公路大桥维护工程地锚加固试验方案

湖北省郧县汉江公路大桥维护工程地锚锚索加固基本试验方案目 录 1、试验目的 2、试验地点的选择 3、锚索的设计技术参数4、锚固方案验算5、锚索基本试验的依据、方法及步骤5.1、锚索基本试验的依据5.2、锚索基本试验的方法及步骤 6、试验结果整理7、试验结果评定8、试验前期准备9、试验设备应放在5中，不需要单独放一节 1、 试验目的本次试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、可靠的边腹板竖向自锚预应力的加固设计理念，为减小加固的风险，为保证地锚加固施工的效果及验证压力型或拉力型锚索加固地锚桥台的可行性，在施工之前对锚索加固的两种压力集中型及拉力集中型采用作两组长为13.5m共6根的基本试验，以确定本场地对锚杆所能提供的极限抗拔力，以及锚索在使用过程中可能影响其预应力效果的因素，以便在正式施工前调整地锚加固设计及施工参数。 2、试验地点的选择根据湖北省郧县汉江公路大桥地锚桥台的资料和设计图纸，向业主、设计、监理等单位汇报后，我部确定选择在鄂东大桥桩基施工前打的试验桩上进行试验。3、锚固设计方案 试验锚索的两种方案如下：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s15mm无粘结钢绞线，下设置直径100mm的P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s15mm钢绞线，下设置直径100mm的P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。锚固形式应有图示图 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 22：2005）的关于锚索的设计的规定：1）根据锚索的设计规定及预应力筋的保护层厚度不小于20mm（永久锚杆），方案设置为带PE套7s15mm钢绞线及不带PE套的7s15mm钢绞线，钻孔直径选为120mm；2）单束钢绞线的拉力设计值7×1860MPa×140mm2×0.71276KN，比原设计值略大；指什么？原设计没有钢绞线3）灌浆料采用潮湿类环氧结构胶，结构胶抗压强度115MPa；4）预应力锚索应满足相应的防护构造要求。4 锚固方案验算1）锚固长度验算（1）（2）式中：K锚索锚固抗拔安全系数，选取最大值，采用2.2；Nt锚索或单元锚杆的轴向拉力设计值（KN），取1276KN；锚索锚固段长度（m）；fms注浆体与混凝土孔壁间的粘结强度标准值（KPa），选用环氧树脂型注浆体，根据水电工程预应力锚固设计规范附录A.2表围岩类型围岩抗压强度MPa黏结强度cMPa黏土岩、粉砂岩5.01.21.6煤、页岩、泥灰岩、砂岩14.01.63.0砂岩、石灰岩50.03.05.0花岗岩及各类似花岗岩的火成岩100.05.07.0因我部试验的桩基为C30混凝土，抗剪强度试验值(fcvo)3.55 MPa，标准值(fcvk)2.85 MPa，设计值2.10 MPa，加固地锚桥台为C40混凝土，抗剪强度试验值(fcvo)4.30 MPa，标准值(fcvk)3.50 MPa，设计值2.60 MPa。综合各方面因素，粘结强度标准值取值2.1MPa；fms锚固注浆体与筋体间的粘结强度标准值（KPa），取3.5MPa；d钢筋或钢绞线的直径（mm），取15.24mm计算；D锚索锚固段的钻孔直径（mm），取120mm计算；界面粘结强度降低系数，取0.725；锚固长度对粘结强度的影响系数，取为0.8；n钢筋或钢绞线根数。按锚固方案一考虑，根据规范计算锚固长度，各参数折中取值，取两公式计算值中较大者：按式（1），2.73m按式（2），2.54m取较大值2.73m，按规范，锚固长度应小于8m，设计按3m，满足受力和构造要求。施锚杆最小自由长度最小为12.0m，大于5m，满足构造要求。按锚固方案二考虑，同样满足受力和构造要求。经过验算，锚固长度满足受力和构造要求。2）锚杆截面面积验算锚杆截面面积应按式（3）确定。（3）式中：锚杆杆体的抗拉安全系数，取为1.8；锚杆的轴向拉力设计值（kN）；钢绞线的抗拉强度标准值（kPa）。按公式（3），最小钢绞线面积应达到1234.8mm2，也就相当于9根15.24的钢绞线面积。公式（3）是基于岩土工程规范的，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的体内预应力处理，采用7根15.24的钢绞线，张拉控制应力为70%的材料强度。 5、锚杆基本试验的依据、方法及步骤 5.1、锚索基本试验的依据、 岩土锚杆（索）技术规程(CECS22-2005)、 水电工程预应力锚固设计规范（DL/T5176-2003）、 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)、 建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99) 5.2、锚索基本试验的方法及步骤试验步骤交待不够清楚，应细化到：第一步做什么，第二步做什么，最好画一工艺流程图 参照有关的规范规程，锚索的试验方法与步骤如下：（1）根据设计基本试验的荷载为1276KN，最大荷载应满足不超过锚杆杆体极限承载力的0.8倍即1458.24KN。 