土工袋擴(kuò)底抗浮錨桿承載機(jī)理現(xiàn)場試驗分析

戚旭東 常 偉 葉 鵬 王海元 孔勁奇 宋 著

（1.江蘇省中成建設(shè)工程總公司江蘇南京210041；2.南京工業(yè)大學(xué)交通運輸工程學(xué)院，江蘇南京211816）

1 研究背景

地下建筑抗浮是巖土工程界關(guān)注的熱點［1］，而設(shè)置抗浮錨桿是較為常見的工程措施［2］。由于水浮力為均布荷載，從提高抗浮效率［3］和優(yōu)化筏板受力的角度出發(fā)，采用單點受力小、抗力均勻的微型樁或是抗浮錨桿是較為理想的處置措施。此類裝置布置形式靈活、施工簡便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保［4］，但在地下水位較高時易發(fā)生承載力軟化，影響抗浮效率的發(fā)揮［5］。

近年來，通過擴(kuò)大端部提升錨桿結(jié)構(gòu)承載性能得到了較為廣泛的關(guān)注［6］。傳統(tǒng)的擴(kuò)底技術(shù)按成孔方式可分為鉆孔擴(kuò)底、擠壓擴(kuò)底、振沖擴(kuò)底以及旋挖擴(kuò)底等［7］，但由于擴(kuò)底工藝以及經(jīng)濟(jì)性的原因，要求有一定的截面直徑（通常大于400 mm）。在軟土地區(qū)，由于抗浮錨桿直徑較小，上述擴(kuò)底工法的施工成本過高，擴(kuò)底抗浮錨桿未能較好發(fā)揮工程效益。為此，本文從降低施工難度和縮減經(jīng)濟(jì)成本出發(fā)，針對軟土地基施工特點和錨桿構(gòu)造特征，提出了一種采用錨桿端部土工袋后注漿擴(kuò)孔成形的擴(kuò)底抗浮錨桿，并現(xiàn)場測試了該裝置的上拔承載力。通過光纖光柵測試技術(shù)精確獲取錨桿的承載特性和應(yīng)變分布規(guī)律，為該裝置的推廣應(yīng)用提供理論支撐和技術(shù)支持。試驗結(jié)果表明，通過土工袋擴(kuò)底能顯著增加抗浮錨桿抗浮力，可適用于軟土地區(qū)特別是淤泥質(zhì)黏土體中地下室的抗浮工程。

2 土工袋擴(kuò)底抗浮錨桿特征簡介

目前地下結(jié)構(gòu)底部擴(kuò)大截面的主要形式有柱體、球體、三角錐體等，截面形狀主要受施工工藝控制。擴(kuò)底成型工藝主流為機(jī)械裝置成孔、擴(kuò)孔。然而，這種方式施工技術(shù)應(yīng)用于截面直徑較小的錨桿時較為不便。另一方面，常規(guī)的錨桿注漿擴(kuò)底由于巖土顆粒縫隙以及水泥漿流動性，不容易保證擴(kuò)底成型。若將注漿體收集利用，在適宜的土層內(nèi)采用注漿壓力進(jìn)行擠土擴(kuò)孔，可降低施工技術(shù)和成本投入。

促進(jìn)教師全人發(fā)展的有效路徑是：營造群體共振的文化場域，即通過名師工作坊、研修共同體、創(chuàng)新實驗區(qū)等形式，實現(xiàn)專業(yè)引領(lǐng)、同伴互助與自我反思的深度融合。我們曾力圖從實踐—反思理論、階段發(fā)展理論、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論、成人學(xué)習(xí)理論、培訓(xùn)經(jīng)驗圈等經(jīng)典理論中尋找教師發(fā)展的理論基礎(chǔ)與解釋框架。事實上，任何一種理論都難以全面、明晰地回應(yīng)教師發(fā)展的諸關(guān)系、諸要素、諸情境以及諸動力。法國學(xué)者皮埃爾·布迪厄的“場域—慣習(xí)”論在當(dāng)代社會學(xué)理論中獨樹一幟，具有深厚的理論基礎(chǔ)和普遍的方法論意義，它為教師發(fā)展提供了新的理論工具，具有很好的解釋力。具體體現(xiàn)在四個方面。

文中所言“主辟惡氣，殺鬼精物”指用以治療熱病神昏、中風(fēng)痰厥、驚癇、中惡等。“惡氣”指穢濁毒氣，即為傳染病的病因，說明麝香可用于某些傳染病疾病。麝香還可治療“溫瘧“，指感染暑熱邪氣而致的熱象突出的瘧疾；“蠱毒”指感染變惑之氣或中蠱毒而致的嚴(yán)重病情。如重癥肝炎、毒痢、羌蟲病、血吸蟲病、肝硬化等。

分級加載試驗結(jié)束后考察了各錨桿的破壞模式，其中擴(kuò)底錨桿的破壞形式表現(xiàn)為地表出現(xiàn)一定范圍的圓形隆起區(qū)，隆起量隨錨桿上拔量增加，在錨桿接近破壞時有較大幅度的變化，并在隆起范圍邊緣處伴有細(xì)微裂縫，如圖7 所示。而等直徑錨桿抗拔破壞時受力筋脫出，地表隆起范圍較小。1#、3#、5#錨桿破壞時地表土體影響半徑分別為45 mm、61 mm、78 mm。

