【摘要】廣州江南新苑A1～A6棟高層商住樓的基坑工程采用止水帷幕+排樁+錨索的支護方案,現場通過對錨索進行抗拔力試驗以檢測其加固效果。試驗結果表明, 錨索的總彈性位移和最大拉力均滿足設計要求。錨索的成功應用保證了基坑工程的安全, 錨索檢測成果對同類型基坑錨索檢測試驗研究具有一定的參考價值。
【關鍵詞】預應力錨索;基坑支護;抗拔檢測
1 工程概況
江南新苑A1-A6棟商住樓位于廣州市東曉南路與新港西路交匯處，最高層數31層，設2層地下室，基坑周長約為1034米，基坑開挖深度約為11米，采用人工挖孔灌注樁+預應力錨索支護，采用深層水泥攪拌樁止水。
工程共有支護樁317根，設計樁徑 1.2米，設計樁長約15米，樁間距1.6米;共設置兩道預應力錨索577根，錨索采用3索或4索7φ5高強度低松弛鋼絞線，設計長度為21至28米;傾角主要為-25°和-30°;設計軸向抗拔力420至600kN;成孔直徑150毫米。采用32.5R普通硅酸鹽水泥配漿注漿，水灰比為0.5，施工采用水泥漿清孔及二次注漿工藝，第一次注漿采用常壓0.4-0.6Mpa,4-6小時內進行二次注漿，壓力要求為1.2-2.0Mpa，要求漿體強度大于20Mpa。
2 地質條件
第(1)層 填土(Qml)：雜色，結構松散，主要由粘性土、粉土及少量碎石組成。層面埋深： 0.00～3.70米，層厚：0.20～6.80米。
第(2)層 粉質粘土(Q4al+pl)：灰、深灰～灰黑色，軟塑～可塑，以軟塑為主，含粉細砂。層面埋深：2.50～6.30米，層厚：1.10～3.40米。
第(3)層 粉土(Q4al+pll)：淺黃色，稍密～中密，以中密為主，濕，含多量中粗砂，局部夾薄層粉質粘土。層面埋深：1.30～6.30米，層厚：0.60～3.90米。
第(4)層 粉質粘土、粘土( Q3al+pl)：黃紅、淺灰黃色，可塑～堅硬，含少量中粗砂，局部地段夾薄層粉土。
第(5)層 中粗砂，局部為細砂(Q3al+pl)：灰白色、黃色，以中密為主，局部稍密或密實，飽和，顆粒均勻，層面埋深：7.80～10.10米，層厚：0.50～3.30米。
第(6)層 粉質粘土：棕褐色、褐紅色、灰褐色，可塑～堅硬，含粉細砂或中粗砂，間夾粉土，主要由粉細砂巖、粗砂巖風化而成。
第(7)層 基巖，為白堊系上統(K2s)的粉細砂巖、粗砂巖夾砂礫巖，全風化～微風化，巖芯呈褐紅色、棕褐色，呈中厚層狀產出,主要由泥鈣質、鈣質、鐵鈣質膠結。
按含水介質特征劃分，第四系土層賦存孔隙水，基巖賦存裂隙水。
勘探期間實測鉆孔靜止地下水位埋深為：0.70～4.90米。
3 檢測依據
檢測依據的規范主要有《廣州地區建筑基坑支護技術規程》(GJB 02-98)、《建筑基坑支護技術規程》(JGJ 120-99)、《巖土錨桿(索)技術規程》(CECS 22：2005)。
根據以上規范的相關規定，判定本工程錨索驗收合格標準如下：
(1)錨索錨頭位移應超過自由段長度理論彈性伸長量的80%,且應小于自由段長度與1/2錨固段長度之和的理論彈性伸長量;
(2)在最大檢測荷載作用下錨頭位移趨于穩定。
當出現下列情況之一時即認為錨桿達到破壞標準：
(1)后一級荷載產生的錨頭位移增量達到或超過前一級荷載產生位移增量的2倍;
(2)錨頭位移不穩定;
(3)錨桿桿體拉斷;
(4)錨頭總位移超過設計允許位移值。
4 抽檢錨索有關參數
根據施工圖紙及相關規范的要求，抽取支護樁錨索總數5%進行抗拔力檢測。
則共需檢測錨索29根，列舉其中的6根，其有關參數如下：
表(1) 抽檢錨索有關參數
錨索
編號 |
抗拔力設計值(kN) |
錨索
規格 |
鉆孔直徑(mm) |
鉆孔
深度(m) |
錨固段長度(m) |
自由段長度(m) |
施工
日期 |
試驗
日期 |
|
A-1-6 |
420 |
3×7φ5 |
150 |
24 |
18 |
6 |
08.11.7 |
08.11.22 |
|
B-1-31 |
400 |
3×7φ5 |
150 |
21 |
15 |
6 |
08.11.11 |
08.11.26 |
|
K-1-21 |
530 |
4×7φ5 |
150 |
24 |
18 |
6 |
08.11.5 |
08.11.20 |
|
A-2-5 |
450 |
3×7φ5 |
150 |
21 |
16 |
5 |
