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第6卷第5期2007年10月 江南大学学报(自然科学版)Journal of Jiangnan U niversity(N atural Science Edition) Vol.6 No.5Oct. 2007 文章编号:1671-7147(2007)05-0588-05 收稿日期:2006-05-02; 修订日期:2006-08-20. 基金项目:国家自然科学基金项目(50678158). 作者简介:王景春(1968-),男,河北隆尧人,教授.主要从事岩土工程方面的教学与研究.Email :wjc36295@深基坑支护中锚杆的预应力与摩阻力试验王景春1, 徐日庆1, 侯卫红2(1.浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州310027;2.石家庄铁道学院土木分院,河北石家庄050043)摘 要:锚杆支护在国内深基坑开挖和支护中得到了广泛应用,但对其工作机理和计算方法的研究尚不够完善.以1个预应力锚杆支护的深基坑工程为实例,对工程锚杆进行了试验.通过试验,测试了锚固体在岩土中摩阻力的分布规律及其锚杆中的预应力变化,校验了锚杆的设计数据,为工程提供了设计依据.测试结果表明,锚固体与岩土体间的摩阻力沿锚杆长度不是均匀分布的,其分布规律与摩阻力水平有关,在孔口附近最大,从孔口沿锚杆长度逐渐衰减.锚杆的预应力随着时间变化,其变化与注浆量、锚杆的位置及其锁定荷载有关.锚杆杆体的受力变化对基坑开挖较为敏感,同时围护墙体的水平位移对其有一定的影响.关键词:锚杆;深基坑;试验;抗拔;摩阻力;预应力中图分类号:TU 45文献标识码:AExperimental R esearch on Prestress and FrictionForce of Anchors for Deep ExcavationWAN G Jing 2chun 1, XU Ri 2qing 1, HOU Wei 2hong 2(1.Key Laboratory of Soft Soils and Ceoenvironmental Engineering ,Ministry of Education ,Zhejiang University ,Hangzhou 310027,China ; 2.Department of Civil Engineering ,Shijiazhuang Railway Institute ,Shijiazhuang 050043,China )Abstract :The retaining of anchors is widely used in China ,but t he p rinciple and calculating met hod for soil anchor are not so perfect.In t his paper ,t he researches and test on soil anchors is carried out based on a deep excavation.The dist ribution of t he f riction force on t he interface between soil and mortar and t he variation of p ret ress in anchors are obtained t hrough test.The result shows t he distribution of t he f riction force is not uniform and t he stress attenuates along t he lengt h of anchor ,which is t he maximal in t he orifice of hole and related to t he level of f riction force.The p ret ress in anchor varies in time and is correlative to t he grouting amount ,location for it self and locking load.The p ullout resistance of anchor is sensitive to t he excavating for deep excavatio n ,and t he displacement of retaining wall is influenced in certain degree when applying p restress on t he anchor.K ey w ords :soil anchor ;deep excavation ;site test ;p ullout resistance ;f riction force ;prest ress 锚杆排桩支护结构(或桩锚式支护结构)或锚杆支护地下连续墙支护结构是深基坑支护的常用结构,它适用于基坑周围施工宽度狭小、且邻近无深基础建筑物的工程[1].使用锚杆,可以充分发挥岩土体自身的稳定能力,且可代替内支撑,直接扩大作业空间.随着锚固技术的发展,锚杆在深基坑工程中的应用日益广泛,对锚固理论的研究也日益深入,主要集中在锚固荷载传递机理和加固效应两大内容上[224].但总的来说,对它的工作机理和计算方法研究尚不完善,对它实际受力情况也尚不十分了解[526].在基坑开挖过程中,锚杆的加入改变了围护结构的受力状态,约束了基坑边坡位移的发展,锚杆的受力又反映了基坑的稳定状态和锚杆支护的工作性能.锚杆的现场试验可以提供一种手段,使设计人员能够检验所作的设计和假设,验证解析解和数值模型[7].