锚索施工+试桩承载力锚桩法试验方案.docx

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锚索施工+试桩承载力锚桩法试验方案

锚索施工

本标段深路堑顺层路基地段采用坡面预应力锚索措施进行加固。

施工中为降低锚索施工难度，维持山体在开挖期间的稳定，边坡防护采取分级进行，随着路基自上而下开挖，边坡防护按照“开挖一级、防护一级”的原则施工。

附：

锚索施工工艺流程图。

锚索施工工艺流程图

第1章钻孔

采用潜孔机钻孔，用经纬仪按线路方向放出基线，然后用方向架放出锚索方向角，以测角仪调整倾角至下倾150，将钻机准确定位，采用无水干钻方法钻孔，钻孔过程中及时测斜，及时纠偏，并做好钻孔记录，钻孔孔径为φ130，钻孔深度不得小于设计孔深，实际成孔深度要较设计孔深0.5m左右，以便确保设计孔深。

第2章预应力锚索制作安装

锚索施工前按设计说明分两级个做3孔锚索拉拔试验，检验岩体与砂浆间的极限抗剪强度，以验证锚索锚固长度。

试验孔的位置应能反映工程普遍性，且避免与正式工作孔相互干扰，试验锚固段应选在最不利位置。

第3章锚索下料

锚索采用φ15.2钢绞线，施工时首先对钢绞索进行调直，然后根据锚索长度L=L1+1.2m（L1为终孔长度）截取钢绞线。

钢绞线切割必须采用切割机进行，不准用电焊或气焊切割，以免损伤钢绞线。

第4章锚索制作

对除锈、除油污的钢绞线进行严格质量检查，合乎要求后按设计量出锚固段和张拉段长度，做好标记进行编组；在锚固段上每米设置一个隔离对中支架，对中支架应保证其所在位置处锚索体的注浆覆盖层厚度≥10mm，对中支架表面基本平滑，避免损伤钢绞线；在软弱地层中，为避免对中支架陷入孔壁，增加支架与孔壁接触面，两个对中支架中间用铁丝扎紧；对张拉段锚索表面均匀涂刷黄油作为防锈剂，在用沥青麻筋严密包裹，装入Ф500mm的PVC套管内，两头用沥青棉纱堵塞并用胶带封闭；最后在锚头上安装导向帽。

第5章锚索体安装

锚索用人工制作场抬至工作平台；安装锚索前再次认真核对锚索编号与孔位编号是否一致，确认无误后，再以高压风清孔一次；人工缓慢将锚索插入孔内，锚索一定要顺直，不得左右摆动及扭转，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度（必须保证锚索锚固段长度）。

为避免锚索入孔后注浆管无法查入孔底，须将注浆管绑在锚索张拉段PVC管上，从锚固段隔离对中支架钢管内穿过，管口距离孔底约30～50cm，故注浆管应随锚索同时入孔安装。

第6章锚索注浆

根据招标文件中设计图表浆液为M30水泥砂浆，注浆采用跟管孔底反浆法。

注浆管位于孔底30～50cm处，用灰浆泵将砂浆注入孔底，注浆压力控制在0.2～0.35Mpa之间。

注浆量用砂浆位置指示器控制，实际注浆量一般要大于理论注浆量，现场以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出为停止注浆标准。

