锚索试验汇总

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1、作者:日期:海西高速公路网厦沙线三明段I三1=1预 应 力 锚 索预应力锚索基本试验总结报告一、工程概况，该坡高约33.8米,为类土质边坡，上部坡积粉质黏土，厚度约6米左右； 其下为全风化大理岩，厚度约17米；强风化大理岩，厚度约为18米。该边坡属丘陵地貌, 山坡较陡，未揭露地下水。为保证边坡稳定，因此综合考虑采用拱形骨架防护结合预应力 锚索加固方案。该坡分四级防护，中间设2m平台，由下而上坡率和防护措施为:第一级1： 1.0,预应力 锚索框架内喷播植草和拱形骨架植草护坡；第二级1：1.0,拱形骨架植草防护；第三级 1： 1.0,预应力锚索框架和拱形骨架植草交错布置；第四级1： 1.25，拱形

2、骨架植草防护. 两侧坡率按实际地形情况做适当调整。该坡试验孔三个，锚索长度均为28米，锚固段均为8米。二、基本试验目的与依据1、基本试验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、同时考虑有关锚索体在搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏 的能力。(1) 确定该边坡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、试验依据(1) 、锚杆喷射碇支护技术规程(G

3、B50086-2001)(2) 、岩土锚杆(索)技术规程(CECS22:2005)(3) 、公路路基设计规范(JTG D302004)(4) 、公路路基施工技术规范(JTJ 03395)(5) 、高边坡锚索设计文件及相关通知。三、锚索试验方案与计算1、试验方案本合同段锚索设计为压力分散型，每束6根015.24无粘结钢绞线，分三个单元布置， 设计拉力为700750KN，超张拉荷载为770 KN。锚索张拉分为三个步骤：(1) 进行整体预张拉，拉力为10%设计值(即70KN)，以消除锚索非弹性变形；(2) 分步进行差异荷载补偿张拉；(3) 对锚索进行整体分级张拉。(4) 试验设备：本次试验一一千斤顶

4、，型号YCW100,压力表为上海晨仪仪表有限公司 制造，器具编号0112-1，型号规格(060) MPa,其校准方程y=0.0526x,其中：x为千斤 顶拉力(KN)，y为油表读数。具体详见标定证书。测量锚索位移量采用游标卡尺。(5) 依据试验张拉设备标定的回归方程：y=0.0526x，及表01(详见岩土锚杆(索) 技术规程)，编制循环加卸荷等级与位移观测间隔时间表、荷载与油表读数关系表，明 确张拉顺序。表01锚索基本试验加荷等级与观测时间加何标准 循环加荷等级(A fptk%)加载数最大加载量卸载初始荷载10%第一循环10%30%10%第二循环10%20%30%40%30%20%10%第三循

5、环10%30%40%50%40%30%10%第四循环10%30%50%60%50%30%10%第五循环10%30%50%70%50%30%10%第六循环10%30%60%80%60%30%10%观测时间(min)55510555具体加荷等级与观测时间表加荷标加荷等级准加载数最大加载卸载循环量初始荷10%载(70)第一10%30%10%循环(70)(210)(70)第二10%20%30%40%30%20%10%循环(70)(140)(210)(240)(210)(140)(70)第三10%30%40%50%40%30%10%循环(70)(210)240(350)(240)(210)(70)第四1

6、0%30%50%60%50%30%10%循环(70)(210)(350)(420)(350)(210)(70)第五10%30%50%70%50%30%10%循环(70)(210)(350)(490)(350)(210)(70)第六10%30%60%80%60%30%10%循环(70)(210)(420)(560)(420)(210)(70)观测时间55510555(min)施加应力与压力表读数对应数值表百分值(1562.4%)施加应力X (KN)压力表读数y=0.0526XMP设计锚固力70036.8210%703.68220%1407.36430%21011.04640%28014.7285

