公路大桥维护工程地锚加固试验方案样本

湖北省郧县汉江公路大桥维护工程地锚锚索加固基本实验方案目录1、实验目2、实验地点选取3、锚索设计技术参数4、锚固方案验算5、锚索基本实验根据、办法及环节5.1、锚索基本实验根据5.2、锚索基本实验办法及环节6、实验成果整顿7、实验成果评估8、实验前期准备9、实验设备1、实验目本次实验针对湖北省郧县汉江公路大桥维护工程地锚桥台施加有效、可靠边腹板竖向自锚预应力加固设计理念，为减小加固风险，为保证地锚加固施工效果及验证压力型或拉力型锚索加固地锚桥台可行性，在施工之前对锚索加固两种压力集中型及拉力集中型采用作两组长为13.5m共6根基本实验，以拟定本场地对锚杆所能提供极限抗拔力，以及锚索在使用过程中也许影响其预应力效果因素，以便在正式施工前调节地锚加固设计及施工参数。

2、实验地点选取依照湖北省郧县汉江公路大桥地锚桥台资料和设计图纸，向业主、设计、监理等单位报告后，我部拟定选取在鄂东大桥桩基施工前打实验桩上进行实验。

3、锚固设计方案实验锚索两种方案如下：设计轴向拉力1276KN，极限抗拔力1822.8KN。

压力集中型锚固方案一：7根φs15mm无粘结钢绞线，下设立直径100mmP 锚，钻孔直径120mm，底部扩孔呈锥形孔直径140mm，扩孔长度200mm，锚固长度3m，钻孔深度13.5m。

拉力集中型锚固方案二：7根φs15mm钢绞线，下设立直径100mmP锚，钻孔直径120mm，底部扩孔呈锥形孔直径140mm，扩孔长度200mm，锚固长度3m，钻孔深度13.5m。

图 固定端P 型锚具构造图千斤顶、锚固端及锚具为各锚固系统配套设施。

抗拔力复核计算如下： 锚固方案应符合《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22：）关于锚索设计规定：1）依照锚索设计规定及预应力筋保护层厚度不不大于20mm （永久锚杆），方案设立为带PE 套7φs 15mm 钢绞线及不带PE 套7φs 15mm 钢绞线，钻孔直径选为120mm ；2）单束钢绞线拉力设计值＝7×1860MPa ×140mm 2×0.7＝1276KN ，比原设计值略大；3）灌浆料采用潮湿类环氧构造胶，构造胶抗压强度≥115MPa ； 4）预应力锚索应满足相应防护构造规定。

4 锚固方案验算1）锚固长度验算a L ＞ψm g Df πtKN（1）a L ＞ψξms f d n πtKN（2）式中：K ——锚索锚固抗拔安全系数，选用最大值，采用2.2；N t ——锚索或单元锚杆轴向拉力设计值（KN ），取1276KN ；a L ——锚索锚固段长度（m ）；f ms ——注浆体与混凝土孔壁间粘结强度原则值（KPa ），选用环氧树脂型注浆体，依照《水电工程预应力锚固设计规范》附录A.2表因我部实验桩基为C30混凝土，抗剪强度实验值(fcvo)3.55 MPa ，原则值(fcvk)2.85 MPa ，设计值2.10 MPa ，加固地锚桥台为C40混凝土，抗剪强度实验值(fcvo)4.30 MPa ，原则值(fcvk)3.50 MPa ，设计值2.60 MPa 。

综合各方面因素，粘结强度原则值取值2.1MPa ；f ms ——锚固注浆体与筋体间粘结强度原则值（KPa ），取3.5MPa ； d ——钢筋或钢绞线直径（mm ），取15.24mm 计算； D ——锚索锚固段钻孔直径（mm ），取120mm 计算；ξ——界面粘结强度减少系数，取0.725；ψ——锚固长度对粘结强度影响系数，取为0.8；n ——钢筋或钢绞线根数。