据设计，基本试验锚索由7s15mm钢绞线组成。钢绞线强度标准值：fyk=1860N/mm2s=n×A×fyk×0.8=7×1860×140 ×0.8=1458.24KN (2)采用循环加荷方法进行试验拉力用什么测试？若用千斤顶测试，配套的油表应提前送检定单位标定。油表应选择高精度的，试验锚索参数及初始荷载、各级荷载及观测时间见下表： 表1 锚索试验参数锚杆编号锚索类型锚径（mm）扩孔底部直径/长度（mm）锚固长度(m)承载体间距(m)一组1#压力集中型120140/200013.51有几个承载体？一个承载体不存在间距问题2#压力集中型120140/200013.513#压力集中型120140/200013.51二组4#拉力集中型120140/200013.515#拉力集中型120140/200013.516#拉力集中型120140/200013.51表2 锚索试验各级荷载及观测时间初始荷载（KN）150第一循环（KN）150450150第二循环（KN）150450750450150第三循环（KN）1504507501050750450150第四循环（KN）150450750105012001050750450150第五循环（KN）150450750120013501200750450150第六循环（KN）150450750135014581350750450150观测时间（min）5555105555(3)在桩顶面上套入一块1000mm×1000mm×20mm的钢垫板(中间留圆孔400mm)和两块500mm×500mm×200mm的钢垫盒，上安放用槽钢制作的反力钢梁（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的基准梁，然后在基准梁上安置百分表测读的位移即锚索的位移，百分表探头设在用槽钢制作的反力钢梁上。具体如下图： (4)每级加荷阶段时要求均匀、缓慢、逐级施加拉拔力，加荷速率不宜大于1KN/S，在每级加荷等级观测时间内测读锚头位移不少于3次。 （5）每级荷载的稳定标准为连续2次百分表读数的累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之内小于2.0mm时，方可施加下一级荷载。 （6）锚索破坏标准，当出现下列情况之一时，认为锚索破坏可停止本根锚索的试验。 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的锚头位移的2倍； 锚索拔升量持续增长，且在1小时时间范围内未出现稳定迹象； 新增加的上拔力无法施加，或者施加后无法使上拔力保持稳定； 锚头总位移超过设计允许位移值； 锚索出现破坏，或者锚索被拔出。 6、试验结果整理 对钻孔孔斜度测量统计，确定钻孔精度； 试验结果按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理； 绘制锚索荷载位移（Q-S）曲线，以明显的转折点作为屈服拉力； 绘制锚索荷载弹性位移（Q-Se）、锚索荷载塑性位移（Q-Sp）曲线； 试验结束后，对锚索试验现场的破坏情况进行详尽的描述和拍摄照片。7、试验结果评定 锚索弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80，且不应大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值； 锚索极限承载力取破坏荷载的前一级荷载，在最大试验荷载下未达到规定的破坏荷载时，锚杆极限承载力取最大荷载； 参加统计的试验锚索，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为锚索极限承载力。极差超过平均值的30%时，宜增加试验量并分析离差过大的原因，且按95%的保证概率并结合工程情况计算锚索的极限承载力；8、试验前期准备过程在鄂东大桥试验桩上进行锚索安装施工，施工设备的选择应遵循轻便、实用的原则，按照设计要求与施工条件选择机械的型号、功率和数量。主要的施工设备有：空气压缩机、潜孔冲击钻机、注浆机和张拉设备。具体工艺：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）锚索制作锚索制作材料选用高强度、低松弛预应力钢绞线。钢绞线必须采用机械切割，不得采用焊接，不能有锈蚀、损坏现象。预应力锚索采用7根s15mm无粘结钢绞线及普通7根s15mm钢绞线，下设置直径100mm的P锚P锚称呼是否准确？应有详细的锚固图示。在锚固段应安置隔离架和紧箍环，周边均匀布置钢绞线，捆扎牢固，以便增强锚索刚度。每隔1.01.5m设置一个对中隔离架或紧箍环，P锚、隔离环和紧箍环的数量和间距按设计要求布设，捆扎牢固。锚索制作完成后，应进行外观检验，按钢绞线的长度、规格进行编号，共制作6组锚索。严格按照设计钻孔的深度和张拉需预留的长度下料，挤压锚固件应与钢板连接可靠。顶端锚头为7孔工作锚，千斤顶上设置工具锚及工作夹片。锚索制作完成后应尽早使用,避免长期存放。裸露部分应用浸渍油脂的纸张或塑料布进行防潮处理不得露天存放或受到机械损坏，避免焊渣溅落。锚索在安装及运输过程中，应细心操作，不得损伤锚索及