文中以一个预应力锚杆支护的深基坑工程为实例,进行了锚杆的现场试验,测试结果有助于揭示锚杆支护的作用机理,较全面分析其工作性能,为设计与施工的改进提供指导和帮助.1 工程概况与支护结构方案 某商厦由主楼和裙楼构成,其中48层的主楼为商业中心,为筒中筒结构;裙楼为8层的购物中心,框架结构,地下2层(局部3层),占地面积约为18000m2,基坑开挖深度为9m.该建筑地处闹市区,四面临街,因而对基坑围护结构的要求较高.该工程的地质状况如图1所示.其土层分布自上而下依次为Ⅰ层素填土、Ⅱ层粉质粘土、Ⅲ层粉质粘土与粉土、Ⅳ层细砂、Ⅴ层粉质粘土.整体来看场地的土层较均匀,基础采用箱基+桩基.该场地的地下水较丰富,地下水位在地面以下2.0m,水随季节变化有所升降,年变幅为0.5～1.0m.图1 地质剖面与围护结构简图Fig.1 Sketch for geological section and retaining structu re 基坑平面为不规则抹角长方形(160m×90 m),采用地下连续墙+预应力锚杆围护结构(见图1).地下连续墙厚0.7m,高18m,墙入基底9.0m.预应力锚杆长23m,位于地面下2.3m,间距0.80 m.采用20°和15°相间隔的倾角,锚杆锚固段长18 m,采用3根25的20MnSi钢.锚固土层为粉质粘土,天然容重为19.8kN/m3,固结快剪强度指标为c=15.4kPa,φ=19.2°2 锚杆的试验结果与分析2.1 锚杆的抗拔试验通常认为锚杆的破坏形态有:1)注浆体与岩土体间剪切破坏;2)锚杆杆体抗拉强度破坏;3)锚杆杆体与注浆体界面破坏;4)锚杆埋入稳定地层能够使地层呈锥体拔出.一般情况下第4种破坏不会发生,锚杆杆体的强度也很容易计算和控制,而对软岩和土层情况,锚杆的承载力通常不由杆体与注浆体间握裹力控制,而由注浆体与岩土体间极限剪切强度确定.根据《土层锚杆设计与施工规范》(CCES222 90)[8],需对锚杆进行抗拔试验,以确定锚杆的施工质量,检验锚杆是否达到设计要求.根据场区的岩土情况,进行了2组6根锚杆的破坏性试验.试验锚杆分布在场区的不同位置.锚孔的直径130,使用425R普通硅酸盐水泥,水灰比为0.45,锚杆的自由段长5m且不注浆.典型锚杆的基本试验曲线(Q2S 曲线)见图2.图2 锚杆的Q2S曲线Fig.2 The representative Q2S curves of anchor 根据现场拉拔试验,6根锚杆的承载力分别为372、414、427、367、408和397kN,满足了锚杆在粉质粘土中工作荷载要求达到350kN的设计要求. 2.2 锚杆杆体的受力变化规律研究锚杆杆体受力分布规律的试验,是通过在杆体的不同位置粘贴电阻应变片进行的.试验在对985 第5期王景春等:深基坑支护中锚杆的预应力与摩阻力试验锚杆施加预应力并锁定后开始,共进行了3根锚杆的实测,应变片的贴片位置见图3.但在施工过程中其中2根被损坏,所以测试结果仅列了1根锚杆的测试数据,试验结果见图4.单位:m图3 电阻应变片布置图Fig.3 The layout of strain gauges 随试验时间和开挖深度的增加,锚杆钢筋传力的位置和大小由图4可以一目了然.通过曲线显示,在基坑开挖深度不变的时间段里(即基坑不挖土),杆体不同位置处钢筋的受力变化比较均匀或者说没有突变(第7点破坏,没有反应);当基坑开挖时(基坑挖至3m 时安装锚杆,图4中第45d 进行土体开挖,挖至6m ,第89d 再次开挖直到基底,110d 底板浇注完成),随着开挖深度增加,由图4可以明显地表现为曲线的陡升,这一现象说明杆体的受力变化对基坑的开挖比较敏感,其敏感性的大小与程度视一次的开挖深度而定.当然,另一个表现敏感性的因素,是一次开挖基坑的宽度,随着基坑开挖宽度的增大,杆体各部位的受力也在增加,但是增加的幅度不大.图4 锚杆的应变随时间的变化曲线Fig.4 The curve betw een strain of anchor and time2.3 摩阻力的计算与变化规律锚杆在外荷载作用下,任一截面上的内力等于钢筋内力与注浆体内力之和,而两截面内力之差即为该区间注浆体与岩土间的剪切力,剪切力除以该区间注浆体表面积即为该区间的平均剪应力.锚杆任一截面的内力为N i =E g A g εgi +E c A c εci =(E g A g +E c A c )εi (1)区间平均剪应力τ=(N i -N i-1)/πD Δl(2)将式(1)代入式(2)得τ=(E g A g +E c A c )(εi -εi-1)/πDΔl (3)式中,E g ,E c 分别为钢筋和注浆体的弹性模量;A g ,A c 分别为钢筋和注浆体的截面积;εi 为任一截面i的应变值;Δl 为两测点之间的距离;D 为锚固体的直径,可用钻孔直径代替.根据式(3)计算出摩阻力随时间的变化规律,绘于图5中.从图5可以看出:1)在任一时间内(一级荷载作用下),锚固体与岩土体间的剪应力沿锚杆长度分布是不均匀的,在孔口附近最大,从孔口沿锚杆长度逐渐衰减.2)随着时间的延长,锚杆锚固体与土体之间的摩阻力是逐渐提高的.但是,锚杆的摩阻力在不同的位置其增长的峰值却不是同时出现的.在基坑开挖到底、底板打好后,此时的摩阻力基本趋于稳定.图5 摩阻力随时间的变化规律Fig.5 V ariation of friction versus time 摩阻力在同一天的时间内,沿杆体锚固段的摩阻力分布规律见图6.图6中曲线1为较低摩阻力时的前期分布,曲线2为摩阻力水平高时的后期分布.曲线1、2之间有1个转换过程,曲线的形状由凸形变为凹形,则在曲线1、2之间一定有1个直线分布,即摩阻力沿锚固长度逐渐递减的分布规律.但是,在锚固段末端的摩阻力水平并不趋于零,而是存在有一定数值大小的摩阻力.