08.12.5 |
08.12.20 |
|
L-2-60 |
560 |
4×7φ5 |
150 |
25 |
20 |
5 |
08.11.27 |
08.12.11 |
|
K-2-32 |
600 |
4×7φ5 |
150 |
24 |
20 |
5 |
08.11.20 |
08.12.5 |
5 檢測方法及設備
試驗應按相關規范規程的有關規定進行，試驗抗拔荷載由穿孔油壓千斤頂安裝在錨索上進行逐級加荷，所加荷載大小經計算轉換由油壓表讀出，錨索在荷載作用下而產生的錨頭位移采用游標卡尺測讀。具體要求如下：
(1)錨索試驗前對千斤頂等設備儀器進行標定;
(2)驗收最大試驗力為設計值1.2倍;
(3)每級加荷后應測讀錨頭位移三次;
(4)加載卸載等級和觀測時間如下表：
表(2) 驗收試驗錨索加載卸載等級和觀測時間
|
荷載（Nu%） |
10 |
25 |
50 |
75 |
100 |
120 |
10 |
|
時間（min） |
5 |
5 |
5 |
10 |
10 |
15 |
5 |
檢測所用儀器設備見下表：
表(3) 現場檢測設備
|
序號 |
儀器設備名稱 |
儀器設備編號 |
規格型號 |
|
1 |
液壓千斤頂 |
10 |
YCW100B |
|
2 |
電動油泵 |
422500S |
ZB4-500 |
|
3 |
油壓表 |
08.10.106 |
YB-150 |
|
05.08.29.8136 |
|
4 |
游標卡尺 |
3-6102459 |
千分尺 |
7 數據處理方法
(1)錨索實際變形量計算
在加載前，首先量取錨頭伸出量S1(初始值)，加載至某荷載后量取錨頭伸出量SX，則在該荷載作用下錨頭位移伸長量S=SX-S1。
(2)錨索理論變形量合理范圍值計算
根據規范要求，錨索錨頭位移應超過該荷載下桿體自由段長度理論彈性伸長量的80%,且應小于自由段長度與1/2錨固段長度之和的理論彈性伸長量;
即X1=0.8NLf/EA，X2=N(Lf+La/2)/EA
其中X1為錨索理論變形量合理范圍下限值，X2為錨索理論變形量合理范圍上限值，N為施加荷載，E為錨索彈性模量，A為錨索橫截面面積，Lf為錨索自由段長度，La為錨索錨固段長度。
本工程錨索采用фJ15.24高強度低松弛鋼鉸線，強度等級為1860Mpa,彈性模量約為1.95×105Mpa，鋼絞線橫截面面積為140mm2。
8 檢測結果匯總
(1)檢測結果按每級荷載對應的錨頭位移列表整理;
(2)根據檢測資料繪制錨索荷載—位移(Q～s)曲線;
(3)錨索驗收試驗結果如下表：
表(4) 錨索驗收試驗結果
錨索
編號 |
最大試驗荷載
(kN) |
最大試驗荷載作用下錨索變形(mm) |
自由段長度變形計算值的80% (mm) |
自由段長度與1/2錨固段長度之和的彈性變形計算值(mm) |
|
A-1-6 |
504 |
53.74 |
29.54 |
92.31 |
|
B-1-31 |
480 |
62.84 |
28.13 |
79.12 |
|
K-1-21 |
636 |
72.38 |
27.96 |
87.36 |
|
A-2-5 |
540 |
68.98 |
26.37 |
85.71 |
|
L-2-60 |
672 |
69.98 |
24.62 |
92.31 |
|
K-2-32 |
720 |
68.80 |
26.37 |
98.90 |
8 成果分析及結論
檢測過程儀器運行正常，未出現大的異常現象;錨索在最大試驗荷載作用下，錨頭位移及油壓表讀數相對較穩定，從表中數據可以看出，后一級荷載產生的錨頭位移增量均小于2倍的前一級荷載產生位移增量，錨索荷載-位移曲線近似成直線，間接說明錨索變形近似彈性變形;從上表中可以看出，在最大荷載作用下的錨索錨頭位移大于自由段長度變形計算值的80%，且小于自由段長度與1/2錨固段長度之和的彈性變形計算值(少數錨索變形較大)。所檢錨索卸載后殘余變形量不太大，也說明錨索變形大部分為彈性變形。
根據《廣州地區建筑基坑支護技術規程》(GJB 02-98)、《建筑基坑支護技術規程》(JGJ 120-99)、《巖土錨桿(索)技術規程》(CECS 22：2005)的標準要求，判定：本工程所有檢測錨索的軸向承載力均不低于設計單位所提出的設計值，錨索滿足驗收標準。
