浅谈预应力锚索施工参数的确定

周建

（中衡设计集团工程咨询有限公司 江苏苏州 215000）

浅谈预应力锚索施工参数的确定

周建

（中衡设计集团工程咨询有限公司 江苏苏州 215000）

结合某工程基坑围护中预应力锚索的试验，在保证基坑安全稳定的前提下确定相关施工参数，以此来指导现场施工。

基坑围护；预应力锚索；施工参数

1 概述

本项目为某医院建筑，地下两层，开挖深度最深处为12.6m，因没有设置内支撑，故预应力锚索在本项目基坑围护工程起到至关重要的作用。

基坑支护形式为：钻孔灌注桩+预应力锚索，三轴搅拌桩止水帷幕；基坑上部采用二级放坡，坡面采用土钉墙支护。钻孔灌注桩上设置冠梁，预应力锚索设置等详见图1。

图1

2 试验目的

本次试验根据《某工程基坑围护设计图纸》的要求，在正式施工之前对本围护体系中采用的预应力锚索做一组基本（极限抗拔力）试验，以确定本场地地层对锚索所能提供的极限抗拔力；并与设计计算得到的极限抗拔力进行比较；同时揭示锚索在基坑开挖过程中可能影响其承载力的因素，以便在正式施工前调整锚索设计及施工参数。

3 锚索试验的设计技术参数及土层参数（如表1～2）

锚索试验的主要目的是确定设计方案中锚固体的极限承载力，锚固体极限承载力设计计算公式如下：

可见锚固体承载力与自由段钢绞线长度和入射角度无关，但与锚固段在各土层中的长度以及扩头段所处深度有关。由于设计方案中锚索的作用深度均较大，若按照此深度进行试验，开挖深度深，费时费力。基于上述分析，可将实际进行锚索基本试验的锚索参数进行调整，只要锚固段在各土层中的长度以及扩头段所处深度与原设计方案一致，即可满足试验要求，具体各试验锚索的参数设置见表1。

4 锚索基本试验的方法和步骤

4.1 一般规定

（1）试验用计量仪表（压力表、测力计、位移计）应满足测试要求的精度；

（2）试验用加荷装置（千斤顶、油泵）的额定压力必须大于试验压力；

（3）锚索抗拔试验应在浆体满28d龄期或浆体强度达到设计强度80%后进行。

4.2 试验加荷等级和观测时间

（1）对于第1根试验锚索，锚筋采用3根d15.2钢绞线，强度为1860级，杆体强度为：3×140mm2×1860MPa=781.2kN，则按照分级循环加荷方法进行试验，初始荷载、各级荷载及观测时间如表3。

（2）对于第2根试验锚索，锚筋采用3根d15.2钢绞线，强度为1860级，杆体强度为：3×140mm2×1860MPa=781.2kN，则按照分级循环加荷方法进行试验，初始荷载、各级荷载及观测时间如表3。

（3）对于第3根试验锚索，锚筋采用4根d15.2钢绞线，强度为1860级，杆体强度为：4×140mm2×1860MPa=1041.6kN，则按照分级循环加荷方法进行试验，初始荷载、各级荷载及观测时间如表4。

（4）第4、5两根试验锚索杆体强度及加载与第1根相同。

试验最大加载量根据《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22：2005相关规定，取锚索杆体极限承载力的0.8倍，故3根钢绞线和4根钢绞线的Qmaxl分别为625.0kN和833.0kN。同时根据建设单位的要求，在第六循环稳定的条件下，再增加一个循环，即最大加载量取锚索杆体极限承载力的0.9倍。

说明1：若在上述加载条件下，第一根试验锚索未达上述破坏标准，为掌握其极限承载力，须继续加载直至破坏。

4.3 在每级加荷等级观测时间内，测读位移不应少于3次。

表1 设计技术参数

表2 土层参数

表3

表4

4.4 在每级加荷等级观测时间内，锚头位移增量小于0.1mm时，可施加下一级荷载，否则应延长观测时间，直至锚头位移增量在2h内小于2mm时，方可施加下一级荷载。

4.5 出现下列情况之一时，可判定锚索破坏

（1）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位移增量的2倍。

（2）锚头位移持续增长（即位移增量不稳定）。

（3）锚索杆体破坏。

4.6 现场试验

本次试验将锚头用3头和4头夹具固定在特定加工的小箱梁上（箱梁采用20mm厚钢板加工而成，尺寸为600mm×250mm×220mm），锚头穿过小箱梁，两边对称安装两台1000kN的千斤顶，试验时通过千斤顶对锚索进行逐级加载，千斤顶的反力传递到工字钢上，为确保试验时土表层不被破坏，再增加一排工字钢。荷载的大小由压力传感器通过RS-JYB桩基静载分析系统控制。

说明2：为检验锚索锚固体成桩质量即桩体直径，本次试验选取第2根试验锚索进行开挖验证，待基本试验结束后挖开部分锚固段上部土体，暴露出旋喷桩体进行检验。经实测，锚固体直径达415mm，符合设计要求。

4.7 试验结果整理

绘制Q（荷载）-S（位移）曲线，锚索极限承载力应取破坏荷载的前一级荷载；在最大试验荷载下未达到上述破坏标准时，锚索的极限承载力应取最大试验荷载。

表5

通过某有资质的检测机构对上述五根锚索进行的抗拉试验，得出如表5结果。

其中，S4锚索在第七循环加载时，当荷载加至625kN时达到稳定标准，位移增量为15.26mm，当加载至703kN时90min内仍未稳定，且此级位移增量已达到33.88mm，大于前一级的2倍，符合破坏条件。经过研究比较，并组织专家进行论证，本着安全可靠且经济的原则，最终确定了锚索的施工参数：锚固段注浆压力20kPa，长度根据设计要求；扩大头注浆压力25kPa，长度2m；水灰比1.0。

[1]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）.

[2]《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）.

[3]《高压喷射扩大头锚杆（索）技术规程》（苏JG/T033-2009）.

U417.1

A

1004-7344（2016）07-0304-02

2016-2-20

周建，国家注册监理工程师，注册一级建造师，国家投资建设项目管理师，项目总监。