載及觀測時間如表3。

（3）對于第3根試驗錨索，錨筋采用4根d15.2鋼絞線，強度為1860級，桿體強度為：4×140mm2×1860MPa=1041.6kN，則按照分級循環加荷方法進行試驗，初始荷載、各級荷載及觀測時間如表4。

（4）第4、5兩根試驗錨索桿體強度及加載與第1根相同。

試驗最大加載量根據《巖土錨桿（索）技術規程》CECS22：2005相關規定，取錨索桿體極限承載力的0.8倍，故3根鋼絞線和4根鋼絞線的Qmaxl分別為625.0kN和833.0kN。同時根據建設單位的要求，在第六循環穩定的條件下，再增加一個循環，即最大加載量取錨索桿體極限承載力的0.9倍。

說明1：若在上述加載條件下，第一根試驗錨索未達上述破壞標準，為掌握其極限承載力，須繼續加載直至破壞。

4.3 在每級加荷等級觀測時間內，測讀位移不應少于3次。

表1 設計技術參數

表2 土層參數

表3

表4

4.4 在每級加荷等級觀測時間內，錨頭位移增量小于0.1mm時，可施加下一級荷載，否則應延長觀測時間，直至錨頭位移增量在2h內小于2mm時，方可施加下一級荷載。

4.5 出現下列情況之一時，可判定錨索破壞

（1）后一級荷載產生的錨頭位移增量達到或超過前一級荷載產生的位移增量的2倍。

（2）錨頭位移持續增長（即位移增量不穩定）。

（3）錨索桿體破壞。

4.6 現場試驗

本次試驗將錨頭用3頭和4頭夾具固定在特定加工的小箱梁上（箱梁采用20mm厚鋼板加工而成，尺寸為600mm×250mm×220mm），錨頭穿過小箱梁，兩邊對稱安裝兩臺1000kN的千斤頂，試驗時通過千斤頂對錨索進行逐級加載，千斤頂的反力傳遞到工字鋼上，為確保試驗時土表層不被破壞，再增加一排工字鋼。荷載的大小由壓力傳感器通過RS-JYB樁基靜載分析系統控制。

說明2：為檢驗錨索錨固體成樁質量即樁體直徑，本次試驗選取第2根試驗錨索進行開挖驗證，待基本試驗結束后挖開部分錨固段上部土體，暴露出旋噴樁體進行檢驗。經實測，錨固體直徑達415mm，符合設計要求。

4.7 試驗結果整理

繪制Q（荷載）-S（位移）曲線，錨索極限承載力應取破壞荷載的前一級荷載；在最大試驗荷載下未達到上述破壞標準時，錨索的極限承載力應取最大試驗荷載。

表5

通過某有資質的檢測機構對上述五根錨索進行的抗拉試驗，得出如表5結果。

其中，S4錨索在第七循環加載時，當荷載加至625kN時達到穩定標準，位移增量為15.26mm，當加載至703kN時90min內仍未穩定，且此級位移增量已達到33.88mm，大于前一級的2倍，符合破壞條件。經過研究比較，并組織專家進行論證，本著安全可靠且經濟的原則，最終確定了錨索的施工參數：錨固段注漿壓力20kPa，長度根據設計要求；擴大頭注漿壓力25kPa，長度2m；水灰比1.0。

[1]《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）.

[2]《巖土錨桿（索）技術規程》（CECS22：2005）.

[3]《高壓噴射擴大頭錨桿（索）技術規程》（蘇JG/T033-2009）.

U417.1

A

1004-7344（2016）07-0304-02

2016-2-20

周建，國家注冊監理工程師，注冊一級建造師，國家投資建設項目管理師，項目總監。