自重湿陷性黄土基坑支护工程锚索抗拔现场试验研究

2019-11-22邱勇强柳思航

陕西水利 2019年10期

王佩，邱勇强，薛超，柳思航

（西安科技大学，陕西西安 710054）

0 引言

随着近年来的经济高速发展,城市化率进一步提高,人口密度进一步增大。深基坑支护工程是地下工程的重点,桩锚支护作为一种因城市建设用地有限常用深基坑支护工程手段被广泛应用。桩锚支护体系中的一种安全、高效的岩土工程加固手段，广泛应用于边坡加固、隧道、基坑工程及地下工程中[1]。锚索将基坑边坡对桩的部分推力传到岩土体深层,增加支护结构稳定性。检验锚索满足设计抗拔承载力，为更好优化设计、降低工程成本,寻求研究黄土层中的锚固力特征值,为设计提供理论支撑[2]。

实际上,预应力锚索技术是一个复杂的力学系统,目前的研究成果是通过力学模型或者数值模型探讨其机制,由于工程现场的复杂性和独特性,理论模型与实际存在较大差异[3～5]。实际工程是通过对锚索的抗拔试验进行检验,锚索是否能达到设计要求,因此存在潜在的工程隐患或不必要的工程资源浪费现象。通过对海荣地产长安ONE项目基坑支护工程锚索抗拔现场试验研究,对位于黄土地层的预应力锚索现场抗拔试验进行研究,对于锚索设计锚固长度下的极限承载力和预应力设计参数进行测试和验证,确定锚索设计是否满足要求,为类似工程的设计提供参考,从而做到更好地优化设计。

1 工程地质概况

1.1 工程概况

海荣地产长安ONE项目场地位于西安市未央区,南邻凤城十路东邻未央路，基坑开挖深度10.57 m～11.07 m，由于场地限制，不利于放坡，该基坑采用微型桩+锚索支护方案。该支护为临时性支护，设计使用时间为12个月，支护结构安全等级为一级。

1.2 地质概况

场地地貌单元属于渭河一级阶地，根据勘察报告中钻探鉴别，地层在75 m深度范围内的主要有素填土Q4ml、黄土状粉质黏土 Q4al+pl、中砂 Q4al+pl、中砂 Q4al+pl、粉质黏土 Q3al+pl、中砂 Q3al+pl、粉质黏土Q3al+pl、中砂Q2al+pl、中砂Q2al+pl等地层构成。根据勘察报告该场地属于关中地区典型的自重湿陷性黄土场地，场地范围内地层分布稳定,无不良地质作用，稳定水位埋深10.2 m～16.90 m，相应标高为362.50 m～363.50 m，属于潜水类型。

1.3 基坑支护设计

该项目位于市区，基坑开挖深度10.57 m～11.07 m，土方开挖量大，D-A-B-C段采用桩锚支护方案，桩径300 mm，桩间距1600 mm，桩长度22600 mm。

锚索设计采用3Φs15.2钢绞线,截面面积为417mm2，长23 m，自由端长度5 m，固定端长度18 m，角度为15°，设计轴向抗拔力标准值为300 kN。锚索施工采用机械成孔，并用不小于0.6 MPa压力灌注M20水泥砂浆。锚索孔径150 mm。

2 预应力锚索抗拔试验现场试验

2.1 试验设计目的

为了对该项目基坑边坡预应力锚索设计锚固长度下的极限抗拔承载力等设计参数进行试验，特在工程现场选址进行预应力锚索抗拔试验，以确定锚索抗拔是否满足设计要求。

2.2 锚索抗拔试验设计

本次试验为相同型号尺寸的锚索（3Φs15.2,长度23 m）（安装图见图1）作为抗拔试验组共计12根。试验采用逐级加载法。根据设计要求和支护结构安全等级确定在建场地抽检的锚索最大试验荷载值为锚索轴向拉力标准值的1.4倍。具体试验的加载、卸荷、读数均按照《建筑基坑支护技术规程》（JG J120-2012）附录A之A4验收试验相关要求执行。锚索抗拔承载力检测采用单循环加载法,其加载分级和锚头位移观测时间按表1确定。

图1 锚索抗拔试验现场安装图

表1 加载分级和锚头位移观测时间表

2.3 试验结果及分析

根据试验加载方案的试验要求，统计共计12根试验锚索锚头位移读数的平均值，见表2、表3，并统计12根锚索在各级加荷条件下最大位移、最小位移和平均位移，见表4。根据表2、表3，经过统计计算后，抽检的12根锚索，均在抗拔承载力检测值下，锚头位移稳定，且在抗拔承载力检测值下测得的弹性位移量大于锚索自由端长度理论弹性伸长量的80%，满足《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）附录A中过于锚索验收实验要求，判定为合格。