7、0%35018.4160%42022.09270%49025.77480%56029.45690%63033.138100%70036.82110%77040.502(6 )在试验过程中出现下列现象其中之一即视为锚固体破坏： 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量增量的两倍; 锚头位移不收敛； 锚头总位移量超过设计允许位移量。2、荷载计算（1）差异伸长量计算因破坏荷载未知，故计算差异伸长量采用超张拉设计荷载770KN进行计算。按平均分配法计每根钢绞线拉力为770/6=128.3KN。根据设计文件，锚索张拉采用差异 分步张拉，根据试验孔的锚索长度不同，分别计算差异伸长量，钢绞

8、线伸长量厶L （mm） 按以下公式计算：PLl = E：A ，式中：P预应力筋的平均张拉力（取128.3KN）；L预应力筋的长度（mm）；E预应力筋的弹性模量（取1.95X 105MPa,从试验报告取平均值所得）；A预应力筋的截面积（取140mm2）。（2）差异荷载计算P1 二EA（AL /L ）21-2 1a: SY1锚索:已知：E=1.95X 105MP； A=140 mm2锚索长L =28m，L=24m （锚固长度为8米）1 2补偿张拉力 P=700*1.1/6=128.3KNAL =P*L /EA=0.1316m，AL 二P*L /EA=0.1128m1 1 2 2AL =AL -AL

9、 =0.0188m1-2 1 2AP 二EA*AL *2/ L =36.66KN1 1-2 1b: SY2锚索：已知：E=1.95X 105MP； A=140 mm2锚索长L =28m，L=24m （锚固长度为8米）1 2补偿张拉力 P=700*1.1/6=128.3KNAL =P*L /EA=0.1316m，AL 二P*L /EA=0.1128m1 1 2 2AL 二AL -AL =0.0188m1-2 1 2AP 二EA*AL *2/ L =36.66KN1 1-2 1c: SY3锚索：已知：E=1.95X 105MP； A=140 mm2锚索长L =28m, L=24m （锚固长度为8米

10、）1 2补偿张拉力 P=700*1.1/6=128.3KNAL =P*L /EA=0.1316m, AL 二P*L /EA=0.1128m11 2 2AL 二AL -AL =0.0188m1-2 1 2AP 二EA*AL *2/ L =36.66KN1 1-2 1（2）SY1、SY2、SY3各单元补偿荷载及各锚索初始荷载列于下表表02各单元补偿荷载及各锚索初始荷载表序号锚孔深度锚固段长 度第一次补偿值（APD初始荷载备注SY128m8m36.66KN70KNSY228m8m36.66KN70KNSY328m8m36.66KN70KN四、锚索张拉顺序要求每个循环张拉至最高一级时，稳压10min,

11、其他各级稳压5min。 先张拉第一单元至 P1。 再加上第二单元张拉至初始荷载70KN 接着张拉第一个循环至30%AF =210KN稳压10min,接着卸载至10%AF =70KN。PTKPTK然后再接着张拉第二循环、第三循环、第四循环等等，直到压力表读数不升高，油 缸不收敛，证明锚索已破坏，然后开始卸载至0,测出其位移量，至此张拉结束。五、锚索张拉读数记录及记录表锚索张拉试验依据表（循环加卸荷载等级与位移观测表）实施，每次加荷后至少观测 5min，在观测时间内，测读锚头位移不少于3次。锚头位移量不大于0.1mm时，可施加 下一级荷载否则需延长观测时间，直至锚头位移量2小时小于2.0mm时，可

12、施加下一级 荷载，同时分别记录每级荷载对应锚索的伸长量，绘制荷载一位移（QS）曲线。锚索张 拉时，采用下表进行现场数据纪录：锚索编号：试验类别：基本试验锚固段长度:米加荷等级施加 应力 （KN）油表 读数 （MPa）观测 时间 （min）锚头位移数（mm） （记录3次）锚墩位移数（mm） （记录3次）备注123123预张 拉10%初始 何载 P110%第一 循环30%10%第二 循环30%40%30%10%第三 循环30%40%50%40%30%10%第四 循环30%50%60%50%30%10%第五 循环30%60%70%60%30%10%第六 循环30%60%80%60%30%10%破坏六