因地质松散孔隙较多，如一次注浆不满或注浆后产生沉降，要适时补充注浆，直至注满为止。

注浆完毕后应及时清洗灰浆泵、高压注浆管，防止砂浆凝固，以免下次使用时堵管。

第7章外锚墩制作

用φ130mm、长300mm的薄壁钢管插入孔口内，钢管用人字型钢筋进行固定，且要使钢管轴线与锚索孔轴线重合，孔外部分与锚墩混凝土顶面平齐，并预留注浆孔和排气孔。

定位钢管与钢垫板正交焊接后，绑扎锚墩钢筋、立模，然后浇筑C35混凝土。

浇筑前注意不要堵塞预留的二次补注浆所用进浆管和出浆管。

浇注时锚索必须与锚墩顶面垂直，垫板的平面与锚索的轴线垂直，以保证施加张拉力方向的正确。

第8章锚索张拉及锁定

锚索张拉前，需对张拉设备进行严格标定。

张拉采用整体超张拉，分两次逐级张拉，即按设计张力的70%及110%进行张拉。

张拉后持荷稳定30min，第一次张拉后3～5天再进行下一次补张拉，以便补偿锚索的松弛和地层的徐变引起的预应力损失，最后锁定至设计张力。

第9章封锚

补充张拉后立即进行封孔注浆，注浆后从锚具量起，留出长30mm钢绞线，其余部分截去，然后按照设计尺寸，用砼对锚头进行封锚。

待坡面整治完毕并清理后即可对锚头刷漆并在其上喷涂锚索编号。

试桩承载力锚桩法试验方案

1试验目的及试验依据1

1.1试验目的1

1.2试验依据1

2锚桩法试验2

2.1方法原理与设备2

2.2试桩、锚桩布置及尺寸2

2.3测试系统3

2.4测试方法4

2.5基桩侧阻力计算6

2.6试桩桩头处理6

2.7施工配合及测试时的注意事项6

3试验成果、质量目标及保证措施8

3.1试验提交的成果8

3.2质量目标8

3.3保证措施8

1试验目的及试验依据

1.1试验目的

根据设计要求，试验采用锚桩反力装置提供试验加载反力，并根据现场实际条件及已有的资源设计锚桩反力梁。

根据该试桩试验的荷载与位移关系，以期验证地质钻孔提供的地质参数的合理性，并验证在目前成桩工艺条件下的桩基承载力，故试验主要目的为：

（1）通过试桩验证工程地质勘察报告各土层的设计参数的合理性，并给出单桩竖向荷载作用下的荷载-变形特性；

（2）验证桩基承载力，并测定试桩的分层侧阻力和桩端阻力，为该工程桩基设计提供参考依据。

（3）在试桩的基础上，进一步检验和完善成桩工艺，保证桩基施工质量。

1.2试验依据

（1）《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218-2008）；

（2）《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）；

（3）《铁路桥涵地基与基础设计规范》（TB10002.5-2005）；

（4）提供的关于试桩的地质资料及施工图文件；

2锚桩法试验

2.1方法原理与设备

锚桩法试验是利用锚桩给试验桩提供反力的试验方法。

试验设备主要包括：

反力系统、荷载加载装置（油泵和液压千斤顶）及荷载、试桩桩顶沉降测量系统、锚桩桩顶上拔量测量系统。

反力系统为一套锚桩法试验反力架，由液压油泵和千斤顶提供加载，采用位移传感器或大量程百分表来测量沉降和上拔量。

在桩顶施加了竖向荷载，桩在荷载作用下产生相对位移，桩身表面则产生向上的侧阻力。

随着桩顶荷载的增加，桩产生弹（塑）性变形，桩土间的位移进一步加大，促使桩侧阻力和桩端阻力逐渐发挥出来；通过测量桩顶荷载和桩顶位移，可以得到荷载-位移关系的Q～S曲线，进而可以确定桩基的承载能力。

