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标记损坏荷载分散型锚索抗拔力检测分析

2022-07-04郑海泽

科学与财富 2022年10期

摘  要:本论文以某项目荷载分散型锚索检测为例,通过理论计算和现场检测对标记未损坏和损坏的锚索抗拔力检测进行分析与对比。重点研究标记损坏的锚索抗拔力检测方法,为后期标记损坏的锚索抗拔力检测提供依据,为同类型工程检测参考。

关键词:荷载分散性锚索;标记损坏;抗拔力

重庆地貌以丘陵、山地为主,随着工程建设的加大,高切边坡也就随之增多,荷载分散型锚索因受力均匀,最大限度调用地层强度等优点,广泛应用在高边坡支护中。因工期的缩短,现场施工不注意等原因,造成部分锚索的钢绞线在施工完毕后标记损坏,无法区分单元数。导致锚索抗拔力无法检测,为保证锚索施工质量,本文结合相关规范及荷载分散型锚索的受力特点进行分析,为标记损坏的荷载分散型锚索抗拔力检测提供支撑。为阐述方便,对本文中的检测方法暂定名为“综合法”。

1 工程地质条件[2]

该场地内分布地层为第四系全新统人工填土层、第四系残坡积粉质粘土和侏罗系中统沙溪庙组沉积岩层,现由新到老分述如下:(1)人工填土:主要分为素填土层和杂填土层。素填土主要为原厂区及家属区修建时回填土;杂填土主要为拆迁区大量分布散落在地表的砖块、素混凝土块、钢筋混凝土梁板破碎后块体等建材碎块体。(2)粉质粘土:褐色、黄褐色,地表干强度中等,韧性中等,厚度为0.55~9.60m。(3)崩坡积块石土:褐色、黄褐色,稍密。(4)泥岩:紫红色,紫褐色为主,局部呈灰绿色,强风化泥岩厚2.0~5.0m,风化裂隙很发育岩体较破碎,呈碎块状。中等风化泥岩岩体较完整,岩质软,为场地主要岩层。(5)页岩:灰黑色、深灰色为主,强风化页岩厚2.0~5.0m,风化裂隙很发育,岩体较破碎,呈碎块状。中等风化页岩体较完整,岩质软,为场地次要岩层。(6)砂岩:黄灰色、灰白色,为薄层状夹于场地泥岩中。

2检测方法(综合法)

2.1张拉方法(加荷载方法)

荷载分散型锚索,各单元钢绞线长度不等,一般张拉方法按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086-2015 中附录C执行。因本工程部分锚索钢绞线标记损坏,无法区分单元数,不具备执行附录C中补偿张拉的条件;且经过计算发现,组合张拉荷载P组均略小于锁定荷载。为减小后期等位移张拉导致的不同单元受力不均,我们将起始荷载由组合张拉荷载P组调大至锁定荷载。具体操作如下:

先将大顶安装在锚索上,然后用小顶将钢绞线单根逐个锁定在大顶上,因受力状态下锚索基座变形和锚索锚固段应力传递等原因影响,第一遍锁定无法达到预算荷载值,然后再按顺序第二遍锁定,直至达到锁定荷载。然后用大顶按常规锚索张拉方式进行验收试验。

该方法与附录C中的补偿张拉法存在差异,附录C补偿张拉法中起始荷载(P组)时,各单元荷载并不相等,到达最大荷载时,各单元荷载相等;而本方法起始荷载(即锁定荷载)时,各单元荷载相等,后面试验加载实际是等位移张拉,必然造成达到最大荷载时,各单元荷载不等。

经过计算,采用本方法加载到最大荷载时(验收荷载),产生的单元最大拉力和单根钢绞线最大拉力均未超过设计值;且锁定后整体张拉的受力模式和錨索后期实际使用的受力模式相同。

2.2稳定标准

验收试验中,加载到每级荷载时应恒载5min,在加载到检验荷载时应恒载10min。恒载期间,试验荷载下降量不应大于该级试验荷载的5%。每级荷载作用下均应记录锚杆位移。在检验荷载作用下,10min恒载时间内锚杆的位移变化量应小于1.00mm;当不能满足位移变化限定值时,应恒载至60min,锚杆位移变化量应小于2.00mm。

2.3卸载标准

加载至验收荷载并达到稳定后,卸荷至起始荷载,并测量锚索位移。

2.4合格判定标准

当符合下列要求时,应判定验收合格:

1、加载到检验荷载后,恒载期间锚杆变形稳定;

2、压力型或压力分散型锚杆弹性变形在检验荷载作用下,所测得的弹性位移量应大于该荷载下锚杆杆体总长度理论弹性伸长值的90%,且小于锚杆杆体总长度理论弹性伸长值的110%。

3 规范法检测数据分析

本文选取压力分散性锚索为例进行分析,该锚索由9钢绞线组成,分3个受力单元,总试验荷载值1134kN,锁定荷载值567kN,钢绞线弹性模量Es为1.95×105N/mm2,1号受力单位钢绞线长14m,2号受力单位钢绞线长11m,3号受力单位钢绞线长8m。

3.1规范法数据计算[3]

1、每个单元锚杆所受的拉力Ni,应按下式计算:

式中:Nd—锚杆拉力设计值;

n—单元锚杆数量(个)。

2、每个单元锚杆的弹性位移量(mm),应按下式计算:

式中:Li—每个单元锚杆的长度(mm);

Es—钢绞线的弹性模量(N/mm2)。

3、各单元锚杆的起始荷载Pi,应按下列公式计算:

根据上述提供的数据对该锚索进行计算结果见下表3.1。

3.2综合法检测数据计算

因锚索钢绞线标记损坏,无法区分单元数,不具备执行规范补偿张拉的条件。经过计算发现,组合张拉荷载P组均略小于锁定荷载,本次检测按照锚索受力实际情况,采用把锁定荷载平均分配至每根钢绞线后,再进行整体张拉的方法,根据上述提供的数据对该锚索进行计算结果见下表3.2。

3.3 规范法与综合法检测数据对比分析

根据上述规范法计算结果与综合法计算结果进行对比分析,具体结果见下表3.3。

根据上述数据分析,综合法与规范法在单根钢绞线荷载最大比值为1.16;综合法与规范法在单根钢绞线位移最大比值为1.15,且两种方法钢绞线承受的最大荷载与钢绞线最大拉力比值为0.56,根据数据分析,综合法检测钢绞线存在受力不均匀的情况,但受力最大的钢绞线仅为钢绞线最大拉力的56%,安全系数较高,满足安全要求。

4 结论

1. 本文以某项目荷载分散型锚索检测为例,通过理论计算和现场检测进行分析与对比,采用把锁定荷载平均分配至每根钢绞线后,再进行整体张拉的方法,可以满足设计要求。

2. 本文采用的检测方法存在钢绞线受力不均匀的情况,应根据实际情况优化锚索试验起始荷载,减小后期等位移张拉引起的不均匀性。

参考文献

[1] 重庆市城乡建设委员会.(GB50330-2013)建筑边坡工程技术规范. 中国建筑工业出版社,2014.

[2] 中华人民共和国建设部.(GB50021-2001) 岩土工程勘察规范 (2009年版) 北京:中国建筑工业出版社,2009.

[3] 中国冶金建设协会.(GB50086-2015)岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范.中国计划出版社,2016.

作者简介:郑海泽,1982年2月生,男,山东人,研究生,高级工程师,长期从事岩土工程勘察、设计工程质量检测及鉴定等工作。222B644E-F5A8-4C2B-8982-D2B6D361F2CA