按锚固方案一考虑，依照规范计算锚固长度，各参数折中取值，取两公式计算值中较大者：按式（1），a L ＞ψm g Df πt KN ＝3.11.212012762.2⨯⨯⨯⨯π＝2.73m按式（2），a L ＞ψξms f n d KN t π＝ 1.35.3725.024.51712762.2⨯⨯⨯⨯⨯⨯π＝2.54m取较大值2.73m ，按规范，锚固长度应不大于8m ，设计按3m ，满足受力和构造规定。

施锚杆最小自由长度最小为12.0m ，不不大于5m ，满足构造规定。

按锚固方案二考虑，同样满足受力和构造规定。

通过验算，锚固长度满足受力和构造规定。

2）锚杆截面面积验算锚杆截面面积应按式（3）拟定。

ptk tt s f NKA （3）式中：tK—锚杆杆体抗拉安全系数，取为1.8；tN—锚杆轴向拉力设计值（kN）；ptkf—钢绞线抗拉强度原则值（kPa）。

按公式（3），最小钢绞线面积应达到1234.8mm2，也就相称于9根φ15.24钢绞线面积。

公式（3）是基于岩土工程规范，针对本工程环境，由于环境较好，施工质量能保证，安全系数按可按桥梁工程体内预应力解决，采用7根φ15.24钢绞线，张拉控制应力为70%材料强度。

5、锚杆基本实验根据、办法及环节5.1、锚索基本实验根据①、岩土锚杆（索）技术规程(CECS22-)②、水电工程预应力锚固设计规范（DL/T5176-）③、建筑地基基本设计规范(GB50007-)④、建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)5.2、锚索基本实验办法及环节参照关于规范规程，锚索实验办法与环节如下：（1）依照设计基本实验荷载为1276KN，最大荷载应满足不超过锚杆杆体极限承载力0.8倍即1458.24KN。

据设计，基本实验锚索由7φs15mm钢绞线构成。

钢绞线强度原则值：fyk=1860N/mm2σs =n×A×fyk×0.8=7×1860×140×0.8=1458.24KN(2)采用循环加荷办法进行实验，实验锚索参数及初始荷载、各级荷载及观测时间见下表：表1 锚索实验参数表2 锚索实验各级荷载及观测时间(3)在桩顶面上套入一块1000mm×1000mm×20mm钢垫板(中间留圆孔Φ400mm)和两块500mm×500mm×200mm钢垫盒，上安放用槽钢制作反力钢梁（反力钢梁开中孔130mm并在上面相应垫2cm厚钢垫板），钢绞线穿过工作锚及千斤顶，并在千斤顶上安放工具锚及工作夹片，然后在桩顶面钢绞线处安装基准梁，然后在基准梁上安顿百分表测读位移即锚索位移，百分表探头设在用槽钢制作反力钢梁上。

详细如下图：(4)每级加荷阶段时规定均匀、缓慢、逐级施加拉拔力，加荷速率不适当不不大于1KN/S，在每级加荷级别观测时间内测读锚头位移不少于3次。

（5）每级荷载稳定原则为持续2次百分表读数合计变位移增量不超过0.1mm，稳定后即可加下一级荷载，否则延长观测时间，直至锚头位移增量在2h之内不大于2.0mm时，方可施加下一级荷载。

（6）锚索破坏原则，当浮现下列状况之一时，以为锚索破坏可停止本根锚索实验。

①后一级荷载产生锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生锚头位移2倍；②锚索拔升量持续增长，且在1小时时间范畴内未浮现稳定迹象；③新增长上拔力无法施加，或者施加后无法使上拔力保持稳定；④锚头总位移超过设计容许位移值；⑤锚索浮现破坏，或者锚索被拔出。

6、实验成果整顿①对钻孔孔斜度测量记录，拟定钻孔精度；②实验成果按循环荷载与相应锚头位移读数列表整顿；③绘制锚索荷载－位移（Q-S）曲线，以明显转折点作为屈服拉力；④绘制锚索荷载－弹性位移（Q-Se）、锚索荷载－塑性位移（Q-Sp）曲线；⑤实验结束后，对锚索实验现场破坏状况进行详尽描述和拍摄照片。

