【摘 要】結合成都某工程實例，對擴大頭與常規(guī)工程錨桿進行破壞性試驗，以測定其極限承載力，分析判斷擴頭段對承載力發(fā)揮的影響，比較拉壓型錨桿的承載性能與純受拉型錨桿的優(yōu)劣，對今后成都地區(qū)抗浮錨桿設計提供些許建議。

【關鍵詞】抗浮錨桿； 破壞性試驗； 擴大頭； 拉力型錨桿； 拉壓型錨桿

【中圖分類號】TU94+3.9【文獻標志碼】A

0 引言

當存在地下水時且水位較高時，建筑的結構自重尤其地下室區(qū)域無法平衡地下水的上浮力，因此結構設計中通常會設計抗浮錨桿或抗拔樁作為抗浮措施，以免建筑結構上浮破壞。

抗浮錨桿一端錨固在建筑物底板，另一端錨固在地基土中，整體受力機理為將地下水浮力傳遞至地基土內，以錨固力來平衡地下水的浮力。成都地區(qū)抗浮錨桿通常設計為等直徑，基本試驗試驗荷載為承載力特征值的兩倍，以驗證設計參數(shù)是否合理。

本文通過對擴大頭及常規(guī)錨桿進行基本試驗即破壞性試驗，以判斷其極限承載力，分析比較其承載力大小。對擴大頭錨桿及常規(guī)錨桿拉拔試驗測得的極限承載力結果總結分析后，為今后成都地區(qū)抗浮錨桿設計提出些許建議。

1 工程概況

擬建場地位于成都市成華區(qū)迎暉路北側，交通十分方便。地貌單元屬岷江水系Ⅲ級階地（臺地）。

擬建主樓部分的層高為39～47層，鋼筋混凝土框架～核心筒體系；裙樓層高3～4層，框架結構；設三層地下室。項目±0.0為絕對高程509.3 m，抗浮設防水位為507.8 m，根據(jù)設計要求抗浮分三個區(qū)，一區(qū)抗浮標準值為101 kN/m2，二區(qū)抗浮標準值為86 kN/m2，三區(qū)抗浮標準值為70 kN/m2。

經勘察查明，在勘探深度范圍內主要為第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、第四系中更新統(tǒng)冰水沉積層（Q2fgl）和白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖（K2g）組成。

本場地屬岷江水系Ⅲ級階地（臺地），地下水類型包括上層滯水以及基巖裂隙水。

2 抗浮錨桿（試驗錨桿）設計方案

錨桿設計采用JGJ 476-2019《建筑工程抗浮技術標準》進行。

擴大頭錨桿的錨桿錨固段長7.5 m，構造段長0.5 m，普通段孔徑200 mm，擴大頭段孔徑400 mm，擴大頭長度2 500 mm，錨桿外露長度1 m，鋼筋總長度9.0 m（圖1～圖3）。

常規(guī)錨桿的錨桿錨固段長7.5 m，構造段長0.5 m，孔徑200 mm，錨桿外露長度1 m，鋼筋總長度9.0 m。

本次抗浮錨桿設計位置選取典型不利地層中，距離較小，地層差異小，，常規(guī)錨固段孔徑為200 mm，擴大段錨固段孔徑為400 mm。

設計要求基本試驗為破壞性試驗，錨桿桿體配筋為5根28 mm三級螺紋鋼，相應的對基本試驗要求相對嚴格，預計基本試驗最大抗拔力大于1 000 kN，而開挖后地基土為黏性土層，不能滿足檢測試驗荷載要求，本次錨桿檢測須對檢測的地基土進行加固處理，采用微型樁進行加固，樁徑200 mm，進入基巖后擴孔到400 mm，且樁端進入中等風化巖不少于300 mm，樁身材料采用水泥結石體強度不低于30 MPa。