13、、张拉施工注意事项1、计算锚索各级张拉力对应的张拉千斤顶油压表读数。预应力锚索张拉施工使用的检 测加荷设备张拉千斤顶（测力计、计时表等）在使用前应经计量检测单位进行校验标定， 并在标定合格后的有效期内使用，同时应满足设计要求的精度。锚索使用张拉千斤顶的额 定压力必须大于试验压力。2、在每级加荷等级观测时间内，锚头移量不大于0.1MM时，可施加下一级荷载；否 则需延长观测时间，直至锚头位移增量2.0h小于2.0mm时，方可施加下一级荷载。3、锚索试验中出现下列情况之一时可视为破坏，应终止加载：锚头位移不收敛，锚固体从岩土层中拔出或锚索从锚固体中拔出；锚头总位移量超过设计允许位移值；后一级荷载产生

14、的锚头位移增量超过前一级荷载产生位移增量的2倍；锚索材料拉断。4、整理试验报告，并绘制荷载一位移（Q-S）曲线。七、试验锚孔的现场施工情况我部于2014年12月21日对该三个试验锚索进行了压浆施工，于2015年1月21日对 该三个试验锚索进行了张拉基本试验。1、试验锚孔的放样及定位按照监理现场确定的预应锚索框架3个基本试验孔位置，SY1孔深钻进28米，锚固长 度为8m； SY2孔深钻进28米，锚固长度为8m； SY3孔深钻进28米，锚固长度为8m。按照设计文件及相关规范，三个试验孔SY1, SY2、SY3的孔轴线倾角均为200。2、试验锚孔的施工（1）在指定的基本试验孔位置进行搭设平台、钻机就

15、位，接通风管、电路，然后采用 干钻法进行钻孔并记录详细的地质资料。钻孔直径150mm，钻孔所用的钻杆统一规格，按 锚索设计长度将钻孔所需钻杆数好，放整齐，做到钻杆用完孔深恰好到位。为避免孔底残 渣影响试验，均比设计孔深度多0.2米。并在钻孔完成后，反复回钻35次，用高压风 清孔，确保孔底无残渣，并保证注浆时水泥浆与孔壁的粘结。钻孔过程中，未遇到特殊情况，顺利完成。实际孔位和设计孔位误差控制在10cm以内。(2) 锚索采用15.24mm的高强低松弛无粘结钢绞线，强度等级1860MPa。锚索分三个单元，每单元由两根等长无粘结钢绞线组成；内锚由钢质承载体组成。钢 绞线通过特制的挤压簧和挤压套，利用挤

16、压器将挤压套冷加工固定在锚索的端头，承载体 采用45#钢加工制作，其厚度不小于2 cm。锚索制作时，严格按照设计要求：每根钢绞线 顺直，不扭不交叉，排列整齐，每个单元对称布置。钢绞线采用机械切割，锚固段每1.5 米设置一个架线环，注浆管穿在锚索中间，绑扎固定直至最前端位置。锚索安装时，严格 执行技术规范，使每根锚索顺利安装到位。锚索安装完成后，在每个单元锚索标上明显标 记，保证压力分散型锚索荷载的施压。(3) 锚索注浆采用P042.5普通硅酸盐水泥，水灰比宜为0.40.6,灰砂比宜为0.81.5, 注浆采用孔底返浆方式，注浆压力为2MPa左右，施工时做好了详细注浆施工记录。(4) 锚索试验锚墩