图6 沿锚固长度锚固体与土体之间的摩阻力分布Fig.6The distribution of friction force along anchoring length95 江南大学学报(自然科学版) 第6卷 2.4 锚杆的预应力随时间的变化规律锚杆的预应力采用GMS 型锚索测力计进行测试,以检查锚杆的预应力变化,确认锚杆的长期工作性能.共进行了5根锚杆的预应力监测,预应力的变化见表1.典型的监测曲线见图7.图7 锚杆预应力随时间的变化规律Fig.7 V ariation of prestress in anchors versus time表1 锚杆中的预应力变化T ab.1 V ariation of prestress in anchors锚杆锁定荷载/kN预应力损失/%基底垫层打好,预应力增长/%注浆量/kg 二次高压注浆量/kgy 12057.3(25d )39.01500450y 221010.5(25d )18.61150750y 3150 1.33(2d )18.2600300y 42017.0(24d )59.7900300y 52266.2(2d )60.6950600 从表1和图7可以看出:对锚杆施加的预应力越高,其在开挖前的预应力损失也越大;在土体开挖到基底后,预应力的增长幅度则不能确定.预应力在后期基坑开挖过程中的增长,主要和基坑的开挖方式、开挖速度有关.同时还和锚杆的位置有关,如Y 4和Y 5两根锚杆分别位于基坑两长边的墙体近中间位置,故基坑开挖到底后,其受力肯定较其余3根位于两短边墙体的锚杆不同.在相同的预应力水平下,后期的预应力增长幅度前者要比后者大许多.此外,锚杆的注浆量对锚杆的预应力也有影响.锚杆的注浆量越大,其预应力损失则稍偏高,但第二次高压注浆量越多,锚杆的预应力损失却稍偏低.究其原因,第一次注浆后,初步形成了锚杆的锚固体,对周围的土体进行一次挤压和向土中扩散浆液,加固了土体,使土体的固结度提高;二次高压注浆后,进一步向土体中扩散浆液,使土体、锚固体更加密实.由此不难看出,二次高压注浆量越大,地层的固结越高,反映到锚杆上则预应力损失较小.2.5 注浆对锚杆承载力的影响为研究注浆对锚杆承载力的影响,本工程对其中2根锚杆进行了二次常压注浆与二次高压注浆的对比试验,其中一次注浆的压力均为0.9M PA ,试验结果见表2.表2 注浆方式对承载力的锚杆影响T ab.2 E ffect of grouting mode on pull resistance of anchor注浆方式最大注浆压力/MPa注浆量/Kg 一次二次承载力/kN二次高压 3.78005004273.5900350408二次常压1.010*********.9120050282 比较二者的极限承载力,可以看出二次高压注浆的极限承载力平均可以提高1.4倍,二次常压注浆甚至达不到设计工作荷载,可见注浆方式对锚村的承载力的影响不可忽视.究其原因,常压(0.5～1.0M Pa )注浆主要是充填钻孔掏空或天然沉积溶空,这时基本上没有多大的阻力.二次高压(3.0～5.0M Pa )注浆,是在一次充填完成的基础上进行的,一次注浆形成的注浆体已有一定的强度.高压对原水泥浆进行了沿锚杆杆体不同位置的劈裂,这样浆液在土中沿部分土层的层理界面对土体进行挤压、扩散,形成层状、板块状和脉动状分布,构成土体的骨架.随着注浆的连续进行,注浆压力增大,土层的吃浆量、吃浆速度逐渐减小,层面裂隙不断填满,土层被压密,土颗粒被移动、重新排列、水气排出,这样起到加固土体的作用,从而提高锚杆的承载力.2.6 锚杆对墙顶水平位移的影响为反映工程信息,及时采取工程措施,在该基坑施工时进行了现场监测,图8为锚杆所在连续墙墙顶位移随时间的变化曲线.图8 连续墙墙顶水平位移随时间的变化Fig.8 Displacement on diaphragm top versus time195 第5期王景春等:深基坑支护中锚杆的预应力与摩阻力试验从图8中可以看出:1)施加锚杆前位移-时间的变化速率比施加锚杆后位移-时间的变化速率大.2)锚杆张拉完毕后(第41d),由于预应力的作用,可以将连续墙回拉2～4mm.3)在基坑开挖到设计深度,底板浇注完成后,连续墙的位移会较为稳定、近于不变,且连续墙的位移对基坑突然的开挖较为敏感.这与锚杆在同一时间内的受力变化相似.3 结 语 1)对于本工程来说,锚杆的设计是合理的,达到了设计的承载力.锚杆对地下连续墙的水平位移有一定的影响,锚杆杆体的受力变化对基坑的开挖比较敏感.2)锚固体与土体间摩阻力沿锚杆长度的分布是不均匀的,在孔口附近最大,沿锚杆长度从孔口向孔底衰减.根据本试验的情况说明,随着时间的延长,锚杆锚固体与土体之间的摩阻力是逐渐提高的,但是锚杆的摩阻力在不同位置时,其增长的峰值却不是同时出现的.所以摩阻力的分布规律与摩阻力水平有关.3)锚杆预应力随时间的变化有损失,对本工程来说,其损失程度在6%～10%之间.锚杆内的预应力变化与锚杆的位置、注浆量和锁定荷载有关,锚杆内的预应力对基坑的开挖非常敏感.参考文献:[1]刘建航,侯学渊.深基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.[2]张乐文,王稔.岩土锚固理论研究之现状[J].岩土力学,2002,23(5):6272631.ZHAN G Le2wen,WAN G Ren.Research on status quo of anchorage theory of rock and soil[J].Rock and Soil Mechanics,2002,23(5):6272631(in Chinese).[3]程良奎.岩土锚固的现状与展望[J].土木工程学报,2001,34(3):7212.CH EN G Liang2kui.Present status and development of ground anchorages[J].China Civil Engineering Journal,2001,34(3):7212(in Chinese).[4]贾金青.