7、实验成果评估①锚索弹性变形不应不大于自由段长度变形计算值80％，且不应不不大于自由段长度与1/2锚固段长度之和弹性变形计算值；②锚索极限承载力取破坏荷载前一级荷载，在最大实验荷载下未达到规定破坏荷载时，锚杆极限承载力取最大荷载；③参加记录实验锚索，当满足其极差不超过平均值30%时，可取其平均值为锚索极限承载力。

极差超过平均值30%时，宜增长实验量并分析离差过大因素，且按95%保证概率并结合工程状况计算锚索极限承载力；8、实验前期准备过程在鄂东大桥实验桩上进行锚索安装施工，施工设备选取应遵循轻便、实用原则，按照设计规定与施工条件选取机械型号、功率和数量。

重要施工设备有：空气压缩机、潜孔冲击钻机、注浆机和张拉设备。

详细工艺：钻直孔→底部扩倒锥形孔→清孔并干燥→安装锚索，孔顶安装反力钢梁和钢垫板→孔底3米高度灌环氧树脂→安装工作锚→安装千斤项及工具锚→预张拉。

（1）锚索制作①锚索制作材料选用高强度、低松弛预应力钢绞线。

钢绞线必要采用机械切割，不得采用焊接，不能有锈蚀、损坏现象。

预应力锚索采用7根φs15mm无粘结钢绞线及普通7根φs15mm钢绞线，下设立直径100mmP锚。

在锚固段应安顿隔离架和紧箍环，周边均匀布置钢绞线，捆扎牢固，以便增强锚索刚度。

每隔1.0～1.5m设立一种对中隔离架或紧箍环，P锚、隔离环和紧箍环数量和间距按设计规定布设，捆扎牢固。

锚索制作完毕后，应进行外观检查，按钢绞线长度、规格进行编号，共制作6组锚索。

严格按照设计钻孔深度和张拉需预留长度下料，挤压锚固件应与钢板连接可靠。

②顶端锚头为7孔工作锚，千斤顶上设立工具锚及工作夹片。

③锚索制作完毕后应尽早使用,避免长期存储。

裸露某些应用浸渍油脂纸张或塑料布进行防潮解决不得露天存储或受到机械损坏，避免焊渣溅落。

锚索在安装及运送过程中，应细心操作，不得损伤锚索及其防护材料。

隔离架必要捆扎牢固，钢绞线不得有锈蚀、搭接、损坏、明显弯曲、扭转等现象。

（2）钻孔①定位施工前应必要要将构造面清理干净，按设计测量放线，定出孔位和中心线，用小木桩做好标记，钻孔孔位偏差要不大于20mm，钻孔位置标明后由现场负责人验线。

②成孔钻孔采用TS-150型地质钻机成孔，以减少钻孔时振动，以保证不损伤构造，并严格按照规定锚索埋深和钻孔直径来控制钻孔深度和大小。

钻孔时将钻机移至所定桩位，使钻机钻头对准孔位中心。

采用ø120合金钻头，单管清水钻进，钻进时，必要详细记录孔位、孔深等状况，钻进暂停或终孔时，孔口应加盖保护。

③垂直度保证办法为保证钻孔垂直度，孔斜<0.2％，详细可采用BC-1型测斜仪或KXP-1测斜仪进行检查，钻机就位后必要对钻机底盘进行调平，四角水平误差应控制在1mm以内。

调节水平度采用水准尺进行，并用水平尺检查钻杆垂直度，其误差应控制在0.5mm以内，使钻杆与钻机底盘保持垂直。

钻进过程中，应当严格控制钻进速度，不得高出钻机自身原则钻速1%～2%，采用匀速钻进，以防止钻孔弯曲和变径,导致下锚困难，并随时对垂直度进行测量，发现偏差及时调节。

钻进达到设计深度之后，不能及时停钻，必要在停止进尺状况下，稳钻1～2min，防止孔底端部形成尖形，达不到设计锚固直径。

（3）扩孔和清孔钻孔到规定深度后，孔底用扩孔机具扩成φ140mm倒锥形孔，孔长200mm。