17、是为基本试验提供反力的装置，在施工过程中严把质量关，确保锚 墩具有足够的强度，按设计要求配比浇制。经基本试验使用证明，锚墩质量好，能够满足 试验要求。(5) 试验前对锚墩、锚索伸出段进行了详细的检查：锚垫板与锚索垂直，锚索长短单 元做好记号，千斤顶与锚索平行。(6) 锚索试验过程中，均未遇到特殊情况，锚索张拉试验顺利。所有试验锚索破坏原 因均为锚固体被拉动，位移不收敛。八、试验结果分析及结论1、试验结果分析(1) 试验情况简述：试验孔SY1：该试验孔总长28m，锚固段为8m，试验时张拉至(第一循环后)350KN (油 表读数18.4 )时，千斤顶伸长至110mm，锚头位移急剧增加，而油表读数不

18、增加，产生位 移不收敛的现象，原因是锚固体被拉动所致。试验孔SY2：该试验孔总长28m,锚固段为8m，试验时张拉至(第三循环后)490KN (油 表读数25.77)时，千斤顶伸长至140mm，锚头位移急剧增加，而油表读数不增加，产生 位移不收敛的现象，原因是锚固体被拉动所致。试验孔SY3：该试验孔总长21m，锚固段为8m，试验时张拉至(第五循环后)630KN (油 表读数33.14)时，千斤顶伸长至170mm，锚头位移急剧增加，而油表读数不增加，产生 位移不收敛的现象，原因是锚固体被拉动所致。(2) 读数记录：循环加卸荷载等级与位移观测表实施，每次加荷后至少观测5min，在观测时间内，测 读锚

19、头位移不少于3次。锚头位移量不大于0.2mm时，可施加下一级荷载否则需延长观 测时间，直至锚头位移量2小时小于2.0mm时，可施加下一级荷载，同时分别记录每级 荷载对应锚索的伸长量，绘制荷载一位移(QS)曲线。各锚索现场张拉结果读数见试验 记录表。Z1K126+276Z1K126+366边坡基本试验结果统计表试验孔编号锚孔 长度(m)锚固 段长度 (m)锚孔孔径5m)破坏 情况试验 位移 伸长量(mm)破坏 荷载 (KN)极限 荷载 (KN)设计 荷载 (KN)粘结 强度 (KN/m2)相应 工程 孔安全 系数设计 值类 比荷 载(KN)类比 荷载 安全 系数SY1288150位移 不收 敛1

20、10350332.570088.240.48128.32.59SY2288150位移 不收 敛140490465.5700123.540.67128.33.63SY3288150位移 不收 敛170630598.570015 8.80.86128.34.66说明:(1)抗拔试验取得的各试验孔的破坏荷载的95%为极限荷载，按下列公式计算锚 固体与岩土之间的粘结强度值r：r = Ru/ (n *D*L0)Ru= PX95%r :锚固体与岩土之间的粘结强度； D：锚孔直径，为150mm；L0：试验孔锚固长度；Ru:极限荷载，取试验孔破坏荷载的95%； P：试验孔破坏荷载，由抗拔试验取得；（2）设计值

21、类比荷载安全系数K由极限荷载与类比荷载的比值确定。K = N*LO /LN：设计荷载；L0：试验孔锚固长度；L：设计锚固长度；（3）相应部位工程孔锚固体安全系数K0值，由下列公式确定：K0= Ru /NtRu：极限荷载，取试验孔破坏荷载的95%Nt:锚索设计荷载（4）从锚孔钻造施工过程中看：ZlK126+276ZlK126+366第1、3级边坡坡体全风化岩和 砂土状强风化岩分布较广，适宜采用预应力锚索作为加固防护措施。（5）从试验结果看：本次试验达到了试验目的。从钻孔情况看锚固地层以全风化岩和 砂土状强风化岩为主，提供的锚固力能满足动态设计工作锚要求。2、试验结论（1）设计拉力满足要求。（2）本边坡地层地质条件基本能满足动态设计要求。（3）注浆材料满足要求，锚索施工工艺比较理想。（4）类比荷载安全系数满足要求。附件1、锚索抗拉拔破坏试验记录表2、荷载、位移曲线图（Q-S曲线图）3、千斤顶标定证书