高速公路锚索试验孔基本试验报告

锚索试验孔基本试验报告

● 前言

K167+710～+910段左边坡地层主要为砂土状强风化风化粉岩与硅质岩互层。本段路基左侧为5级坡面的高边坡,第三坡面加固设计为预应力锚索框架+拱型骨架,共7片;预应力锚索框架单片宽8.0m, 锚索倾角20º ,每孔锚索设计拉力为700KN,为三单元共六束压力分散型锚索。按照设计文件及其规范,本段边坡设置3孔预应力锚索作为基本试验,在三级坡面上分别设置S1（L=20m  ML=3m）, S1（L=20m  ML=6m），S3(L=20m ML=9m),试验索倾角20º。本试验孔为S1、S2、S3。

    ● 试验目的

基本试验的目的在于验证设计采用的工作锚索的性能各组成部分的综合性能、锚固地层设计参数及合理性、同时考虑有关锚索体在搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。

(1)确定该边坡地层中锚索的极限承载力和安全系数;

(2)揭示在该地层条件下影响锚索锚固力的各种影响因素及其影响程度;

(3)检验锚索工程的施工工艺;

(4)校核设计参数,为高边坡锚固工程的动态设计提供有关参数,确保锚固工程的安全、经济、合理。

● 试验依据

(1)《锚杆喷射砼支护技术规程》(GB50086-2001)

     (2)《土层锚杆设计与施工规范》(CECS22:90)

    (3)《建筑边坡工程技术规范》(GE50330-2002)

    (4)福建省《不良地质路段 边坡防护加固工程施工实施细则》(试行)

   (5) 福建省《高速公路边坡锚固工程施工技术暂行规定》

   (6)高边坡动态设计文件及相关通知

● 锚孔概括

试验锚孔的放样及定位

按照设计文件及其规范:Ｋ167+710～+910段三个试验孔具体位置如下:S1桩号K167+752左三级;S2桩号K167+784左三级;S3桩号K167+834左三级;并且根据设计的文件,对试验孔进行定位:S1、S2、S3的孔轴线倾角是200,孔轴线方位为00

● 试验锚孔的钻造

Ｋ167+710～+910段:根据已定好的锚孔孔位进行钻造,锚孔钻造的深度S1=20.50m,孔轴线倾角是20º,孔轴线方位偏差为0º，孔径为15cm；S2=20.50m ,孔轴线倾角20º,

孔轴表01---补偿张拉值计算表

1、预张拉：首先把三个不同单元的锚索同时张拉至

10%A×FPTK=156.24KN 使锚索拉直，然后松开。

2、差异荷载补偿张拉：

   锚索体强度标准值：A×FPTK＝6×140×1860＝1562.40KN

试验最大荷载：0.8×A×FPTK＝0.8×6×140×1860＝1249.92KN

P＝0.8×A×FPTK/6＝0.8×6×140×1860/6＝208.32KN

        δ=P/A＝208320/140＝1488   △L1＝δ/E*L1＝1488/E*20000

△L2＝δ/E*L2＝1488/E*19000

△L3＝δ/E*L3＝1488/E*18000

第一单元差异荷载计算

△ P1＝2EA（△L1-△L2）/ L1＝E*140*（1488*20000/E-1488*19000/E）/20000*2＝20.83KN

第二单元差异荷载计算

△ P2＝2EA（△L2-△L3）/ L2+2EA（△L2-△L3）/ L1＝42.76KN

     3、张拉顺序：（每个循环张拉至最高一级时，稳压10分钟，其他各级稳压5分）

       ① 先张拉第一单元至△P1=20.83KN

     ② 再加上第二单元张拉至△P1+△P2=63.592KN

      ③ 然后再加上第三单元张拉至初始荷载=0.1AFPTK+△P1+△P2=219.83KN

④ 接着张拉第一个循环至30%AFPTK=468.72KN稳压10分钟，接着卸载至20%AFPTK=312.48KN

    ⑤ 由于S1孔在进行第一循环试验荷载张拉至30%AFPTK（468.728KN）压力表读数在22.11Mpa（y=-28.76+47.24X）时出现油缸不收敛，证明锚索已破坏，然后开始卸载至0，测出其位移量为83.1mm。张拉结束。

