深圳地区抗浮锚杆试验中的破坏形式及位移性状

1、GEOTECHNICAL ENGINEERI地区抗浮锚杆试验中锚杆的破坏形式及位移性状1王贤能22(1. 西南科技大学2.市工勘岩土工程公司)摘 要 文章针对地区抗浮锚固工程的抗浮锚杆的基本试验进行,分别论述了地区含砾质粘性土和不同风化程度的花岗岩地基中抗浮锚杆的破坏的形式 ,描述了锚杆体系所处的工作状态。进行了抗浮锚杆的工作机理及其变形的力学性质的定性分析。抗浮锚杆弹性位移 塑性位移 含砾质粘性土 风化花岗岩随着建筑向空间的不断开发 ,一些容东西长166. 6 m ,南北宽 89. 89 m ,为抵抗水对积大 ,靠自重不足以抵抗水浮力的结构都及盲沟排建筑游泳池底板的浮力 ,共布设 1500抗

2、浮锚杆 ,锚固面积约 13870 m2 。锚固地层为粘性土 ,局部为砂层。粘性土主要是含砾质粉质粘土 ,褐黄、灰褐 ,湿- 饱和 ,可塑 - 硬塑状态 ,含 10 %20 %砂岩、大理岩角砾 ,底部夹较多的强风化 - 中风化碎块。施工工艺是采用二次注浆工艺 ,注入纯水泥浆( 425 # 的普通硅酸盐水泥) , 第一次注浆采用常压 ( 0. 5 0. 8 MPa) 注浆 , 水灰比 0. 45 ; 第二次注浆 ( 2. 5 4 MPa) ,水灰比0. 5 。存在着抗浮问题。传统的抗浮采用配水法措施 ,但是这种方法已不能适应大型的抗浮稳定要求。采用抗拔桩抗浮 ,会增加工程造价 ,延长施工周期并增加

3、施工难度。而抗浮锚固技术以其独特的效应、简便的工艺、轻型的结构、经济的造价倍受工程界的青睐。这种抗浮锚杆是利用岩土层与锚固体的粘结摩阻力来抗浮的 ,造价低、工期短、施工便捷 ,与抗拔桩相比 ,具有单点受力小 ,底板结构受力均匀合理等特点。表 1游泳跳水馆抗浮锚杆基本试验1地区抗浮锚杆破坏形式对抗浮锚杆的基本试验而言 ,锚杆抗拔力的大锚固锚固体地层 直径/ mm锚筋材料破坏状态花岗岩残积土(含砾质2 32 螺纹钢筋2 32 螺纹钢筋2 32 螺纹钢筋土体破坏,压力加不上地面开裂,压力加不上土体破坏,压力加不上123180180180小是由锚筋的抗拉强度 ,粘结介质的粘结强度及粘结介质与周围岩土体

4、的抗剪强度三个强度指标决定 4粘性土)1802 ( Ea 锚杆的变形模量) 。1970 年 Coates 和结果 2 “Yu 的结合应力分布取决于地基土的GEOTECHNICAL ENGINEERING WORLD VOL 7 No 1岩中 ,锚杆破坏时表现为锚筋拉断 ,锚固体部分被拔出。层 ,锚筋为非预应力的螺纹钢筋。从图 1 、2 中可看到 ,残坡积土中 ,在较小的荷载阶段 ,弹性位移大于塑性位移 ,锚杆随荷载增加 ,当塑性位移大于弹2市抗浮锚杆位移性状的土层锚杆设计与施工规范( CECS22 :90) 中锚性位移后锚杆已逐步进入破坏阶段 ,且塑性位移的增长加剧。其他工程实验结果也有类似的

5、情形。杆的破坏是以位移为指标确定的。认为分析锚杆在荷载作用下位移的变化 ,能够更深入地剖析抗浮锚表 4 是市安柏丽晶园基本试验的弹塑性位移数据 ,其中安柏丽晶园的 A 类抗浮锚杆处于强风化花岗岩地层 ,安柏丽晶园的B 类锚杆处于强 - 中- 微风化花岗岩的分层地层中。从下面图 3 、4 上可以看到 ,弹性位移整体上大于塑性位移 ,塑性位移增平缓 ,弹性位移在荷载较小时增长缓慢 ,在较大荷载作用时弹性位移急剧增长 ,并出现拐点 ,在该点处锚杆进入破坏阶段。杆体系内各的相互作用机理。同样以市游泳跳水馆和安柏丽晶园的抗浮锚固工程基本试验为例残坡积土和风化花岗岩地基中抗浮锚杆的位移性状 ,以期对抗浮锚

6、杆的工作机理及其承载力的确定提供有意义的参考。表 3 为市游泳馆抗浮锚固工程锚杆基本试验的弹塑性位移数据 ,该工程为残坡积砾质粘性土表 3市游泳馆抗浮锚杆弹塑性位移一览表:3:4荷载/ kN弹性位移/ mm塑性位移/ mm弹性累计值/ mm塑性累计值/ mm荷载/ kN弹性位移/ mm塑性位移/ mm弹性累计值/ mm塑性累计值/ mm702103504204905605956306650 . 370 . 562 . 252 . 332 . 721 . 321 . 151 . 92 . 40 . 021 . 061 . 460 . 941 . 972 . 071 . 452 . 5712. 6