2.2试桩、锚桩布置及尺寸

根据提供的图纸资料，试桩最大加载量及加载装置按7800kN考虑。

试验桩、锚桩距工程桩的净距不小于8.0m。

试桩与锚桩间距如下图1所示，每组试桩及锚桩施工参数按设计要求进行。

试桩、锚桩及基准桩的平面布置见图2。

按照本试验桩位设计要求，试桩与锚桩中心距不小于4m，试桩与基准桩中心距以及基准桩与锚桩间距离均不小于4m。

固定和支承位移传感器的基准梁必须具有足够的刚度，两端分别支承于两根长3米的钢桩上，一端固定一端简支，并保证不受气温、振动及其他外界因素影响其竖向变位。

图1试桩与锚桩相对位置示意图

2.3测试系统

2.3.1加载及反力系统

试验加载系统主要由液压千斤顶、电动油泵等组成。

靠电动油泵、千斤顶施加压力，通过反力系统将压力作用于试验桩的桩顶。

反力系统由锚桩及反力梁等组成。

试验前对千斤顶油泵和压力表进行系统标定。

安装时，千斤顶合力中心应与试桩轴线重合，两者偏差小于1cm。

千斤顶上下可各垫一层5.0cm厚、直径1.0m的钢板。

a）立面图

2.3.2荷载与位移的量测装置

荷载测量采用并联油泵油路的压力表进行测量，即通过油压的测定，根据千斤顶率定曲线换算荷载。

压力表精度为0.4级。

位移测试采用位移传感器或大量程百分表测量，在试桩桩顶附近设置测点测量桩顶位移；并在锚桩靠近桩顶附近设置位移传感器或电子百分表测量锚桩的上拔量。

为了满足试验的要求和数据的精度，本次试验所有的位移数据采集拟采用基桩静荷载测试系统。

该系统可自动采集自动读数、自动记录桩顶沉降值和锚桩上拔量，且采集精度高，能够满足桩基静载测试的要求。

b）平面图

图2单根试桩试验装置布置示意图

固定和支承位移传感器或大量程百分表的基准梁采用一端固定一端竖向约束的方式置于基准桩之上，并应避免日照和雨淋，以保证不受气温、振动及其他外界因素影响其竖向变位。

基准梁必须具有相当的刚度（可以用I40a工字钢及工地其他现有材料）。

2.4测试方法

2.4.1试验加、卸载方式及位移观测

试验采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后方可进行下一级加载，达到预定的最大加载量，然后分级卸载至零。

试验前预加载试验。

在所有试验设备安装完成后，正式试验之前，应进行一次系统检查。

方法是对试桩施加一较小的荷载进行预压，目的是消除整个测量系统和试桩本身由于安装、桩头处理等人为因素造成的非桩身沉降，排除千斤顶和管路中的空气，检查管路接头、阀门等是否漏油等。

如一切正常，则卸载至零，待位移传感器及加载系统回零后，方可进行正式加载；

试桩桩顶沉降采用大量程位移传感器进行测量。

桩顶沉降测量方法：

在桩顶200mm以下位置两个正交的直径方向，对称布置4个大量程位移传感器或电子百分表，位移测试装置安装在两根基准梁上。

2.4.2试验加卸载规定

1）每级加载量拟定为最大加载量的1/10，第一级可取分级荷载的2倍。

2）卸载也应分级进行，每级卸载最取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。

3）加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不超过分级荷载的±10%。

2.4.3慢速维持荷载法试验应符合下列规定：

1）每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。

2）试桩沉降相对稳定标准：

每小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）。

3）当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。

4）卸载时，每级荷载维持1h，按第15、30、60min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。

卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为第15、30min，以后每隔30min测读一次。

5）在观测试桩桩顶沉降量的同时，对锚桩上拔量进行观测。

2.4.4终止加载条件：

1）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。

注：

当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm。

2）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准。

3）已达到设计要求的最大加载量。

4）当荷载～沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。

5）锚桩上拔量达到允许值。

2.5基桩侧阻力计算

为进行单桩荷载传递分析，即在桩顶荷载作用下桩身轴力沿深度的变化，试桩在灌注水下混凝土前，在钢筋笼不同深度位置（桩侧土层分界处）埋设钢筋应变计。

当桩进行静载荷试验时，钢筋应变计的振动频率由于受力就会发生变化，用振弦式频率仪测出钢弦的频率变化就可得出钢弦的受力大小，通过相关计算公式，即可得出桩身轴力，相邻两测试截面的轴力之差即为该段桩身侧阻力。

钢筋计埋设位置示意图将在试验细则中给出。

桩身轴力测试与加压荷载及沉降观测同步进行，在每级荷载加载完毕和稳定时，通过振弦式频率仪测读加载过程桩身各断面的受力。

2.6试桩桩头处理

试桩按设计要求进行施工，需要对试桩桩头进行加固处理。

施工单位对桩头的加固及处理按设计图纸上的相关设计规定执行。

2.7施工配合及测试时的注意事项

（1）施工单位按照设计施工锚桩及试验桩，试桩、锚桩的成孔、成桩应严格按照规范要求执行，确保质量，试验前在测试技术人员指导下进行锚桩反力系统的安装。

（2）在整个测试过程中施工单位做好导线保护、仪器设备的防震和免受气候等外在因素的影响等工作。

测试期间应保证不间断供电；在测试前，由施工