关于线路工程地锚钻极限承载力现场测试和理论计算方法的规定

省送变电有限公司业务联系单Q/BG-04 （施）字第2017-64附件1地钻锚承载力现场测试和理论计算方法规定一、一般规定及测试准备1、作为施工地锚的地钻群承受水平拉力和上拔力，水平拉力由地钻前的挡木（铁道木）承担，上拔力由地钻锚承担。

2、地钻群中的地钻承受的垂直上拔力是由前向后逐根传递的，即当第一只地钻出现上拔后，紧连其后的地钻才开始承受垂直上拔力，以此类推，直至最后一根地钻。

计算时，为安全起见，考虑将锚固临时拉线的最前端地钻锚承受竖直上拔力作为控制条件。

3、土质的分类及地钻锚适用土质常见的土质可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等。

粘性土一般分为粘土和亚粘土（粉质粘土）两类。

粘土按其状态分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种。

淤泥、淤泥质土属于流塑状态的粘性土，其特点是强度低、压缩性高、透水性差等。

人工填土是指由于人类活动而堆填的土。

成分复杂，均匀性差，堆积时间不同。

遇到人工填土，必须慎重对待。

人工填土按其组成分为素填土、杂填土和冲填土。

素填土由碎石土、砂土、粉土、粘性土等组成的土；杂填土含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土；冲填土是由水力冲填泥沙形成的土。

亚粘土（粉质粘土）、粘土中为坚硬、硬塑、可塑状态的土适宜采用地钻锚。

岩石、碎石土、砂土、软塑状态的粘土、人工填土，以及受力较大的临时拉线锚固处需设置施工地锚时不宜采用地钻锚，应采用钢板地锚。

4、测试容地钻锚承载力现场测试主要包括：竖直抗拔承载力和斜向受拉承载力。

竖直抗拔承载力主要测试地钻锚在竖直受力状态下其抗拔力大小，以此确定某一土质条件下地钻锚竖直抗拔力大小。

斜向受拉承载力主要测试单根地钻锚和多根地钻锚组合（地钻群）受到斜向力作用下地钻锚的受拉大小，以确定各类锚固拉线的拉力最大允许值和估算地钻锚竖直抗拔承载力。

5、地钻锚的入土操作常用的地钻锚，一般是通过静力（一般为人力）旋转的方式埋入土。

采用杠棒穿过锚环后，两人沿同一旋转方向转动，利用锚片的螺旋结构特征旋转入土。

地钻锚埋设时，应尽量保证锚杆的竖直状态，避免产生晃动，以减小对周围土体的扰动，保证周围土体的原状性，这样可以大大提高地钻锚的抗拔承载力。

地钻锚埋入土的深度，以锚环刚好露出地面为准。

6、地钻锚的埋设间距要求在测试斜向受拉承载力时，任意两个地钻锚的埋设间距不宜小于1.2m，最低不能小于1m。

7、道木的埋设要求在测试斜向受拉承载力时，需在地钻锚受力的正前方埋设道木，主要目的是为了抵抗地钻锚的水平拉力。

从理论上讲，道木与土的接触面积越大，接触越紧密，其抵抗水平拉力的效果越好。

埋设道木时，需要做好以下几点：（1）道木的挡土面与地钻所受的拉力方向应保持垂直。

（2）道木的埋设深度不能低于道木本身的横向高度，最好将道木埋至低于土平面约5cm。

（3）道木埋设后，其上平面应与地钻锚的锚环与锚杆连接处相平。

（4）道木埋设后，应尽量保证道木与土体、地钻锚接触紧密。

8、我公司现有地钻参数见下表，结构示意见下图。

型号长度钻杆旋片5吨1800 杆径材质直径厚度材质36 Q235 300 10 16Mn10吨2180 36 310 10 说明：型号栏中的吨位是指地钻自身的强度，不代表承受土体的重量。

螺旋式地锚结构图9、项目部应结合每一工程结构具体特点和典型地质条件，制定详细的具体的试验方案报公司施工管理部和安全监察质量部审核。

二、斜向受拉承载力测试方法1、利用公司现有5t重型索道支架进行斜向受拉承载力的测试；2、每一线路工程，应对每一种典型土质条件下的地钻锚斜向受拉承载力进行测试，并及时记录数据；3、地钻锚斜向受拉承载力测试主要工器具见下表。

