高边坡锚索试验孔基本试验报告记录.docx
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高边坡锚索试验孔基本试验报告记录
高边坡锚索试验孔基本试验报告记录
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沈海复线高速公路A5合同段K35+470~K35+810左边坡
锚索试验孔基本试验报告
●前言
该边坡最高约39.0米,为类土质边坡:
上部为坡积粉质粘土,厚度约2.2~3.3米;其下为全风化花岗岩,厚度约5.4~10.3米;其下为砂土状强风化花岗岩,厚度约0~4.9米;其下为碎块状强风化花岗岩,厚度约0~2.1米;其下为中风化花岗岩,厚度约0~2.7米;下伏微风化花岗岩。
该边坡坡体地质条件比较差,坡顶局部高陡,植被茂密。
因边坡风化层较厚,坡体风化较剧烈,坡体稳定性较差,因而对该边坡进行加固处理。
本段路基左侧为4级坡面的高边坡,第三坡面加固设计为预应力锚索框架+客土喷坡植草灌,共24根,锚固长度为8米,每孔锚索设计拉力为700KN,为三单元共六束压力分散型锚索;第二级坡面加固设计为预应力锚杆框架+TBS镀锌网植草灌交错。
按照设计文件及其规范,本段边坡设置2孔预应力锚杆及1孔预应力锚索作为基本试验,在三级坡面上分别设置锚杆S1(L=12mML=6m),S2(L=14mML=6m),锚索S3(L=18mML=8m)。
本试验孔为S1、S2、S3。
●试验目的
基本试验的目的在于验证设计采用的工作锚杆及锚索的性能各组成部分的综合性能、锚固地层设计参数及合理性、同时考虑有关锚索体在搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。
(1)确定该边坡地层中锚杆及锚索的极限承载力和安全系数;
(2)揭示在该地层条件下影响锚杆及锚索锚固力的各种影响因素及其影响程度;
(3)检验锚杆及锚索工程的施工工艺;
(4)校核设计参数,为高边坡锚固工程的动态设计提供有关参数,确保锚固工程的安全、经济、合理。
●试验依据
(1)《锚杆喷射砼支护技术规程》(GB50086-2001)
(2)《土层锚杆设计与施工规范》(CECS22:
90)
(3)《建筑边坡工程技术规范》(GE50330-2002)
(4)福建省《不良地质路段边坡防护加固工程施工实施细则》(试行)
(5)福建省《高速公路边坡锚固工程施工技术暂行规定》
(6)高边坡动态设计文件及相关通知
●锚孔概括
试验锚孔的放样及定位
按照设计文件及其规范:
K168+190~+290段三个试验孔具体位置如下:
S1桩号K168+227.5左三级;S2桩号K168+245左三级;S3桩号K168+260左三级;并且根据设计的文件,对试验孔进行定位:
S1、S2、S3的孔轴线倾角是200,孔轴线方位为00
●试验锚孔的钻造
K168+190~+290段:
根据已定好的锚孔孔位进行钻造,锚孔钻造的深度S1=20.50m,孔轴线倾角是20º,孔轴线方位偏差为0º,孔径为15cm;S2=20.50m,孔轴线倾角20º,孔轴线方位偏差为0º,S3=20.50m,孔轴线倾角20º。
孔轴表01---补偿张拉值计算表
序号
锚孔深度
锚固段长度
第一次补偿值
第二次补偿值
初始荷载
备注
S1
20m
3m
20.83KN
63.592KN
219.83KN
S2
20m
6m
41.66KN
129.62KN
285.86KN
S3
20m
9m
62.50KN
198.52KN
2354.76KN
表02----循环加荷等级与位移观测间隔时间表
第一循环
初始荷载
30%
20%
第二循环
20%
30%
40%
30%
20%
第三循环
20%
30%
40%
50%
40%
30%
20%
第四循环
20%
30%
50%
60%
50%
30%
20%
第五循环
20%
30%
50%
70%
50%
30%
20%
第六循环
20%
30%
60%
80%
60%
30%
20%
观测时间
5分钟
5分钟
5分钟
10分钟
5分钟
5分钟
5分钟
S1(L=20m,ML=3m)
1、预张拉:
首先把三个不同单元的锚索同时张拉至
10%A×FPTK=156.24KN使锚索拉直,然后松开。
2、差异荷载补偿张拉:
锚索体强度标准值:
A×FPTK=6×140×1860=1562.40KN
试验最大荷载:
0.8×A×FPTK=0.8×6×140×1860=1249.92KN
P=0.8×A×FPTK/6=0.8×6×140×1860/6=208.32KN
δ=P/A=208320/140=1488△L1=δ/E*L1=1488/E*20000
△L2=δ/E*L2=1488/E*19000
△L3=δ/E*L3=1488/E*18000
第一单元差异荷载计算
△P1=2EA(△L1-△L2)/L1=E*140*(1488*20000/E-1488*19000/E)/20000*2=20.83KN
第二单元差异荷载计算
△P2=2EA(△L2-△L3)/L2+2EA(△L2-△L3)/L1=42.76KN
3、张拉顺序:
(每个循环张拉至最高一级时,稳压10分钟,其他各级稳压5分)
①先张拉第一单元至△P1=20.83KN
②再加上第二单元张拉至△P1+△P2=63.592KN
③然后再加上第三单元张拉至初始荷载=0.1AFPTK+△P1+△P2=219.83KN
④接着张拉第一个循环至30%AFPTK=468.72KN稳压10分钟,接着卸载至20%AFPTK=312.48KN
