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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:
建筑地基基础设计规范 | GB 50007-2011 |
建筑边坡工程技术规范 | GB 50330-2013 |
岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 | GB 50086-2015 |
建筑地基基础检测规范 | DBJ/T15-60-2019 |
建筑基坑支护技术规程 | JGJ 120-2012 |
锚杆检测与监测技术规程 | JGJ/T 401-2017 |
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
标准 | 最大荷载取值 | 试验要求注浆强度规定 | |
GB 50007-2011 | 最大荷载值按0.85Asfy | 强度达到设计强度90% | |
GB 50330-2013 | 永久性锚杆应取1.50Nak 临时性锚杆应取1.20Nak | 强度达到设计强度90% | |
GB 50086-2015 | 永久性锚杆应取1.2Nd 临时性锚杆应取1.1Nd | 强度达到设计强度70% | |
DBJ/T15-60-2019 | 宜取验收荷载的1.1-1.2倍 | 支护锚杆验收强度达到设计强度75%;土钉验收强度达到10MPa或达到设计强度70% | |
JGJ 120-2012 | 支护等级一级 | 1.4NK | 强度达到设计强度75% |
支护等级二级 | 1.3NK | ||
支护等级三级 | 1.2NK |
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。
5.2试验加载装置
本次采用主要仪器为ZY-30T型数显穿芯液压千斤顶,数显百分表2个,试验仪器的配件、装置图如下图所示。
试验装置示意图
5.3进行对照试验,建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2013)验收试验初始荷载取最大试验荷载的0.2倍;岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范(GB 50086-2015)初始荷载为锚杆拉力设计值的0.1倍。根据《建筑边坡工程技术规范》中对锚杆验收试验的规定,加载等级按前三级荷载可按试验荷载值的20%施加,以后每级按10%施加;加载等级和持荷时间如表1所示;《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》中对锚杆验收试验的规定,加载等级按锚杆拉力设计值0.1、0.4、0.7、1.0、1.2倍施加;加载等级和持荷时间如表2所示。加载等级方式为逐级加载,当各级荷载施加完达到观测时间以后记录相应锚杆的相对位移;按照《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013达到最大试验荷载观测10min,卸荷到试验荷载的0.10倍并测出锚头位移;按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086-2015达到最大试验荷载观测5min;卸荷到锚杆拉力设计值的0.10倍并测出锚头位移。
表1 《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013
加载等级和持荷时间
试验荷载 | 0.2Nmax | 0.4Nmax | 0.6Nmax | 0.7Nmax | 0.8Nmax | 0.9Nmax | 1.0Nmax |
观测时间(min) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 10 |
表2 《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086-2015)
加载等级和持荷时间
加荷等级 循环次数 | 分级荷载与锚杆拉力设计值百分比 (%) | ||||||||
加载过程 | 卸载过程 | ||||||||
单循环 | 10 | 40 | 70 | 100 | 120 | 100 | 70 | 40 | 10 |
观测时间(min) | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | 1 | 1 | 1 | 1 |
5.4验收结论的判定
依据建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2013)加载到试验荷载最大值后变形稳定;锚杆弹性变形在最大试验荷载作用下,所测得的弹性位移量应超过该荷载下杆体自由段理论伸长值ΔL1的80%,且小于杆体自由段长度与1/2锚固段之和的理论弹性伸长值ΔL2。
依据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086-2015最大试验荷载作用下,在规定的持荷时间内锚杆的位移增量应小于1.0mm,不能满足时,则增加持荷时间至60min时,测读的位移增量之和不大于2.0mm;最大试验荷载作用下,所测得的弹性位移应大于锚杆自由杆体长度理论弹性伸长值的90%,且应小于自由杆体长度与1/3锚固段之和的理论弹性伸长值。
6、试验结果分析
本次试验对某工程的10根锚杆按照两本规范要求各自对其中5根进行抗拔试验,依据《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013进行验收的试验的试验结果如表3所示(第一组试验结果);依据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086-2015进行验收的试验的试验结果如表4所示(第二组试验结果)。通过对两组验收锚杆的试验数据及对应规范的验收判定依据,此次进行的验收锚杆拉拔试验均为合格。
表3第一组试验数据
荷载(kN) | 27 | 54 | 81 | 95 | 108 | 122 | 135 | 14 |
位移增量累计(mm) | 0.35 | 1.08 | 1.67 | 2.46 | 3.46 | 4.35 | 5.57 | 3.52 |
图2
表4第二组试验数据
荷载(kN) | 9 | 36 | 63 | 90 | 108 | 90 | 63 | 36 | 9 |
位移增量累计(mm) | 0.11 | 0.64 | 1.32 | 2.31 | 3.41 | 3.18 | 2.88 | 2.42 | 1.81 |
图3
从以上两组数据及图2、图3曲线中进行分析,根据两本规范要求对同一工程临近的锚杆进行验收试验得到的数据做出的曲线在荷载接近范围内的位移,具有很好的相关性;荷载值接近时产生的位移量相对接近。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进行验收试验得到的数据都能判别锚杆是否合格。但同时应注意在试验时,应根据需要选择相应的规范进行验收试验;不同规范的验收试验最大荷载取值及试验时要求注浆体的强度有所不同。
7、总结
为研究不同规范对锚杆进行验收试验的区别,通过采集两组数据进行比对综合分析得出以下结论:
1、《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荷载接近范围内的位移,具有很好的相关性;荷载值接近时产生的位移量相对接近。
2、工程进行锚杆验收时,应根据工程的实际情况确定相应的检测规范,对抗拔要求较高的工程建议选用《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013进行验收试验,提高安全度;而对一般抗拔要求不高的工程,可以考虑采用《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086-2015进行验收试验。
参考文献:
[1]GB 50330-2013建筑边坡工程技术规范.
[2]GB 50086-2015岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范.
[3]黄珅.不同规范中锚杆验收试验对比分析.岩土工程与地下工程.
[4]姜先钧、吴良清、袁蕾.关于锚杆抗拔基本试验的最大试验荷载取值问题探析.勘察测绘.