复杂地层深基坑支护的方法与实践[J].岩土锚固工程,2000(2):48252.J IA Jin2qing.Method and practice for retaining of deep excavation in complex ground[J].Engineering of Anchorage of Rock and Soil,2000(2):48252(in Chinese).[5]高永涛,吴顺川,孙金海.预应力锚杆锚固段应力分布规律及应用[J].北京科技大学学报,2002,24(4):3872390.GAO Y ong2tao,WU 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单孔复合锚固及实验曲线在岩土体中埋设锚杆,由于围绕杆体的灌浆体与岩土体的弹性特征同杆体的弹性特征难以协调一致,因此岩土锚杆受荷时,不能将荷载均匀分布于固定长度上,会出现严重的应力集中现象。
在多数情况下,随着锚杆上荷载的增大,在荷载传至固定长度最远端之前,在杆体与灌浆体或灌浆体与地层界面上就会发生粘结效应逐步弱化或脱开的现象。
这是与固定长度上粘结应力分布的不均匀性紧密相关的。
锚杆固定段粘结效应逐步弱化或“脱开”,会大大降低地层强度的利用率。
如图1a 所示,当处于固定长度深部的地层强度被利用的条件下,固定段前端的地层已超出其极限强度值,该处锚杆与岩土体界面上只具有某些残余强度。
然而能有这样一种锚固方法,它可将荷载分散地传递到钻孔内几个较短的固定长度上,而不会发生粘结效应逐步弱化或“脱开”,因而可以有效地调用天然地层强度,同时能显著地提高锚杆承载力(图1b) ,这就是本文要论述的单孔复合锚固体系(SBMA 法) 。
一单孔复合锚固法的基本概念单孔复合锚固系统是在同一个钻孔中安装几个单元锚杆,而每个单元锚杆有自己的杆体、自由长度和固定长度,而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加的,并通过预先的补偿张拉(补偿各单元锚杆在同等荷载下因自由段长度不等而引起的位移差) 而使所有单元锚杆始终承受相同的荷载。
当单元锚杆的固定长度很小,而不会发生粘结效应逐步弱化或“脱开”的情况下,能最大限度地调用锚杆整个固定长度范围内的地层强度。
此外,使用这种锚固系统的整个固定长度理论上是没有限制的,锚杆承载能力可随固定长度的增长而提高。
而对普通集中拉力型锚杆而言,当固定长度大于8～10 m 时,其承载能力增量很小或无任何增加。
当锚杆的固定段位于非均质地层中时,可以合理调整单元锚杆的固定长度,即比较软弱的地层中单元锚杆的固定长度应大于比较坚硬的地层中的单元锚杆的固定长度。
而这样就能使不同的地层强度都得到充分的利用。
如果需要,单孔复合型锚杆可采用全长涂塑的无粘结钢绞线,并绕承载体弯曲呈“U”型的单元锚杆复合而成。
锚杆承载力试验练习题一、单项选择题1、为防止出现“群锚效应”而影响锚杆极限抗拔力的有效发挥，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）规定，锚杆的上下排垂直间距不宜小于 A m。
A、2.0B、1.5C、1.0mD、3.02、《建筑基坑支护技术规程》规定，锚杆的水平间距不宜小于 B m。
A、2.0B、1.5C、1.0mD、3.03、《建筑基坑支护技术规程》规定，锚杆注浆应采用水泥砂浆或水泥浆，其注浆固结体强度应不低于 B MPa。
A、10B、15C、20D、254、《建筑基坑支护技术规程》规定，锚杆腰梁应按照 B 构件来设计。
受压B、收弯C、受剪D、受拉5、《建筑基坑支护技术规程》规定，预应力锚杆的张拉锁定应在固结体强度达到 D MPa后进行。
A、5B、8C、12D、156、《建筑基坑支护技术规程》规定，预应力锚杆的张拉锁定应在固结体强度达到设计强度的 C %后进行。
A、85B、80C、75D、707、《建筑基坑支护技术规程》规定，锚杆锁定前应进行锚杆预张拉，张拉力应按 D 来控制。
A、锚杆锁定力值B、轴向拉力标准值C、轴向拉力设计值D、抗拔承载力检测值8、当锚杆采用较长的锚固段时，受荷初期，粘结应力峰值在锚固段的 A 。
A、前段B、中部C、根部D、全长均匀分布9、《建筑基坑支护技术规程》规定锚杆抗拔承载力检测数量不得少于锚杆总数的D 。
A、1%B、2%C、3%D、5%10、《建筑基坑支护技术规程》规定锚杆抗拔承载力检测在同一土层中的检测数量不得少于 B 根。
A、2B、3C、5D、611、《建筑基坑支护技术规程》规定，锚杆抗拔试验应在锚固段固结体强度达到设计强度的 C %后进行。
A、85B、80C、75D、7012、《建筑基坑支护技术规程》规定，锚杆抗拔试验应在锚固段固结体强度达到D MPa后进行。
A、5B、10C、12D、1513、根据《建筑基坑支护技术规程》，锚杆抗拔检测值与锚杆的 B 值有关。
委托编号：模拟2016-115检测报告（锚杆基本试验）工程名称：唐山金立建筑工程质量检测有限公司2016年5 月注意事项1、报告无“检验鉴定章”或检验单位公章无效；2、复制报告未重新加盖“检验鉴定章”或检测单位公章无效；3、报告无报告人、审核、批准签字无效；4、报告涂改和无骑缝章无效；5、对检测签订报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内向检测单位提出；6、一般情况，委托检测鉴定，仅对委托项目负责。
锚杆基本试验检测报告批准人：审核人：主检人：绘图人：目录一、工程概况二、检测目的三、检测依据四、检测数量表五、工程地质概况六、检测方法简介七、检测结果分析八、检测结论附表：锚杆基本试验结果统计表附图：锚杆荷载-位移（F-s）曲线锚杆荷载-弹性位移（F-s e）曲线锚杆荷载-塑性位移（F-s p）曲线一、工程概况本工程建筑场地位于x市xx地点。
受委托单位委托，我公司对本工程锚杆进行锚杆基本试验检测。