      S2（L=20m，ML=6m）

1、预张拉：首先把三个不同单元的锚索同时张拉至

10%A×FPTK=156.24KN使锚索拉直，然后松开。

2、 差异荷载补偿张拉：

   锚索体强度标准值：A×FPTK＝6×140×1860×＝1562.40KN

试验最大荷载：0.8×A×FPTK＝0.8×6×140×1860＝1249.92KN

P＝0.8×A×FPTK/6＝0.8×6×140×1860/6＝208.32KN

        δ=P/A＝208320/140＝1488   △L1＝δ/E*L1＝1488/E*20000

△L2＝δ/E*L2＝1488/E*18000

△L3＝δ/E*L3＝1488/E*16000

第一单元差异荷载计算

△ P1＝2EA（△L1-△L2）/ L1＝E*140*（1488*20000/E-1488*18000/E）/20000*2＝41.66KN

第二单元差异荷载计算△ P2＝2EA（△L2-△L3）/ L2+2EA（△L2-△L3）/ L1＝87.96KN

3．张拉顺序：（每个循环张拉至最高一级时，稳压10分钟，其他各级稳压5分）

       ① 先张拉第一单元至△P1=41.66KN

     ② 再加上第二单元张拉至△P1+△P2=129.62KN

      ③ 然后再加上第三单元张拉至初始荷载=0.1AFPTK+△P1+△P2=285.86KN

④ 接着张拉第一个循环至30%AFPTK=468.72KN稳压10分钟，接着卸载至20%AFPTK=312.48KN

⑤ 再按第二循环依次张拉至30%AFPTK、40%AFPTK、而后降至30%AFPTK、20%FPTK

        ⑥     由于S2孔在进行第二循环试验荷载张拉至40%AFPTK（624.96KN）压力表读数在29.49Mpa（y=-28.76+47.24X）时出现油缸不收敛，证明锚索已破坏，然后开始卸载至0，测出其位移量为127mm。张拉结束。

  S3（L=20m，ML=9 m）

      张拉顺序：（每个循环张拉至最高一级时，稳压10分钟，其他各级稳压5分）

       ① 先张拉第一单元至△P1=62.50KN

     ② 再加上第二单元张拉至△P1+△P2=198.52KN

      ③ 然后再加上第三单元张拉至初始荷载=0.1AFPTK+△P1+△P2=354.76KN

④ 接着张拉第一个循环至30%AFPTK=468.72KN（10.57Mpa）稳压10分钟，接着卸载至20%AFPTK=312.48KN

⑤ 再按第二循环依次张拉至30%AFPTK、40%AFPTK、而后降至30%AFPTK、20%FPTK

⑥ 再按第三循环依次张拉至30%AFPTK、40%AFPTK、50%AFPTK、而后降至40%AFPTK、30%AFPTK、20%FPTK

⑦  由于S3孔在进行第三循环试验荷载张拉至50%AFPTK（781.2KN）压力表读数在36.88Mpa（y=-28.76+47.24X）时出现油缸不收敛，证明锚索已破坏，然后开始卸载至0，测出其位移量为190mm。张拉结束。

  ●  锚索张拉试验结果：

     S1  孔张拉至30%FPTK（30%FPTK（468.72KN）时，锚头位移急剧增加，且位移不收敛，而油表读数不增加，发现锚索出现破坏，因此卸载至0。本试验锚索破坏形式为位移不收敛。

     S2  孔张拉至40%AFPTK（624.96KN），锚头位移急剧增加，且位移不收敛，而油表读数不增加，发现了第三单元破坏， 因此卸载至0。本试验锚索破坏形式为位移不收敛。

    S3  孔张拉至50%FPTK（50%FPTK（781.2KN）时，锚头位移急剧增加，且位移不收敛，而油表读数不增加，发现锚索出现破坏，因此卸载至0。本试验锚索破坏形式为位移不收敛。

   根据以上的分析，结合以上的记录，锚索试验结果说明不符合设计要求。

泉三高速公路MA7合同段K167+710～+910段左边坡

预应力锚索基本试验

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中铁十七局集团公司

二00六年十二月二十三日