預(yù)應(yīng)力錨索在膨脹土地區(qū)的應(yīng)用對比試驗(yàn)研究

周長友　潘燕　邱洪亮

摘 要：本文以成都某項(xiàng)目基坑工程為例，通過4種不同類型錨固材料的預(yù)應(yīng)力錨索在膨脹土地區(qū)的抗拔試驗(yàn)結(jié)果對比，來探討不同類型錨固材料的預(yù)應(yīng)力錨索在膨脹土地區(qū)基坑支護(hù)中的效果，從而確定適用于膨脹土地區(qū)的預(yù)應(yīng)力錨索類型。

關(guān)鍵詞：膨脹土；預(yù)應(yīng)力錨索；抗拔試驗(yàn)

中圖分類號：U412 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

成都膨脹土，廣泛分布在成都市東北、東、東南郊及岷江、沱江二、三級階地上，成都地區(qū)膨脹土具有中等偏低的膨脹性能，其裂隙發(fā)育，土的收縮率較膨脹率大，成都地區(qū)膨脹土基本以收縮為主。隨著城市建設(shè)速度的加快，膨脹土地區(qū)出現(xiàn)眾多基坑工程。由于膨脹土具有吸水膨脹、失水收縮、反復(fù)漲縮等工程特性，容易引起基坑垮塌、邊坡失穩(wěn)等不良后果。膨脹土的以上特性，是影響的錨固體與孔壁地層間的黏結(jié)摩阻力的主要因素。

在成都地區(qū)錨索+排樁支護(hù)形式是相對比較成熟的支護(hù)技術(shù)方案。本文主要探討在成都東部地區(qū)某工程項(xiàng)目中采用水泥砂漿注漿錨索、添加膨脹劑到純水泥漿中注漿錨索、添加膨脹劑到水泥砂漿中注漿錨索及高壓旋噴注漿錨索4種不同方案的預(yù)應(yīng)力錨索，通過對試驗(yàn)結(jié)果的對比分析，探討不同類型錨固材料及不同注漿方式預(yù)應(yīng)力錨索在膨脹土地區(qū)的抗拔效果。

1 對比試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力錨索相關(guān)參數(shù)

本次用于對比試驗(yàn)的預(yù)應(yīng)力錨索錨固長度為10.0m，自由端長度5.0m，材料采用6s15.2鋼絞線。現(xiàn)將4種預(yù)應(yīng)力錨索具體注漿方式分訴見表1。

2 場地工程地質(zhì)條件

試驗(yàn)場地地貌單元屬岷江水系Ⅲ級階地，為膨脹土地區(qū)，地層構(gòu)成從上到下依次為：人工填土層、黏土層、粉質(zhì)黏土層（該層為錨索打入層，自由膨脹率δef（%）范圍值為41%～58%，平均值為47.5%）、黏土層、全風(fēng)化泥巖層和強(qiáng)風(fēng)化泥巖層。

根據(jù)所選場地地層剖面圖，擬打入預(yù)應(yīng)力錨索的位置為自然標(biāo)高±0.000以下約6m～8m，此處地層主要為黏土和粉質(zhì)黏土，具有一定的代表性，滿足其試驗(yàn)要求。

3 試驗(yàn)方法

單根錨索軸向拉力設(shè)計(jì)值為660kN，根據(jù)《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》CECS 22：2005要求，最大試驗(yàn)荷載為單根錨索軸向拉力設(shè)計(jì)值的1.2倍。

錨索抗拔試驗(yàn)施加荷載與測讀錨頭位移應(yīng)遵循以下規(guī)定：

（1）初始荷載宜取單根錨索軸向拉力設(shè)計(jì)值的0.1倍；

（2）錨索抗拔試驗(yàn)加荷等級與各等級荷載觀測時間按表2確定。

（3）最大試驗(yàn)荷載觀測10min后，卸荷至0.1Nt量測位移。

錨索抗拔試驗(yàn)的破壞標(biāo)準(zhǔn)：（1）后一級試驗(yàn)荷載產(chǎn)生的錨頭位移量達(dá)到或超過前一級試驗(yàn)荷載產(chǎn)生的位移增量的兩倍；（2）錨頭位移量持續(xù)增長；（3）錨桿桿體破壞。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）根據(jù)錨索抗拔試驗(yàn)現(xiàn)場記錄及《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》CECS 22：2005，現(xiàn)將本次所檢測12根錨索結(jié)果分訴見表3。

結(jié)語

綜上可知，在4種不同材料類型預(yù)應(yīng)力錨索中，采用高壓旋噴施工的預(yù)應(yīng)力錨索在膨脹土地區(qū)效果比其他3種材料類型預(yù)應(yīng)力錨索抗拔承載力高，分析其原因?yàn)楦邏盒D(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，從而形成連續(xù)搭接的水泥加固體，使錨固體與孔壁之間的黏結(jié)摩阻力要比其他3種類型錨固材料增大，從而使抗拔力增大。

采用外加水泥膨脹劑的預(yù)應(yīng)力錨索，因水泥膨脹劑加在水泥中后，當(dāng)水泥在凝結(jié)硬化時，水泥體積膨脹，從而起到補(bǔ)償收縮、張拉鋼筋產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力以及充分填充水泥間隙的作用，水泥膨脹劑是用于提高混凝土工程質(zhì)量，增加混凝土的強(qiáng)度，注漿體中添加水泥膨脹劑的做法，未解決膨脹土強(qiáng)度變化的主因，但由于混凝土體積膨脹，使錨索錨固體與孔壁之間的摩擦力有所增大，其抗拔力比純水泥漿大。

綜上所述，在膨脹土地區(qū)常規(guī)的錨索錨固材料及工藝不能滿足基坑支護(hù)要求。錨索抗拔力的大小與錨索錨固段與孔壁間的摩擦力相關(guān)，在膨脹土地區(qū)采用錨索支護(hù)時，應(yīng)采用能增加錨索錨固段與孔壁之間摩擦力的施工工藝與材料。

參考文獻(xiàn)

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