试验时场地无振动干扰。
基坑主要采用桩锚支护体系+放坡编钢筋网喷砼支护体系。
检测时间于2016年05月10日进行。
锚杆主要设计参数二、检测目的通过锚杆基本试验，确定锚杆极限抗拔承载力能否满足设计要求。
三、检测依据1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50007-2011；3、《岩土锚杆（索）技术规程》CECS 22-20054、《建筑边坡工程技术规程》GB50330-20135、设计图纸及相关技术资料四、检测数量表五、工程地质概况详见勘察报告六、锚杆基本实验方法简介（一）试验方法及仪器设备1、试验方法试验采用锚杆拉拔仪加载装置，多循环加载法。
荷载采用联于加压泵上的测力计测读拉力。
锚杆位移量由一个位移传感器（百分表）测定。
最大试验荷载取锚杆轴向受拉承载力标准值N k。
锚杆验收试验加荷等级及锚头位移测读间隔时间按下列规定执行：（1）初始荷载取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍；（2）多循环加载试验的加载分级与锚头位移观测时间按下表进行；（3）锚头位移测读和加卸载应符合下列规定：①初始荷载下，应测读锚头位移基准值3次，当每间隔5min的读数相同时，方可作为锚头位移基准值；②每级加、卸载稳定后，在观测时间内测读锚头位移不应少于3次；③在每级荷载的观测时间内，当锚头位移增量不大于0.1mm时，可施加下一级荷载；否则应延长观测时间，并应每隔30min测读锚头位移一次，当连续两次出现1h内的锚头位移增量小于0.1mm时，可施加下一级荷载。
批准：审核：主检：一、工程概况XXXX珠江道12号工程位于XXXXX，试验锚杆长约10.5 m，水灰比为0.45，注浆压力0.8 MPa。
本工程由XXXXX承担工程设计；由XXXXXX公司承担工程施工；由XXXXXX承担工程监理。
根据规范及设计要求抽取3根锚杆进行锚杆基本试验，检测位置由建设单位、监理单位商议确定。
试验锚杆参数见下表1二、工程地质情况该场地工程地质勘察工作由“XXXXXXX有限公司”承担，根据勘察结果，场地地基土工程特性如下表2表2三、试验仪器检测仪器设备一览表见表3表3 检测仪器设备一览表四、试验描述1、锚杆（索）极限抗拔试验采用分级循环加荷，加荷等级及位移观测时间按《岩土锚杆（索）技术规程》CECS 22:2005表9.2.3要求进行，见表4表42、在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不少于三次，3、在每级加荷等级观测时间内，锚头唯一小于0.1mm时，即认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。
否则应延长观测时间，直至锚头位移增量在2h内小于2mm时，方可施加下一级荷载。
4、终止条件：(1)、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增量的2倍；(2)、锚头位移增量持续增长；(3)、锚杆杆体破坏。
五、试验数据整理1、编制锚杆基本试验结果汇总表 ;(见附录)2、绘制锚杆基本试验荷载-位移曲线;（见附录）五、检测结论根据各试验点数据及载荷-位移曲线特征，1#、2#、3#、锚杆的承载力极限值分别为228kN、228kN、182kN。
（以下空白）（附录）锚杆基本试验数据汇总表最大加载量: 273 kN 最大位移量: 31.62 mm锚杆基本试验数据汇总表最大加载量: 273 kN 最大位移量: 36.25 mm锚杆基本试验曲线图锚杆基本试验曲线图锚杆基本试验数据汇总表最大加载量: 228 kN 最大位移量: 23.42 mm。
全长粘结型水泥砂浆锚杆设计及基本试验浅析张耀【摘要】全长粘结型锚杆广泛应用于多种工程的岩土体加固中,其设计的关键的是采用正确的计算方法和适宜的设计参数,为验证设计参数和施工工艺,施工前应进行锚杆抗拔测试的基本试验.本文针对现行相关规范对锚杆设计及基本试验的相关规定不尽相同这一情况,从全长粘结型锚杆的加固机理出发,对锚杆的设计方法进行了比选,提出了适宜的计算方法.并就基本试验的主要目的进行了分析,提出了最大试验抗拔力预估值、试验锚杆直径和试验锚杆长度应满足的条件.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2018(009)003【总页数】5页(P18-22)【关键词】全长粘结;锚杆设计;基本试验【作者】张耀【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司, 成都610031【正文语种】中文【中图分类】U213.1+52.1全长粘结型普通水泥砂浆锚杆是非预应力锚杆的一种常见类型，适用于被锚固岩土体容许有适度变形的加固工程，广泛应用于交通工程、矿业工程及水利工程[1]。
在铁路工程中，全长粘结型水泥砂浆锚杆多应用于隧道围岩、路堑边坡及基坑的岩土体加固，通过锚杆与原位岩土体形成复合结构，提高岩土体强度，充分发挥岩土体自身结构强度潜力，达到对岩土体加固的目的。
在锚杆的设计过程中，锚杆的几何尺寸根据锚杆拉力设计值，通过选取相关设计参数计算确定。
为验证锚杆设计参数和施工工艺的合理性，须在锚杆施工前进行锚杆极限抗拔力测试基本试验。
本文基于全长粘结型水泥砂浆锚杆的加固机理对锚杆设计和基本试验目的、试验设计等进行分析和探讨。
1 全长粘结型锚杆加固机理全长粘结型锚杆由全长粘结的杆体、垫板和紧固件组成。
锚杆杆体一般采用普通螺纹钢筋，长度1.5～12 m，注浆体一般采用水泥注浆材料。
全长粘结型锚杆是一种原位岩土加筋技术，其对岩土体的加固作用主要体现在以下几个方面[2]。
(1)增加岩土体强度作用。