3 錨桿抗拔破壞性試驗

本次抗浮錨桿基本試驗按照《錨桿檢測與監(jiān)測技術規(guī)程》（JGJ/T401-2017）進行，設計要求進行破壞性試驗。依據(jù)JGJ/T 401-2017規(guī)程第5.1.3.3條，錨桿基本試驗最大試驗荷載預估值不應超過桿體屈服強度標準值的0.9倍（本次抗浮錨桿均采用5根28 mm三級螺紋鋼筋，因此預估最大試驗荷載約為1 385.6 kN），實驗采用分級循環(huán)加、卸荷試驗方法，分為6個循環(huán)（圖4、圖5、表1）。

4 試驗結果分析

5根抗浮錨桿均設置于不利區(qū)域典型地層中，距離較小，地層差異小，試驗結果對比性較強。D2-1、D2-2、D2-3以上3根擴大頭抗浮錨桿極限承載力均為974 kN；D2-4、D2-5以上2根常規(guī)抗浮錨桿極限承載力相較擴大頭錨桿略低，均為696 kN。擴大頭抗浮錨桿與常規(guī)錨桿極限承載力相差278 kN，相較常規(guī)錨桿極限承載力提高了將近40%。

試驗發(fā)現(xiàn)擴頭段將傳統(tǒng)的受拉型錨桿轉變?yōu)槔瓑盒湾^桿，一定程度提高了錨桿的抗拔力。在錨桿拉拔試驗過程中，通過擴大頭增大了錨固體與巖土體的接觸面積，整體增大了側向抗剪力，而擴大頭端部通過擠壓巖土體，將一部分上拔力傳遞給周圍巖土體。

而本次擴大頭錨桿擴大頭直徑及長度與常規(guī)錨桿相比，擴大程度中等，但破壞性試驗結果表明擴大頭能夠較高、較穩(wěn)定的提高抗浮錨桿的承載力。

5 結論

（1）當項目地下水位高，周邊環(huán)境變化大，地層條件相對而言較好，成孔容易的地層，抗浮錨桿的設計可采用擴大頭來提高抗拔力，一定程度上節(jié)約了錨桿長度及錨桿數(shù)量，提高項目的經濟效益。

（2）在進行擴大頭抗浮錨桿破壞性試驗時，應設置不同孔徑及長度的擴大頭抗浮錨桿，同時增加試驗數(shù)量，比較不同擴大頭對抗拔承載力提高的幅度，進一步選擇合理，經濟的錨桿類型，應用實際工程中。

（3）在進行抗浮錨桿的破壞性試驗時，應適當增大抗浮錨桿孔徑與配筋，在拉拔試驗中以將錨固體與巖土體之間的作用力完全發(fā)揮出來，以精確地測得抗浮錨桿的極限承載力。

（4）抗浮錨桿應進行基本試驗，有條件的應進行破壞性試驗，以精確的測得極限承載力，以供設計單位參考，提高設計方案的合理性，經濟性。

（5）在進行破壞性試驗前，應根據(jù)相關主體設計單位要求及地勘報告對抗浮錨桿極限承載力計算，通過試驗結果進行比對，進一步優(yōu)化抗浮錨桿的設計。

參考文獻

［1］ 巖土錨桿（索）技術規(guī)程： CECS 22：2005［S］.北京.中國計劃出版社，2005.

［2］ 錨桿檢測與監(jiān)測技術規(guī)程： JGJ/T401-2017 ［S］.北京.中國建筑工業(yè)出版社，2017.

［3］ 巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規(guī)范： GB 50086-2015［S］.北京.中國計劃出版社，2015.

［4］ 四川省建筑地基基礎檢測技術規(guī)程： DBJ51 014-2021［S］.成都.西南交通大學出版社，2021.

［5］ 建筑工程抗浮技術標準： JGJ476-2019［S］.北京.中國建筑工業(yè)出版社，2019.

［作者簡介］牛亞平（1990—），男，本科，工程師，主要從事巖土工程專業(yè)工作。