7、60. 370. 933. 185. 518. 239. 5510. 712. 6 150 . 021 . 082 . 543 . 485 . 457 . 528 . 9711. 5424 . 2802404805606406800. 012. 591. 281. 170. 722. 320 . 080 . 260 . 80 . 955 . 0815. 910 . 012. 63 . 885 . 055 . 778 . 090. 080. 341. 142. 097. 1723 . 08表 4安柏丽晶园抗浮锚杆弹塑性位移一览表A1A2B1B3荷载/ kN弹性/ mm塑性/ mm弹性/ mm塑性

8、/ mm弹性/ mm塑性/ mm弹性/ mm塑性/ mm1792913584254820 . 623 . 056 . 7212. 3617. 860 . 761 . 361 . 772 . 382 . 991 . 044 . 529 . 7216 . 9225 . 040 . 501 . 892 . 865 . 407 . 190. 653. 006. 2910 . 5815 . 642. 002. 232. 4310 . 7711 . 791 . 123 . 385 . 838 . 7012. 562. 583. 384. 264. 774. 90图 1游泳馆抗浮锚杆 3 弹 - 塑性曲线图

9、图 2游泳馆抗浮锚杆 4 弹 - 塑性曲线图58地础工程岩土工程界 第 7 卷 第 1 期因此 ,对不同的地层采用相应的弹性位移或塑性位移控制指标比以总位移为指标制定的破坏标准更符合实际。3结论通过对市抗浮锚杆基本试验的破坏状态和位移性状分析得到如下结论 :(1)地区花岗岩残积而成的含砾质粘性土中的抗浮锚杆 ,注浆体与土层界面处的抗剪强度成为控制抗拔力的主要; 风化的花岗岩中的抗浮图 3 安柏丽晶园抗浮锚杆A1 弹塑性曲线锚杆 ,在抗剪强度高的岩体中 ,锚筋与注浆体的粘结强度对破坏形式影响较大 ,破坏的主要原因为锚筋屈服 ,注浆柱碎裂 ;在抗剪强度低于粘结介质与杆体的粘结强度的岩体中 ,锚杆失

10、效可能是因为粘结剂与围岩的接触面或围岩发生破坏。另外锚杆埋深较小 ,局部应力的集中过大 ,也会形成锚筋断裂 ,注浆柱拔出。(2) 含砾质粘性土中 ,抗浮锚杆的破坏在位移上的表现是由于塑性位移的不收敛 ; 而对风化的花岗岩 ,是由于弹性位移的不收敛导致破坏的。不同性质的地基土中应采用相应的位移破坏指标更为合理。参 考 文 献图 4 安柏丽晶园抗浮锚杆A2 弹塑性曲线这是由于抗浮锚杆在过程中 ,随着摩阻力峰值由锚固体顶部向底部逐渐传递 ,锚杆各部分的弹性位移和塑性位移逐渐发挥出来。对于残坡积粘土层 ,在初期加载时锚土协同工作 ,锚筋在拉力作用下贡献的弹性位移大于土体的弹性位移。当上载增加到一定限度

11、后 ,锚侧土体弹性模量较小而率先进入塑性变形状态 ,锚土间的变形协调遭到破坏 ,致使塑性位移迅速增加直至不收敛 ,弹性位移增量相对有限。所以 ,在锚筋有足够长的条件下 ,锚杆发生破坏是由于塑性位移的不收敛导致的; 对风化的冶金部建筑京:中国建设工业. 土层锚杆设计与施工规范( CECS : 90) . 北,1997.1 (译) . 锚固技术在岩土工程中的应用.,1987.: 中 2 T. H.国建设工业3 . 土层锚杆地几个力学问题. 岩土锚固工程技术.:人民交通,1996. 锚杆锚固力与锚固技术.: 煤炭工业4 ,1998.第一作者通讯地址:省绵阳市西南科技大学土木工程学花岗岩 ,锚杆和岩石的粘结强度大 ,锚杆整系体院:621010的弹性模量大 ,在外力作用下对弹性位移的贡献大。59小资料地铁与轻轨的区别轨道交通中采用中等载客量车厢 ,能适应远期单向最这些理解均是错误的。两者区分主要视其单向最大大小时客流量 1. 53. 0 万人次的称为轻轨铁路。若小时客流量。中等载客量的轻轨铁路车厢 ,一般的额定载采用大载客量车厢 ,能适应远期单向小时客流量为客量是 202 人/ 辆(超员为 224 人/ 辆) ,编组采用每列 243. 06. 0 万人次的统称为地铁。当然 ,地铁有建于辆 ,如规划中拟建的莘庄闵行轻轨铁路即是。而大载客的、地面的