在岩土体内设置一定长度与分布密度的锚杆，与岩土体共同作用形成复合体，加以钻孔高压注浆，充填土体空隙或岩体节理裂隙，使岩土体的整体性得到加强，被加固岩土体的自身强度得以提高。
检测报告NO: XXXXXXXX工程名称：委托单位：检测方法：锚杆拉拔试验报告日期：某某建设工程质量检测有限公司地址：邮编：电话：传真：锚杆试验检测报告MMJC-6129C批准：审核：校核：项目负责：锚杆验收试验检测报告（附录）一、工程及地质概况拟建场地位于安溪县原凤冠农场用地，场地原始地貌类型为剥蚀低丘坡，本工程除局部地段属土岩混合边坡，坡高14.0~23.0m,边坡岩体类型总体为Ⅳ类，破坏后果严重，安全重要等级属一级。
根据《XXX工程岩土工程勘察报告》，拟建场地土层情况自上而下为：1、粉质粘土：灰黄、灰褐，可塑状，层厚为1.30~5.40m；2、含碎石粉质粘土：棕红、黄褐，可~硬塑状，层厚为1.50~9.80m；3、残积砂质粘土：灰黄色，可~硬塑状，层厚为2.70~13.50m；4、全风化花岗岩：黄褐、灰白色，散体结构，岩体坚硬程度为极软岩，完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级，层厚为2.20~11.30m；5、砂砾状强风化花岗岩：黄褐、灰白色，岩芯呈砂砾状，散体结构，岩体坚硬程度为极软岩，完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级，层厚为4.90~24.40m；6、碎块状强风化花岗岩：灰黄、浅灰白色，岩芯呈碎裂状，岩体坚硬程度为软岩，完整程度为破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级，层厚为8.20~23.40m。
二、试验锚杆参数由业主、监理或设计单位指定，对施工编号为1#、2#、3#、4#、5#的5根锚杆进行验收试验。
上述5根锚杆的技术参数如表1所示。
锚杆编号锚杆直径(mm)锚杆长度(m)锚固段长度(m)计算自由段长度(m)锚杆轴向拉力设计值（kN）委托最大试验荷载（kN）施工日期试验日期（注：锚杆自由段长度为焊接在锚杆上1根28钢筋700mm的长度）三、试验仪器仪器设备名称型号出厂编号设备编号仪器系统标定日期有效期千斤顶半年百分表壹年压力表壹年四、试验描述及结果分析试验按《建筑边坡工程技术规程》（GB50330-2013）附录C的有关规定进行，试验抗拔荷载由穿孔油压千斤顶进行逐级加荷，锚杆变形由大量程百分表测读。
预应力锚杆试验要求Ⅰ一般规定12.1.1为锚杆设计和检验锚杆的品质而进行的锚杆试验包括基本试验、验收试验和蠕变试验。
12.1.2锚杆的最大试验荷载应取杆体极限抗拉强度标准值的75％或屈服强度标准值的85％中的较小值。
12.1.3锚杆试验的加载装置的额定负荷能力不应小于最大试验荷载的1.2倍，并应能满足在所设定的时间内持荷稳定。
12.1.4锚杆试验的反力装置在最大试验荷载下应具有足够的强度和刚度，并应在试验过程中不发生结构性破坏。
12.1.5锚杆试验的计量测试装置应在试验前检定确认。
Ⅱ基本试验12.1.6永久性锚杆工程应进行锚杆的基本试验，临时性锚杆工程当采用任何一种新型锚杆或锚杆用于从未用过的地层时，应进行锚杆的基本试验。
12.1.7锚杆基本试验的地层条件、锚杆杆体和参数、施工工艺应与工程锚杆相同，且试验数量不应少于3根。
12.1.8锚杆基本试验应采用多循环张拉方式，其加荷、持荷、卸荷方法应符合下列规定：1预加的初始荷载应取最大试验荷载的0.1倍；分5级～8级加载到最大试验荷载。
黏性土中的锚杆每级荷载持荷时间宜为10min，砂性土、岩层中的锚杆每级持荷时间宜为5min。
基本试验的加荷、持荷和卸荷模式应符合本规范H.0.1条的要求；2试验中的加荷速度宜为50kN／min～100kN／min；卸荷速度宜为100kN／min～200kN／min。
12.1.9荷载分散型锚杆基本试验的荷载施加方式应符合下列规定：1宜采用并联千斤顶组，按等荷载方式加荷、持荷与卸荷；2当不具备上述条件时，可按锚杆锚固段前端至底端的顺序对各单元锚杆逐一进行多循环张拉试验。
12.1.10锚杆基本试验出现下列情况之一时，应判定锚杆破坏：1在规定的持荷时间内锚杆或单元锚杆位移增量大于2.0mm；2锚杆杆体破坏。
12.1.11基本试验结果宜按荷载等级与对应的锚头位移列表整理绘制锚杆荷载-位移(N-S)曲线，锚杆荷载-弹性位移(N-S e)曲线，锚杆荷载-塑性位移(N-S p)曲线(图H.0.2)。
xxxx 公路预应力锚索（杆）基本试验报告xxxx公司xxxx高边坡锚固工程xx项目部xxxx年x月、乙、a Y 一、刖言 (1)二、试验目的 (2)三、试验依据 (3)四、试验方案 (3)五、基本验证性试验 (4)六、试验结果及其分析 (6)七、结论及建议 (13)八、附件 (14)xxx合同段店下互通（里程）段右侧边坡、（里程）段右侧边坡预应力锚索（杆）试验孔基本试验报告、前言Xxxx（里程）段右侧边坡最高约42m,为二元结构边坡。
边坡上部为粉质粘土，其下为全风化凝灰质砂岩，碎块状强风化凝灰质砂岩；下伏中风化凝灰质砂岩。
该边坡风化层厚度较大，边坡层面陡倾，地下水位高，边坡稳定性较差，为保证边坡的安全稳定，须对其进行加固处理，设计方案为：在第二级设置预应力锚杆框架12片，框架宽6m，设四孔锚杆，上排锚杆长18m，下排锚杆长16m，锚固段均为8m；单孔设计拉力均为350KN；在第三级设置预应力锚索框架7片，框架宽 8m，设四孔锚索，上排锚索长34m，下排锚索长32m，锚固段均为10m；单孔设计拉力均为600KN。
Xxx （里程）段右侧边坡最高约51.5米，为二元结构边坡。
根据钻孔揭示和测绘资料表明：上部为残积粘性土，厚度约为2.3m；其下为全风化凝灰熔岩，厚度约为6.2米；砂土状强风化凝灰熔岩，厚度约为3.1m；碎块状强风化凝灰熔岩，厚约8.3m；下伏中风化凝灰熔岩。