当测试地钻群的斜向受拉承载力时，应增加地钻锚的数量。

4、当测试地钻群（多个地钻锚的组合）的斜向受拉承载力时，常见的地钻群布置方式如下所示：图个地钻组成的地钻群设置示意图图个地钻组成的地钻群设置示意图图个地钻组成的地钻群设置示意图图个地钻组成的地钻群设置示意图表示可调式地钻连接器或双钩地钻间距离表示拉棒注：当地钻群受到的斜向拉力大于50kN 时，第一根地钻（最前端）与其他地钻连接采用特制五联器连接。

5、 地钻锚斜向受拉承载力现场测试时，分别按照拉线对地夹角30度、45度、60度测试，并记录数据。

现场测试示意见下图。

注：当测试地钻群时，平面布置应根据地钻群的布置方式进行调整。

6、 当地钻锚开始上拔移动的瞬间即判定地钻锚为失效状态，因此斜向受拉承载力1u F 取地钻锚开始移动时的荷载测试值。

7、 当斜向拉力计测试数据达到50kN 时，地钻锚仍然没有上拔移动迹象，须停止试验，即以50kN 作为竖直抗拔承载力竖直大小。

8、 可以通过地钻锚斜向受拉承载力1u F 估算地钻锚竖直抗拔承载力0u F ，见下式：01=sin u u F F θ上式中1u F 为地钻锚斜向受拉承载力，0u F 为第一个地钻锚的竖直抗拔承载力；θ为拉线与地面的夹角。

9、 组塔架线各类锚固拉线受力安全校验计算时，拉线受拉最大允许值max F ⎡⎤⎣⎦应按下列公式计算：1max1u FF k ⎡⎤=⎣⎦ 式中，max F ⎡⎤⎣⎦为拉线受拉最大允许值，1u F 为地钻锚斜向受拉承载力，1k 分项系数（1k 取1.5）。

10、 地钻锚斜向受拉承载力现场测试时，须有监理人员见证。

测试数据记录表见下表。

地钻锚斜向受拉承载力测试报告三、竖直抗拔承载力测试方法1、利用公司现有16t汽车吊或5t重型索道支架进行竖直抗拔承载力的测试；2、每一线路工程，应对每一种典型土质条件下的地钻锚竖直抗拔承载力进行测试，并及时记录数据；3、地钻锚竖直抗拔承载力测试主要工器具见下表：4、采用16t汽车吊测试地钻锚抗拔承载力时，测试示意见下图：汽车吊滑车组汽车吊挂钩φ16起吊钢丝绳套特制挂板100kN测力计特制挂板地钻锚5、5t重索支架平面布置示意和地钻锚竖直抗拔承载力现场测试示意见下图：φ16钢丝绳套缠绕5圈并衬麻布片支架腿支架腿支架腿支架腿支架腿支架腿5t钢板地锚5t链条葫芦5t钢板地锚5t链条葫芦5t钢板地锚5t链条葫芦5t钢板地锚5t链条葫芦5t钢板地锚5t链条葫芦5t钢板地锚5t链条葫芦φ16钢丝绳φ16钢丝绳φ16钢丝绳φ16钢丝绳φ16钢丝绳φ16钢丝绳6、 当地钻锚开始上拔移动的瞬间即判定地钻锚为失效状态，因此竖直抗拔承载力0u F 取地钻锚开始竖向移动时的荷载值。

7、 当拉力计测试数据达到50kN 时，地钻锚仍然没有上拔移动迹象，须停止试验，即以50kN 作为竖直抗拔承载力竖直大小。

8、 地钻锚的竖直抗拔校验计算时，锚固于地钻锚上的各类拉线对地钻锚产生的竖向分力须小于竖直抗拔力最大允许值0max F ⎡⎤⎣⎦，竖直抗拔力最大允许值0max F ⎡⎤⎣⎦按下列公式计算：0max 0u FF k ⎡⎤=⎣⎦式中，0max F ⎡⎤⎣⎦为地钻锚竖直抗拔力最大允许值，0u F 为地钻锚竖直抗拔承载力，0k 分项系数（0k 取1.5）。