一杭的心沉下去了，最壞的事情被自己遇到了，他憤怒地把一口濃痰吐在范堅強(qiáng)臉上。范堅強(qiáng)把剛念的那一頁記事本撕下來，擦掉臉上的痰，用火機(jī)把記事本點燃了。記事本很快在一陣得意的大笑中變成灰燼。

圖1 后注漿土工袋擴(kuò)底抗浮錨桿結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure scheme of expanded anchor with postgrouting in soil bag

本次現(xiàn)場測試設(shè)計了2 種類型共4 根抗浮錨桿，包括后注漿擴(kuò)底錨桿3 根，編號1#、3#、5#，長度分別為3 m、5 m 和7 m，直徑均為150 mm，擴(kuò)底截面直徑為300 mm；以及等截面錨桿1 根，編號7#，長度為5 m，直徑為150 mm。采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，成孔完畢后，插入初次注漿管（作初次注漿使用），同時利用初次注漿管進(jìn)行清孔。清孔完畢后采用反向注漿法注入分隔板處，漿液的水灰比為0.7，注漿壓力為0.3～0.5 MPa，至孔口溢漿為止。間隔3～5 d后二次注漿，注漿壓力為0.8～1.0 MPa。

3 擴(kuò)底錨桿抗拔性能現(xiàn)場測試

但實際上，王維不僅是一位詩人，還是一位畫家。盡管目前公認(rèn)出自他手的畫作還沒有一幅能確定是他的真跡，但這對于我們這并不重要，因為我們真正關(guān)注的，是那畫中如詩般的意境。

3.1 土層概況

試驗場地位于南京市長江漫灘某處，該場地屬于典型軟土地基，平均地下水位約在0.8 m，土體基本物理、力學(xué)性質(zhì)參數(shù)如表1所示。

在金融去杠桿的大背景下，關(guān)于如何降低負(fù)債“求生”，泛海對媒體表示，單純從財務(wù)報表來看，公司的資產(chǎn)負(fù)債率確實相對較高；但考慮到公司土地取得較早且采用成本法入賬等原因財務(wù)報表上的資產(chǎn)負(fù)債率并沒有真實反映公司的資產(chǎn)負(fù)債水平。“盡管如此，公司仍通過多種措施，包括加快地產(chǎn)項目銷售回款、繼續(xù)推進(jìn)非公開再融資事項，提高金融平臺盈利和分紅能力、積極推進(jìn)子公司引入戰(zhàn)略投資者事項等，爭取更好地改善公司資產(chǎn)負(fù)債結(jié)構(gòu)，保證公司經(jīng)營的穩(wěn)健。”

表1 足尺試驗場地土層基本性質(zhì)指標(biāo)Table 1 Geotechnical properties of full-scale tests field

3.2 測試設(shè)計

由裝置的構(gòu)造特征可知，當(dāng)上部受拉筋與注漿體包裹時，注漿體直接承受鋼筋傳遞的拉力，此時端承板不起作用，整體受力特征為拉力型。若鋼筋與注漿體無粘結(jié)，鋼筋將拉力直接傳遞至擴(kuò)大頭內(nèi)部的端承板，繼而對上部注漿體施加壓應(yīng)力，此時該裝置轉(zhuǎn)為壓力型。在保證注漿體一定自重的前提下，可適當(dāng)增加注漿分隔板以及端承板的直徑以增加抗拔承載力。該裝置無論是注漿體直徑、施工工藝還是受力特征都與二次注漿的微型樁接近。

采用分級加載對施工合格的抗浮錨桿進(jìn)行測試，單次加載量通常宜取為預(yù)估承載力的1∕10。等截面抗浮錨桿的抗拔承載力可參考錨桿的抗拔承載力公式：

式中：Fd為單錨抗拔承載力設(shè)計值；Fk為單錨極限抗拔力標(biāo)準(zhǔn)值；Kb為抗拔安全系數(shù)，建議取值1.4～2.5；d 為錨固體直徑；qsik為錨固體與第i 層土的黏結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；li為第i層土的厚度；ψ 為錨固長度對黏結(jié)強(qiáng)度的影響系數(shù)，有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［10］推薦取值范圍為0.6～1.6。

根據(jù)表1，將其中各土層的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值帶入式（4），其中Kb和ψ 參考土層性質(zhì)和注漿體長度，分別取2.0、1.3，可計算得到注漿體長度為3 m、5 m、7 m 的等直徑裝置抗拔承載力的預(yù)估值約為27.7 kN、45.9 kN、64.3 kN。

根據(jù)擴(kuò)底抗浮錨桿承載力的經(jīng)驗估算公式［11-12］，1#、3#、5#錨桿分別按每級8 kN、12 kN、16 kN 進(jìn)行逐級加載，采用精度0.01 mm 位移百分表測量樁頂豎向位移。試驗時，出現(xiàn)下列情況即終止加載：①難以維持某級荷載或變形不止；②某級荷載下變形急驟增大，荷載-位移曲線上有可判定極限承載力的陡降段；③當(dāng)荷載-位移曲線呈緩變型時，位移超過設(shè)計要求；④加載設(shè)備達(dá)到極限加載能力。

本試驗采用光纖光柵量測錨桿應(yīng)變。光纖元件輕巧，可靠性和適用性好，可測量構(gòu)件應(yīng)變動態(tài)變化過