该边坡风化层厚度较大，层面较陡，边坡稳定性较差，为保证边坡的安全稳定，须对其进行加固处理，设计方案为：在第四级设置预应力锚索框架9片，框架宽8m，设四孔锚索，上排锚索长28m，下排锚索长26m，锚固段均为12m；单孔设计拉力均为600KN；在第五级设置预应力锚索框架8片，框架宽8m，设四孔锚索，上、中、下排锚索均长30m，锚固段均为12m；单孔设计拉力为350KN、400KN。
二、试验目的（1）确定该边坡地层中锚索的极限承载力和安全系数。
关于不同规范的锚杆验收依据及试验比对分析摘要：随着经济发展，公路、房建工程建设迅速发展；锚杆支护在基坑、边坡、隧道等得到广泛应用，锚杆支护施工质量关系到相关工程质量及安全性，锚杆支护在工程中起到重中之重的作用。
本文主要阐述锚杆验收过程注意事项的探讨及不同规范标准的取值和试验比对分析。
关键词：锚杆；锚杆验收试验引言：由于锚杆验收规范相关规范甚多，不同规范的验收试验方法规定不一；导致检测人员在试验过程容易混淆；锚杆验收承载力的取值及注浆强度达到要求后进行试验，直接影响到锚杆的施工质量，检测人员检测过程中应该引起重视。
1、涉及引用锚杆验收试验技术依据一般涉及的锚杆验收检测技术标准:2、锚杆验收试验的取值及锚固段注浆强度不同标准对锚杆验收试验的取值及锚固段注浆强度达到设计规定强度后方能进行试验要求不一致，所引用的设计规范标准规定的验收荷载及注浆强度规定不统一。
试验时选用不同的检测标准结果有很大的影响。
3、锚杆验收试验荷载及注浆强度规定差异对比4、锚杆验收检测中存在的常见问题1、试验所用的仪器、仪表未经计量检验单位检定/校准及未日常保养维护等，导致检测数据无法溯源或数据偏差较大。
2、现场预留的锚杆长度不够导致现场试验无法按预期进行试验；现场锚杆直接与格梁等锚固，导致试验不规范等3、锚固段注浆强度未达到规定要求进行试验，导致位移量过大或直接拔出等现象；4、锚具夹片安装不规范，导致锚杆受力不均匀；现场锚头位移装置未安装，未按规范分级加卸载，无法测定锚头位移收敛标准，检测人员往往一次性加压到最大力。
5、试验加载装置前，应采取措施确保试验锚杆处于独立受力的状态，不应受支撑构件、垫层或混凝土面层的影响。
5、不同规范锚杆验收的试验办法比对5.1现行标准锚杆验收规范较多，本次采用建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2013）和岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范（GB 50086-2015）两本规范不同的试验加载方法进行对比。
附录C 锚杆（索）抗拔试验C.1 一般规定C.1.1锚杆试验包括锚杆的基本试验、验收试验，锚杆蠕变试验应符合国家现行有关标准的规定。
C.1.2锚杆试验的加载装置（千斤顶、油泵）与计量仪表（测力计、应变计、位移计等）应在试验前进行计量检定合格，且精度应经过确认，并在试验期间应保持不变。
C.1.3 锚杆试验的反力装置在计划的最大试验荷载下应具有足够的强度和刚度。
C.1.4锚杆锚固体强度达到设计强度90%后方可进行试验。
C.1.5锚杆试验记录表可参照下表制定。
C.2 基本试验C.2.1锚杆基本试验的地质条件、锚杆材料和施工工艺等应与工程锚杆一致。
C.2.2基本试验时最大的试验荷载不应超过杆体标准值的0.85倍，普通钢筋不应超过其屈服值0.9倍。
C.2.3基本试验主要目的是确定锚固体与岩土层间粘结强度极限标准值、锚杆设计参数和施工工艺。
试验锚杆的锚固长度和锚杆根数应符合下列规定：1当进行确定锚固体与岩土层间粘结强度极限标准值、验证杆体与砂浆间粘结强度极限标准值的试验时，为使锚固体与地层间首先破坏，可采取增加锚杆钢筋用量（锚固段长度取设计锚固长度）或减短锚固长度（锚固长度取设计锚固长度的0.4~0.6倍，硬质岩取小值）的措施；2当进行确定锚固段变形参数和应力分布的试验时，锚固段长度应取设计锚固长度；3每种试验锚杆数量均不应少于3根。
C.2.4锚杆基本试验应采用循环加、卸荷法，并应符合下列规定：1每级荷载施加或卸除完毕后，应立即测读变形量。
2在每级加荷等级观测时间内，测读位移不应少于3次，每级荷载稳定标准为3次百分表读数的累计变位量不超过0.1mm。
稳定后即可加下一级荷载。
3 在每级卸荷时间内，应测读锚头位移二次，荷载全部卸除后，再测读2-3次。
4加、卸荷等级、测读间隔时间宜按表C.2.4确定。
表C.2.4 锚杆基本试验循环加卸荷等级与位移观测间隔时间1锚头位移不收敛，锚固体从岩土层中拔出或锚杆从锚固体中拔出；2锚头总位移量超过设计允许值；3土层锚杆试验中后一级荷载产生的锚头位移增量，超过上一级荷载位移增量的2倍。
锚杆（索）承载力、锚杆（索）变形检测报告编号：BG-2019工程测试有限公司二〇一九年七月锚杆（索）承载力、锚杆（索）变形检测报告编号：BG-2019工程测试有限公司二〇一九年七月公开声明1、报告严格按照国家、行业有关标准、规程等进行编写，坚持本公司的质量方针，遵循本公司的质量目标，对客户负责。
2、报告未盖“安徽省七星工程测试有限公司报告专用章”无效。
3、报告无检测、审核、签发人签字无效；报告涂改无效。
4、若对本报告有异议，应在收到报告后的十五天内向本公司提出，逾期不予受理。
委托单位：项目名称：报告编号：检测：复核：审核：签发：日期：年月日检测单位：工程测试有限公司(专用章)目录第1章概述 (2)1.1工程概况 (2)1.2检测目的 (2)1.3检测依据 (2)第2章检测方法及频率 (3)2.1检测方法 (3)2.1.1加载分级与锚头位移观测时间确定 (3)2.1.2加卸载规定 (3)2.1.3锚杆终止继续加载情况 (4)2.1.3锚杆判定合格标准 (4)2.2 检测频率 (4)第3章检测工作的组织及实施 (5)3.1检测工作的组织 (5)3.1.1 投入人员 (5)3.1.2 投入设备 (5)3.2检测工作的实施 (5)第4章检测结果 (6)4.1锚杆试验结果 (6)4.2锚杆试验结论 (6)第5章附表 (7)5.1 1#锚杆验收试验结果汇总表 (7)5.2 2#锚杆验收试验结果汇总表 (8)5.3 3#锚杆验收试验结果汇总表 (9)第1章概述1.1工程概况本工程位于XXX小区，建筑基坑支护结构安全等级为二级，锚杆设计承载力为100.0KN，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012第4.8.8条规定，抗拔承载力检测值为1.3倍轴向拉力标准值（取130.KN）。
