某基坑支护锚索拉拔试验分析

某基坑支护锚索拉拔试验分析

陈滨华1

（1. 福建岩土工程勘察研究院有限公司  福州  350116）

摘  要：随着经济社会的发展，尤其近年停车位缺乏问题严峻，因此，城市建设开始向地下要空间，深基坑越来越多，深基坑开挖对安全要求极高。岩土锚固技术相较于地下连续墙等具有经济、安全等特点而被广泛使用。因而，锚索抗拔承载力测定也在岩土工程中变得举足轻重，本文将介绍并分析某一项目的锚索抗拔承载力检测及结果。

关键词：基坑；锚索；抗拔承载力；检测

中图分类号：TU470     文献标识码：A      文章编号：     

1  引言

岩土锚固技术最先使用在采矿工程中，后期随着人类对地下空间的拓展，逐渐引用到基坑支护工程中。在深基坑中锚索具有工艺简单、施工速度快、费用低、安全系数高、可回收等优点[1]，今年被广泛使用，尤其是预应力锚索结合排桩、地连墙等使用[2]。

由于地下工程具有隐蔽性的特点，锚索施工完成后无法通过直接手段获知锚固体工程质量，抗拔承载力试验是锚索施工完成后检验锚杆是否满足设计要求的重要手段，可同时检验锚固体的握裹力及锚固体与岩土体的摩擦力能否满足基坑支护结构抗倾覆要求，当锚索抗拔力不足时可事先发现，减少锚索和基坑的安全隐患，保护人民群众生命财产安全。

2  工程简介

该基坑北侧开挖深度9.55m，西侧基坑开挖深度9.85~10.95m，南侧基坑开挖深度8.65~10.05m，东侧基坑开挖深度9.75~10.65m。

场地现状为拆迁地，场地北侧地下室边线距离用地红线约4.0米，西侧地下室边线距离用地红线约5.0米，南侧地下室边线距离用地红线最近约4.2米，东侧地下室边线距离用地红线约4.3米。红线外为规划道路，现状为拆迁场地。勘察期间调查，场地内现有架空电线，地下个别地段有原民房条石基础，暂未发现有其他地下管线分部。

2.1 地貌概况

场地原始地貌属海岸堆积阶地地貌单元。场地现为空地，地势较为平坦，地面标高在5.63～6.19m之间。场地岩土层主要由新近堆填填石及全新统至更新统的冲洪积相组成，下伏燕山晚期侵入的中细粒凝灰岩，地层结构较为复杂，受古地理环境的影响和区域地质构造的作用，上部各土层及下部风化基岩的分布、埋深、厚度及工程性能等在横向、纵向上有一定变化，场地内及邻近地段无对场地稳定性有影响的断裂构造通过。

2.2 地层情况

根据勘察报告和基坑支护设计图纸，可知影响锚索承载力的岩土层为凝灰岩残积粘性土、全风化凝灰岩、散体状强风化凝灰岩，其地质性特征、埋深、厚度及分布情况自上而下分述如下：

凝灰岩残积粘性土（Qel）：为凝灰岩风化产物。以灰黄、褐黄色等为主，可塑，局部硬塑，土质较均匀，由高岭土、石英及云母等组成，粒径大于2mm的颗粒含量占总质量比例少于5%。无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。力学强度一般，为属特殊性土，具有泡水易软化、崩解的不良特性。

全风化凝灰岩（J3）：灰黄色，岩体风化剧烈，除石英外其它矿物已风化成次生砂土矿物，仅外观尚保留原岩结构，岩芯呈土状，手捏易散，浸水易软化。属极软岩、岩体极破碎，岩体基本质量等级属Ⅴ级。

散体状强风化凝灰岩（J3）：灰黄色、灰白色，岩体风化强烈，组织结构大部分破坏，长石等矿物多已风化成高岭土等成分，岩芯呈土状，因风化不均匀，局部有未风化完全的碎块，碎块锤击易碎，局部夹碎块状强风化凝灰岩硬夹层或中风化凝灰岩孤石，本层属极软岩、岩体极破碎，岩体基本质量等级属Ⅴ级。

2.3 水文地质条件

场地内未发现地表水分布。场地内地层渗透性能有较大差异，结合场地及周边水文地质条件分析，拟建场地地下水主要赋存和运移于人工填土层、中砂、粉质黏土、残积粘性土～散体状强风化岩孔隙及碎块状强风化岩和中风化岩的裂隙中。场地地下水类型主要有以下两种：上部填土层第四系孔隙潜水；受粉质粘土、淤泥质土阻隔，中砂、下部残积粘性土～散体状强风化岩孔隙及碎块状强风化岩和中风化岩为孔隙、裂隙承压水。在局部地段缺失隔水顶板，地下室类型由承压转无压型。场地内潜水和承压水具有一定的水力联系，在枯水或丰水季节有存在相互渗流补给；地下水主要受大气降水和地表水的下渗及外围地下水的侧向渗透补给，并总体顺原地势倾向由西北向东南方向渗流排泄。

3 检测锚索参数

该基坑开挖深度8.65m-10.95m，采取单桩、双排桩、单桩+锚索支护，基坑安全等级定为一级。

本次检测的锚索共有3根，锚索采用4束15.2的钢绞线，成孔直径为150mm，锚索长度为28m，锚固段长度为15m，锚索间距为1.7m，锚索轴向承载力标准值为580kN。按照设计图纸要求抗拔承载力检测值为轴向承载力标准值的1.5倍，则为870kN。

4 锚索拉拔检测方法

锚索抗拔验收试验按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）[3]及设计文件的有关规定进行，最大试验荷载取锚索轴向拉力标准值的1.5倍，静荷载由安装在锚索顶的穿心分离式油压千斤顶进行逐级加荷，锚索变形由千分表测读，验收单循环试验荷载分级为7级，加载按标准值荷载的10%、40%、60、80%、100%、120%、150%；卸载按标准值荷载的120%、100%、80%、50%、30%、10%进行。

在抗拔承载力检测值下测得的弹性位移量大于杆体自由段长度理论弹性伸长量的80%。

在最大试验荷载作用下，锚头在相对持荷时间内位移稳定，试验进展顺利，均满足规范设计要求，判定为合格锚索。

5 试验结果及分析

试验结果显示其中2根锚索的抗拔承载力检测值为348kN，1根锚索的抗拔承载力检测值为464kN，不满足设计要求。经各方研究得出以下结论：

①该剖面地标标高较低，周边市政管网破裂，场地地表水富集，地表水下渗造成凝灰岩残积粘性土、全风化凝灰岩泡水软化，岩土性质急剧下降；

②地下水造成锚索成孔时塌孔严重，锚固体成型不好，造成锚固体侧摩阻力不足；

③锚索成孔直径不足。

尔后，设计对锚索加密，该批次锚索降低承载力使用，设计轴向承载力标准值为172kN，对其余锚索抽检后满足变更后设计要求。

参考文献：

[1]程良奎,张培文,王帆.岩土锚固工程的若干力学概念问题[J].岩石力学与工程学报,2015,34(04):668-682.DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2015.04.003.

[2]贾虎.基坑支护预应力锚索施工和抗拔试验分析[J].四川水泥,2015(07):78.

[3]中华人民共和国行业标准.建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012). 北京:中国建筑工业出版社,2012,110-114.