錨桿（索）承載力及變形檢測

一、簡介

錨桿（索）是一種錨固技術(shù)，通過桿體將表層不穩(wěn)定巖土體的荷載傳遞至巖土體深部穩(wěn)定位置，從而實現(xiàn)被加固巖土體的穩(wěn)定，當(dāng)采用鋼絞線或高強鋼絲束作桿體材料時可稱為錨索，廣泛用于邊坡支擋、基坑支護(hù)等圍護(hù)支擋結(jié)構(gòu)中。

圖1 錨桿（錨索）示意圖

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二、檢測標(biāo)準(zhǔn)

1.CECS 22:2005《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》；

2.GB 50086-2015《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》；

3.GB 50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》；

4.JGJ/T 401-2017《錨桿檢測與監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》；

5.TB 10025-2019《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》；

6.TB 10450-2020《鐵路路基支檔結(jié)構(gòu)檢測規(guī)程》；

7.JGJ 476-2019《建筑工程抗浮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》；

8.GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》；

9.GB 50497-2019《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》；

10.GB 50739-2011《復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》；

11.JTG D30-2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》；

12.JGJ 120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》；

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三、試驗類型

錨桿（索）試驗包括錨桿（索）的基本試驗、蠕變試驗和驗收試驗。

基本試驗：工程錨桿正式施工前，為確定錨桿設(shè)計參數(shù)和施工工藝，在現(xiàn)場進(jìn)行的錨桿極限抗拔承載力試驗，錨桿（錨索）基本試驗應(yīng)采用多循環(huán)張拉方式。

蠕變試驗：確定錨桿在不同加荷等級的恒定荷載作用下位移隨時間變化規(guī)律的試驗。

驗收試驗：檢驗工程錨桿抗拔承載力是否符合設(shè)計要求而進(jìn)行的錨桿抗拔試驗。

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四、錨桿試驗

因錨桿（索）承載力及變形檢測涉及規(guī)范較多，規(guī)范間存在差異，試驗過程中依據(jù)設(shè)計文件及現(xiàn)場情況選用，這里僅以TB 10025-2019《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對鐵路工程中錨桿承載力試驗及變形檢測進(jìn)行說明。

1.檢測時間要求

錨固體強度達(dá)到設(shè)計強度90%后方可進(jìn)行試驗。

2.檢測數(shù)量要求

基本試驗的數(shù)量可按工作錨桿數(shù)量的3%控制，且不應(yīng)小于3根，當(dāng)有特殊情況可適當(dāng)增加。

蠕變試驗一般檢測數(shù)量不得少于3根。

驗收試驗的數(shù)量一般按錨桿總數(shù)的5%且不小于5根控制。

3.試驗荷載控制

基本試驗：一般依據(jù)桿體屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍或者其極限強度標(biāo)準(zhǔn)值的0.85倍控制。

蠕變試驗：最大加荷等級取錨桿（索）軸向拉力的1.5倍。

驗收試驗：荷載對永久性錨桿（索）應(yīng)取錨桿（索）軸向拉力的1.5倍，對臨時性錨桿取1.2倍。

4.試驗加荷裝置

錨桿試驗加載反力裝置根據(jù)試驗條件選擇支座橫梁反力裝置、支撐凳式反力裝置、承壓板式反力裝置。

注：1-試驗錨桿；2-工具錨；3-穿心式千斤頂；4-墊板；5-主梁:6-反力支座；7-墊層；8-位移測量儀表；9-基準(zhǔn)梁；10-基準(zhǔn)樁

圖2 支座橫梁反力裝置示意圖

注：1-試驗錨桿或土釘；2-工具錨；3-穿心式千斤頂；4-墊板；5-支撐凳；6-噴射混凝土面層、土層；7基準(zhǔn)梁與基準(zhǔn)

圖3 支撐凳式反力裝置示意圖

注：1-試驗錨桿；2-工具錨；3-穿心式千斤頂；4-承壓板；5-腰梁或臺座；6-支擋結(jié)構(gòu)；7-位移測量裝置

圖4 承壓板式反力裝置示意圖

5.試驗加、卸載要求

錨桿基本試驗：

錨桿基本試驗應(yīng)采用多循環(huán)張拉方式進(jìn)行，具體如下：

①每級荷載施加或卸除完畢后，應(yīng)立即測讀變形量。

②在每級加荷等級觀測時間內(nèi)，測讀位移不應(yīng)少于3次，每級荷載穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為3次百分表讀數(shù)的累計變位量不超過0.10mm；穩(wěn)定后即可加下一級荷載。

③在每級卸荷時間內(nèi)，應(yīng)測讀錨頭位移2次，荷載全部卸除后，再測讀2~3次。

④加、卸荷等級、測讀間隔時間宜按表1確定。

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表1?錨桿基本試驗循環(huán)加卸荷等級與位移觀測間隔時間

錨桿蠕變試驗

錨桿（索）蠕變試驗的加荷等級和觀測時間應(yīng)滿足表2規(guī)定，在觀測時間內(nèi)荷載應(yīng)保持恒定。

表2?錨桿（索）蠕變試驗的加荷等級和觀測時間

在每級荷載下按時間間隔1min、2min、3 min、4 min、5 min 、10 min、15 min、20 min、30 min、45 min、60 min、75 min、90 min、120 min、150 min、180 min、210 min、240 min、270 min、300 min、330 min、360 min 記錄蠕變量。

錨桿驗收試驗：

①多循環(huán)加卸載法

錨桿（索）多循環(huán)驗收試驗的初始荷載宜為驗收試驗荷載的0.1倍，各級持荷時間宜為10min，具體見圖5。

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圖5 錨桿(索)多循環(huán)張拉驗收試驗加荷、持荷和卸荷模式

②單循環(huán)加卸載法

錨桿單循環(huán)張拉驗收試驗加荷、持荷和卸荷模式（圖6）的初始荷載宜為驗收試驗荷載的0.1倍，最大試驗荷載的持荷時間不宜小于5min。

圖6?錨桿（索）單循環(huán)張拉驗收試驗加荷、持荷和卸荷模式

最大試驗荷載作用下，在規(guī)定的持荷時間內(nèi)錨桿的位移增量應(yīng)小于1.00mm，不能滿足時，則增加持荷時間至60min，錨桿累計位移增量應(yīng)小于2.00mm。卸荷到驗收試驗荷載的0.1倍并測出錨頭位移；

6.終止加載條件

錨桿(索)試驗中出現(xiàn)下列情況之一時可視為破壞，應(yīng)終止加載:

①錨頭位移不收斂，錨固體從巖土層中拔出或錨桿(索)從錨固體中拔出。

②錨頭總位移量超過設(shè)計允許值。

③土層錨桿(索)試驗中后一級荷載產(chǎn)生的錨頭位移增量超過上一級荷載位移增量的2倍。

以下是一些實際應(yīng)用場景示例：

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圖7 某塌落整治工程錨索承載力檢測

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圖8 某邊坡防護(hù)工程錨桿承載力檢測

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結(jié)語

錨桿（索）作為巖土工程中的重要支護(hù)構(gòu)件，其承載力和變形性能的檢測對于確保工程的安全性及穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的意義，在巖土工程的設(shè)計、施工和維護(hù)過程中，需重視錨桿（索）承載力及變形檢測工作。