9、 地钻锚竖直抗拔承载力现场测试时，须有监理人员见证。

测试数据记录表见下表。

地钻锚竖直抗拔承载力测试报告竖直抗拔承载力测试平均值竖直抗拔力最大允许平均值项目总工： 监理见证人员： 日期： 年 月 日四、 地钻锚竖直抗拔承载力的理论计算说明地钻锚的极限竖直抗拔承载力计算，从纯理论的角度出发是比较困难而且计算结果也很难接近真实值。

主要的原因为地钻锚埋设的工况条件错综复杂，如埋设土质的各项参数难以确定，在线路施工大量使用地钻锚的情况下对各个地钻锚的埋设土质进行参数试验是不现实的。

可以参考的计算公式主要为剪切法：剪切法分析时，地钻的埋设分为浅埋和深埋两种类型，由于我们使用的地钻属于深埋型式，即埋深t h 大于临界深度c h ，因此抗拔土体的破坏模型为右图所示，真实的土体破坏后的情况如下图所示。

地钻锚埋入土中后，土层虽经过一定的扰动，但抗拔土体倒圆台体的剪切面与地钻旋转埋入时形成的滑道不在同一面。

而下部圆柱体剪切面中，滑道在竖向产生的面积占总的剪切面面积比例很小。

因此仍然认为上拔土体为原状土。

按照剪切法计算地钻的抗拔极限承载力公式为：()[]f c t c c T G D h h h A ch A F +-++=γπ4/5.023221当地钻埋入软塑状态的粘性土中时，尚需按下式验算：抗拔土体简图真实试验中抗拔土体破坏的情形圆柱体部分，其直径为地钻锚锚片直径。

圆锥体部分，底部直径与锚片相同，上部直径约为1.0～1.2米f T G c D F +≤28式中：T F ——地钻的抗拔极限承载力，kN ； t h ——地钻的上拔深度，m ；c h ——地钻的上拔临界深度（查表），m ； c ——土体饱和状态下的凝聚力，kN/m 2；γ ——土的容重，kN/m 3；f G ——地钻的自重力，kN ； D ——地钻锚片的直径，m ；21A A 、——土的摩擦角ϕ和相对深度D h c /的函数，可查表。

以上计算中，未考虑地钻的体积。

（注：需要查的表可参考《电力工程高压送电线路设计手册》(第二版) 中国电力出版社 东北电力设计院 ）地钻锚的极限竖直抗拔承载力理论计算完毕后，应及时根据现场测试值进行比较，当理论计算值与测试值存在较大偏差时，以现场测试值为准进行校验计算。

五、 地钻锚埋设的其他注意事项1、 项目部技术人员、施工负责人应对设置地钻锚处（包括地钻群）处的地形、地质情况做到心中有数。

2、 当各类临时拉线锚线地钻群受到的斜向拉力大于50kN 时，第一根地钻（最前端）与其他地钻连接采用特制五联器连接和可调试地钻连接器连接。

3、导地线临时锚线, 均由过轮临锚和线端临锚两部分组成。

在计算和现场施工时需注意，过轮临锚和线端临锚均需按照能够独立承载全部锚线力的要求配置工器具。

4、设置地锚处须避开呈软塑及流塑状态的粘性土、淤泥和及淤泥质土、水坑和人工填土等不良土质。

5、地钻锚不能埋设在有地表水的土质下，如水田、沼泽等。

6、设置地钻锚处若存在进水的可能，则需在地钻锚处四周预先做好围堰措施。

7、为防止雨水浸湿地锚处土质，造成土质松软，设置好的地钻群、上应采用塑料布等进行覆盖。

覆盖的围应超出地钻锚埋设围以外2米。

8、应派有经验的技工作为地钻埋设的负责人，现场全程监督作业过程，若在作业过程中，发觉土质有异，须及时向项目总工汇报。

9、对设置好的地钻锚由地钻埋设负责人每天至少检查一次，若发现地钻群有走动的现象，须及时向技术人员报告，由项目总工汇同施工负责人决定应采取的补强措施。