土层锚杆轴力监测

1、土层锚杆试验和监测一、锚杆试验土层锚杆试验分基本试验、验收试验和蠕变试验三种。新型锚杆或已有锚杆用于未曾应用过的土层都需做至少3个锚杆的基本试验，基本试验在专门设置的非工作锚杆上进行，一般应进行到破坏，用来确定锚杆的极限承载力；验收试验则在工作锚杆上进行，用来测试锚杆承载能力与粘结强度，检验锚杆安装质量，为非破损加载试验，锚杆施工好后需抽取 5并至少3根锚杆进行验收试验；对于塑性指数大于17的淤泥及淤泥质土层中的锚杆应进行至少8组蠕变试验，以检验锚杆在荷载作用下的蠕变特性。用于试验的锚杆，其锚杆参数、材料和施工工艺必须与工作锚杆相同。（一）测试仪器锚杆拉拔仪，由中空千斤顶、手动油压泵、油压表、

2、千分表、锤子、垫板等组成，如图2-26。图1 锚杆拉拔仪（二）试验方法与步骤1.检查油量拧开注油口盖，检查油量，如油不满（储油桶中应留有约1/5空间），可加注N32耐磨液压油。如液压缸活塞没有完全缩回到缸体内时，应首先通过油管连接到手动泵，逆时针方向拧松泵体上的卸荷阀，使液压缸中的液压油排回到手动泵储油筒中。2.排气液压系统组装好后，储油筒、油管及液压缸中常混有空气，为使液压系统正常，这些空气必须排掉。方法是拧松注油口盖，以便储油筒中空气排出。将手动泵放于比液压缸稍高的地方，顺时针拧紧卸荷阀，压手动泵，使液压缸活塞伸出至最大行程，再打开卸荷阀，使活塞缩回，连续几次即可。3.检查数字液压表（以Y

3、S-1型数字压力表为例）按动数字压力表的开关键，等待数秒后，自动显示为零，如不为零可按清零键。按下峰值键，仪表读数即在峰值（始终显示最大值）和跟随值（当前值）之间转换。仪表电池容量有限，每次测读完毕应立即关断电源。4.装置连接将锚杆拉拔仪与被测锚杆连接好，如图2-27。将卸荷阀顺时针拧紧，慢压手动泵使活塞杆伸出约10mm，其目的是避免安装锚具敲打楔片时损伤活塞杆，也给退锚带来方便。安装与锚杆相配套的锚具或螺母并固定可靠，打开压力表开关，均匀用力压手动泵，压力增加至最大值，停止加压。记录或储存压力表数据后将电源关闭。拧松卸荷阀，活塞可自动缩回至液压缸内。再需拆卸时，可敲打锚具外壳，使夹片脱离外壳

4、，然后卸下油压缸；或可先将螺母退下，然后卸下油压缸。图2 锚杆拉拔仪的连接5.监测注意事项（1）安装拉拔设备时，应使千斤顶与锚杆同心，避免偏心受拉；（2）加载应匀速，一般以每分钟10kN的速率增加；（3）如无特殊需要，可不做破坏性试验，拉拔到设计拉力即停止加载；（4）千斤顶应固定牢靠，锚杆拉拔时，拉拔装置下方两侧不得站人并有必要的安全保护措施。6.试验要求（1）基本试验最大试验荷载不应超过钢丝、钢筋或钢绞线强度标准值的0.8倍。具体加荷等级与监测时间见表2-11。砂质土、硬粘土在每级加荷等级监测时间内，锚头位移量不大于0.1mm，或锚头位移量虽大于0.1mm，但监测到2.0h，锚头位移增量小于

