張小平,許丁亮,甄東華,王民豪,魏軍政
(1.山西冶金巖土工程勘察有限公司,山西 太原 030000;2.中國冶金地質總局三局,山西 太原 030000)
在基坑及邊坡的施工過程中,對于錨桿張拉及鎖定值的大小,由于圖紙的不明確,以及巖土計算中的概念較多,很多技術人員比較困惑,為此,我們對于這個問題進行展開討論說明。
首先,我們要明確張拉階段,是進行正常的施工張拉,還是要進行試驗檢測張拉。
(1)對于正常的施工張拉階段。對于基坑工程:《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-2012 中規(guī)定,錨桿的“鎖定時的錨桿拉力可取鎖定值的1.1~1.15倍,錨桿鎖定值宜取錨桿軸向拉力標準值的0.75~0.9倍”。
對于邊坡工程:《建筑邊坡工程技術規(guī)范》GB50330-2013 中規(guī)定,“宜進行設計預應力值1.05~1.10倍的超張位,預應力保留值應滿足設計要求,對地層及被錨固結構位移控制要求比較高的工程,預應力錨桿的鎖定值宜為錨桿軸向拉力特征值;對允許地層及被錨固結構產生一定變形的工程,預應力錨桿的鎖定值宜為錨桿設計預應力值的0.75~0.9倍”。
(2)對于試驗檢測張拉階段。錨桿的抗拔承載力檢測值,如表1所示。
表1 錨桿的抗拔承載力檢測值
(1)標準值與設計值:在巖土計算中,標準值一般小于設計值,涉及到材料的都取設計值。在結構計算中,標準值一般大于設計值。巖土與結構計算中兩個值是有區(qū)別的,下面以巖土計算中不同規(guī)范中對兩值取值規(guī)定舉例,如表2所示。
表2 巖土計算中不同規(guī)范中對兩值取值規(guī)定表
以錨桿桿體受拉承載力驗算為例:
式中:N——錨桿軸向拉力設計值,kN;
γF——基本組合的綜合分項系數(shù),取不應小于1.25;
γo——結構重要性系數(shù),安全等級一、二、三級分別取不應小于1.1、1.0、0.9。
(2)極限抗拔承載力(標準值)Rk與錨桿軸向拉力(標準值)Nk:
Rk=Nk×Kt
式中:Kt——錨桿抗拔安全系數(shù)。
對于基坑工程:安全等級為一級、二級、三級的支護結構,Kt分別不小于1.8、1.6、1.4。
對于邊坡工程,如表3所示。
表3 邊坡工程安全系數(shù)表
(3)張拉值與鎖定值。張拉值:是錨索張拉過程中千斤頂要進行張拉的最大值。鎖定值:錨索最終鎖定的力值,對巖層、砂土層保持10min,對粘性土層保持15min,然后卸荷至鎖定荷載設計值進行鎖定。
(1)對于正常的施工階段?!稁r土錨桿(索)技術規(guī)程》CECS212-2005中“錨桿張拉荷載的分級和位移觀測時間應遵守”表4要求:其中Nt代表錨桿軸向拉力設計值,如表4所示。
表4 錨桿張拉荷載的分級和位移觀測時間表
(2)對于試驗檢測張拉階段。此階段又分為多循環(huán)加載試驗和單循環(huán)加載試驗。當采用多循環(huán)加載試驗時,如表5所示。
表5 多循環(huán)加載試驗表
當采用單循環(huán)加載試驗時,如表6所示。
表6 單循環(huán)加載試驗表
錨索施工階段張拉標準值與設計值取值計算,如表7所示。
表7 錨索施工階段張拉標準值與設計值取值表
根據(jù)表7計算可知:標準值Nk=(0.727~0.889)N。
對于基坑工程,鎖定時的錨桿拉力可取鎖定值的1.1~1.15 倍,錨桿鎖定值宜取錨桿軸向拉力標準值的0.75~0.9倍。
(1)以一級基坑為例:
錨桿的鎖定值=(0.75~0.9)Nk=(0.545~0.654)N;錨桿的張拉值=(1.1~1.15)錨桿的鎖定值=(0.825~1.035)Nk=(0.599-0.752)N。
(2)以二級基坑為例:
錨桿的鎖定值=(0.75~0.9)Nk=(0.6~0.72)N;錨桿的張拉值=(1.1~1.15)錨桿的鎖定值=(0.825~1.035)Nk=(0.66-0.828)N。
(3)以三級基坑為例:
錨桿的鎖定值=(0.75~0.9)Nk=(0.668~0.8)N;錨桿的張拉值=(1.1~1.15)錨桿的鎖定值=(0.825~1.035)Nk=(0.735-0.92)N。
根據(jù)上述內容得出如下結論,以基坑為例:標準值一般取設計值的0.727~0.899倍,錨桿的鎖定值一般取設計值的0.545~0.8 倍,錨桿的張拉值取設計值的0.599~0.92 倍,工程技術人員應熟悉各個參數(shù)之間的關系,深刻理解其內在關系,以指導施工。實際工程中,鎖定值一般由設計師根據(jù)錨索長度、地層情況、支護型式等經驗取值,不一定取很大值,工程往往張拉結束后張拉段鋼鉸線先不截除,后期根據(jù)基坑變形情況進行補張拉處理,因此數(shù)值上基本達到標準值,一般經驗上張拉值取鎖定值的1.3倍左右,實際工程中應向設計人員獲取錨桿(索)軸向拉力標準值或設計值具體數(shù)據(jù)進行校驗復核,具體工程具體對待。