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        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

        2018-10-22 11:40:46周長友潘燕邱洪亮
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2018年14期

        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?,F(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(shí)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(shí),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(shí),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)

        [1]衛(wèi)志強(qiáng),楊敏.基于膨脹力作用在膨脹土基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].四川建筑科學(xué)研究,2014,40(6):127-129.

        [2]周北.預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用研究[D].湖南:湖南大學(xué),2006.

        [3]劉玉堂,翟金明.常用預(yù)應(yīng)力錨索的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)[J].預(yù)應(yīng)力技術(shù),2005(5):32-37.

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