⑤由于S1孔在进行第一循环试验荷载张拉至30%AFPTK(468.728KN)压力表读数在22.11Mpa(y=-28.76+47.24X)时出现油缸不收敛,证明锚索已破坏,然后开始卸载至0,测出其位移量为83.1mm。
张拉结束。
S2(L=20m,ML=6m)
1、预张拉:
首先把三个不同单元的锚索同时张拉至
10%A×FPTK=156.24KN使锚索拉直,然后松开。
2、差异荷载补偿张拉:
锚索体强度标准值:
A×FPTK=6×140×1860×=1562.40KN
试验最大荷载:
0.8×A×FPTK=0.8×6×140×1860=1249.92KN
P=0.8×A×FPTK/6=0.8×6×140×1860/6=208.32KN
δ=P/A=208320/140=1488△L1=δ/E*L1=1488/E*20000
△L2=δ/E*L2=1488/E*18000
△L3=δ/E*L3=1488/E*16000
第一单元差异荷载计算
△P1=2EA(△L1-△L2)/L1=E*140*(1488*20000/E-1488*18000/E)/20000*2=41.66KN
第二单元差异荷载计算△P2=2EA(△L2-△L3)/L2+2EA(△L2-△L3)/L1=87.96KN
3.张拉顺序:
(每个循环张拉至最高一级时,稳压10分钟,其他各级稳压5分)
①先张拉第一单元至△P1=41.66KN
②再加上第二单元张拉至△P1+△P2=129.62KN
③然后再加上第三单元张拉至初始荷载=0.1AFPTK+△P1+△P2=285.86KN
④接着张拉第一个循环至30%AFPTK=468.72KN稳压10分钟,接着卸载至20%AFPTK=312.48KN
⑤再按第二循环依次张拉至30%AFPTK、40%AFPTK、而后降至30%AFPTK、20%FPTK
⑥由于S2孔在进行第二循环试验荷载张拉至40%AFPTK(624.96KN)压力表读数在29.49Mpa(y=-28.76+47.24X)时出现油缸不收敛,证明锚索已破坏,然后开始卸载至0,测出其位移量为127mm。
张拉结束。
S3(L=20m,ML=9m)
张拉顺序:
(每个循环张拉至最高一级时,稳压10分钟,其他各级稳压5分)
①先张拉第一单元至△P1=62.50KN
②再加上第二单元张拉至△P1+△P2=198.52KN
③然后再加上第三单元张拉至初始荷载=0.1AFPTK+△P1+△P2=354.76KN
④接着张拉第一个循环至30%AFPTK=468.72KN(10.57Mpa)稳压10分钟,接着卸载至20%AFPTK=312.48KN
⑤再按第二循环依次张拉至30%AFPTK、40%AFPTK、而后降至30%AFPTK、20%FPTK
⑥再按第三循环依次张拉至30%AFPTK、40%AFPTK、50%AFPTK、而后降至40%AFPTK、30%AFPTK、20%FPTK
⑦由于S3孔在进行第三循环试验荷载张拉至50%AFPTK(781.2KN)压力表读数在36.88Mpa(y=-28.76+47.24X)时出现油缸不收敛,证明锚索已破坏,然后开始卸载至0,测出其位移量为190mm。
张拉结束。
●锚索张拉试验结果:
S1孔张拉至第四循环的50%AFPTK(50%AFPTK(781.2KN)时,锚头位移急剧增加,且位移不收敛,而油表读数不增加,稳定在(753.25),在进行卸载至20%发现锚索出现破坏,因此卸载至0。
本试验锚索破坏形式为位移不收敛。
S2孔张拉至第六循环80%AFPTK(80%AFPTK(1249.92KN),锚头位移急剧增加,且位移不收敛,而油表读数不增加,稳定在(1228.62),在进行卸载至20%发现锚索出现破坏,因此卸载至0。
本试验锚索破坏形式为位移不收敛。
S3孔张拉至第六循环80%FPTK(80%AFPTK(1249.92KN)时,锚头位移急剧增加,且位移不收敛,而油表读数不增加,稳定在(1242.35),在进行卸载至20%发现锚索出现破坏,因此卸载至0。
本试验锚索破坏形式为位移不收敛。
根据以上的分析,结合以上的记录,本锚索破坏荷载大于设计荷载,S1、S2、S3三孔的安全系数分别为4.24、3.39和3.39,锚索试验结果说明所设计锚索符合设计要求,本次试验的目的是验证孔壁粘结强度是否达到设计要求,三个实验孔所提出的地层锚固粘结度,能够达到设计要求,可以按原设计进行施工。
(详见表03)
表03---基本试验结果统计表
编号
桩号
孔深
M
锚固段长度M
锚孔孔径MM
破坏情况
破坏荷载
KN
极限荷载
设计荷载
KN/NT
粘结强度
r
安全系数
Ko
S1
K168+227.5
20
3
150
位移不收敛
781
753
700
524.96
4.24
S2
K168+245
20
6
150
位移不收敛
1250
1229
700
419.96
3.39
S3
K168+260
20
9
150
位移不收敛
1250
1242
700
419.96
3.39
以上各值中计算公式及符号表示:
1、锚索粘结强度值r=Ru/∏DLo试
Ru=P×95%
r—锚固体与岩土体之间的粘结强度
D—锚索孔直径
Lo试—试验孔锚固段长度
Ru—锚索极限荷载(破坏荷载的95%)
P—锚索破坏荷载
2、工程孔安全系数Ko=∏DrLo/Nt
Nt—锚索设计荷载
Lo—工程孔锚固段长度
泉三高速公路MA7合同段K168+190~+290段左边坡
预应力锚索基本试验
张
拉
报
告
中铁十七局集团公司
二00七年三月二十二日
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