护坡表面平整锚杆无缺损。
表1-1-1锚杆主要设计参数1.2检测目的通过对锚杆验收试验确定锚杆抗拔承载力是否满足设计要求，掌握工程施工的质量状况，了解工程质量管理水平，全面、真实、科学地反映该工程的建设质量；及时发现工程质量存在的问题，为工程施工、管理提供准确、有效的科学依据。
xxxxxxxxxxxxxxxxx
LDK0+180.004×16m中桥动载试验方案
xxxxxxxxxxxx咨询有限公司
2011年3月9日
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx公司铁路专用线工程LDK0+180.004×16m中桥动载试验方案
方案编制人：
方案校核人：
方案审核人：
检测单位：xxxxxxxxxxxxxxxxxxx询有限公司
地址：
电话：
传真：
一、工程概况
本桥位于xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx公司铁路专用线上，结构型式为简支梁桥。
该桥中心里程为LDK0+180.00，孔跨布置为4×16m，全长75.78m。
该桥主要技术标准：
1．铁路等级：Ⅱ级。
2．桥上线路：单线。
3．设计荷载：中——活载。
4．旅客列车设计行车速度：30km/h。
5．牵引种类：电力牵引。
受贵单位委托，xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx限公司按照中-活载列车荷载等级对该桥进行动荷载试验，为更好地完成试验工作，我单位做了详细的方案如下。
二、试验目的
1．预测桥梁运营的状况；
2．了解桥跨结构的固有振动特性，确定其动力性能；
3．了解桥梁结构在试验列车动力荷载作用下的响应状况、变化规律和大小，确定结构的动力系数，评定桥梁系统的运营性能；
4．为同类型桥梁的加固维修积累技术资料。
三、试验依据
1.《铁路桥涵设计基本规范》（TB1000
2.1-2005）；
2.《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）；
3.《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》（TB10002.4 -2005）；
4.交通部试行办法：《大跨径混凝土桥梁的试验方法》；
5.客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（铁建设「2005」160号；
6.铁路桥梁检定规范（铁运函「2004」120号；
7.《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》（GB5599-85）；
8.《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》(TB/T2360-93)；
9.参考《大跨径混凝土桥梁的试验方法》
10.该桥相关设计、施工资料。
11.并参考其它同类桥梁的试验方法进行。
12.桥梁动载试验合同。
四、试验仪器设备
1. 应变测试采用DH5908型动态应变采集分析系统；
2．振动测试采用DHDAS-5920型动态信号采集分析系统及配套的拾振器（速度/加速度传感器）；
3. 其它辅助设备（笔记本式计算机、应变计、发电机、屏蔽电缆、对讲机等）。
五、动载试验方法
5.1 动载试验测试内容
动载试验内容包括：
（1）脉动试验：测量正桥桥梁结构的整体自振特性，如自振频率、振型和阻尼特性等，评定桥梁结构的动力性能。
（2）列车行车试验：试验客车分别以10km/h、20km/h、30km/h的速度行驶过桥，测试列车激励下桥梁的动力响应。
5.2动载试验截面和测点布置
测点布置详见附件一。
5.3动载试验车辆
动载试验列车拟采用：1辆东风5型机车重车。
5.4动载试验理论计算值详见附件二。
六、理论计算
为了确保计算的准确性，各工况荷载下的位移、应变均按空间有限元方法，采用MIDAS的结构分析通用程序MIDAS/CIVIL完成计算，应变和自振频率均具有较高的准确性，这为正确地分析试验结果和评估桥梁的结构状况奠定了基础。
七、试验现场组织及分工协作
1．试验单位成立试验工作小组，在试验前负责协调各项试验准备工作，试验时负责指导和指挥等工作，并对试验过程中临时需要变更的事项作出决策。
2．试验工作小组负责现场试验准备工作及测试工作的具体实施。
准备工作主要是脚手架搭设及测试元件的布置。
3．施工单位及建设单位，协助我司工作人员，提供桥梁结构竣工资料，并配合试验承担部门进行结构实际状况的调查；维护现场秩序，试验时控制桥上、附近道路的通行及其他干扰因素，确保桥梁载荷试验的顺利进行。
4．根据现场条件，确定在桥梁符合加载和道路通达条件下进行载荷试验。
八、试验期间注意事项
在试验期间，需注意以下各款项：
1．不得在进行试验的桥跨区域内施工。
2．与试验无关人员和车辆等不得进入试验跨。
3．不得使用与试验无关的具有电磁干扰作用的电子设备，如与试验无关的相同频率的对讲机、移动电话等。
4．高空作业人员在岗必须系带安全带。
5．试验加载车辆在主桥外等待时，必须保证车辆及相关结构的安全。
6．清理桥面行车道障碍物，确保试验车辆行驶通畅。
7．与实验无关人员不得动用仪器设备。