5、2.0mm，可施加下一级荷载。淤泥及淤泥质土当荷载等级为的0.6和0.8倍时，锚头位移增量在监测时间内2.0h小于2.0mm，可施加下一级荷载。锚杆破坏标准为：a.后一段荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的2倍；b.锚头位移不收敛；c.锚头总位移超过设计允许位移值。试验成果通过绘制锚杆荷载-位移（Q-S）曲线、锚杆荷载-弹性位移（Q-Se）曲线、锚杆荷载-塑性位移（Q-Sp）曲线表示，如图2-28。当基本试验所得的总弹性位移超过自由段长度理论弹性伸长的80，且小于自由段长度与锚固长度之和的理论弹性伸长时，才判断试验结果有效。表2-11 土层锚杆基本试验加载等级与监测时间加荷

6、增量（%）初始荷载10第一循环103010第二循环10303040302010第三循环10304050403010第四循环10305060503010第五循环10305070503010第六循环10306080603010监测时间（min）砂质土、硬粘土55510555淤泥及淤泥质土15151201201201515注：在每段加荷等级监测时间内，测读锚头位移至少三次。图3 土层锚杆基本试验成果曲线（a）荷载-位移曲线（Q-S）；（b）荷载-弹性位移（Q-Se）曲线；荷载-塑性位移（Q-Sp）曲线表示（2）验收试验最大试验荷载不应超过预应力筋值的0.8倍，且为锚杆设计轴向拉力的1.5倍（永久性锚

7、杆）或1.2倍（临时性锚杆）。具体加荷等级与监测时间见表2-12。最大试验荷载监测15min后，卸荷到,然后加载到锁定荷载锁定。试验成果整理成如图2-29所示的验收试验Q-S曲线。当验收试验在最大试验荷载作用下锚头位移趋于稳定，并且试验所得的总弹性位移超过自由段长度理论弹性伸长的80，且小于自由段长度与锚固长度之和的理论弹性伸长时，锚杆达到验收标准。表2-12 土层锚杆验收试验和蠕变试验加载等级与监测时间加载等级Q0.1Nt0.25 Nt0.50 Nt0.75 Nt1.00 Nt1.20 Nt1.50 Nt监测时间（min）验收试验临时锚杆555101010永久锚杆551010151515蠕变

8、试验临时锚杆10306090120（1.330 Nt）永久锚杆103060120240360（1.33 Nt）注：在每段加荷等级监测时间内，测读锚头位移至少三次。图4 土层锚杆验收试验成果曲线（Q-S）（3）蠕变试验锚杆蠕变试验加荷等级与监测时间见表2-12，在监测时间内荷载必须恒定，每级荷载按时间间隔1、2、3、4、10、20、30、45、60、75、90、120、150、180、210、240、270、300、330、360min记录蠕变量，试验结果绘制蠕变量-时间对数（S-lgt）曲线，如图2-30。并用下式计算蠕变系数： 式（2-22）式中 ,分别为，时所得的蠕变量。图5 土层锚杆蠕变

9、试验的蠕变量-时间对数曲线 二、锚杆监测锚杆要在受力状态下工作数月，为了检查锚杆在整个施工期间是否按设计预定的方式起作用，有必要选择一定数量的锚杆作长期监测，锚杆监测一般仅监测锚杆拉力的变化。锚杆受力监测有专用的锚杆轴力计，其结构如图2-31所示，锚杆轴力计安装在承压板与锚头之间。钢筋锚杆可采用钢筋应力计和应变计，其埋设方法与钢筋混凝土中的埋设方法类似，但当锚杆由几根钢筋组合时，必须每根钢筋上都安装钢筋计，它们的拉力总和才是锚杆总拉力，而不能只测其中几根钢筋的拉力求其平均值，再乘以钢筋总数来计算锚杆总拉力，因为锚杆由几根钢筋组合时，几根锚杆的初始拉紧程度是不一样的，所受的拉力与初始拉紧程度的关系很大。锚杆钢筋计和锚杆轴力计安装好并锚杆施工完成后，进行锚杆预应力张拉，这时要记录锚杆钢筋计和锚杆轴力计上的初始荷载，同时也可根据张拉千斤顶的读数对锚杆钢筋计和锚杆轴力计的结果