扩大头锚杆

扩大头锚杆在基坑支护工程中的应用摘要：以某项目深基坑支护工程为例，介绍了扩大头锚杆在特殊地质条件下的应用及扩大头锚杆的承载力试验数据，结果表明：扩大头锚杆抗拔力高，可靠性高，经济效果显著。

关键字：深基坑扩大头锚杆实验数据

Application of the expansion of soil anchor in the foundation pit support Abstract：Coupled with the case of deep foundation pit support of Item, introduces the expansion of soil anchor in the application of special geological conditions and the data of bearing strength test ,the results show that: the expansion of soil anchor of pulling power is high, reliability is strong，economic effect is remarkable.

Key word：deep foundating pit bit expansion soil anchor experiment data

0 引言

锚杆的抗拔力是锚杆工程的一个最重要的技术经济指标,是锚杆施工技术水平的一个最主要的参数。提高锚杆的抗拔力水平具有显著的技术经济价值。传统的通过增加锚索根数或长度方法,往往投资加大,特别是大部分工程受到施工条件的限制，依靠增大锚固段的长度来提高抗拔力是有一个限度的。本文介绍了扩大头锚杆技术在太原某基坑支护工程的应用,对扩大头锚杆做了抗拔试验以确定锚杆的极限承载力。

1 例举工程实例

1.1 工程概况

该项目的拟建场地位于某市建设大街南侧、中年路东侧、新南路西侧的迎西大街165号，北距迎西大街9.7m。

1.2 工程水文地质情况

场地内最主要地层为第四系地层，场地主要地层自上而下依次为：

⑴人工填土：褐色，含云母、煤屑、砖块、碎石，湿、可塑状态。

⑵粉质粘土：褐色，含云母、氧化铁、氧化铝，局部夹砂土或卵石。

⑶粉土：褐色，含云母、煤屑、氧化铁、氧化铝等，夹细砂、卵石。

⑷细中砂：褐黄色，含云母、较多卵石、圆砾，夹薄层粉土、粉质粘土。

⑸粉土：褐色，含云母、氧化铁、氧化铝等，夹粉质粘土、砂土或薄层。

⑹细砂：褐黄色，含云母、氧化铁，零星卵石、圆砾。

各土层有关力学参数见表1

表1 地层物理力学性质

响很大，本工程基坑侧壁安全等级确定为1级。因此，基坑支护采用钢筋混泥土灌注桩+多排锚杆。在设计中，我们采用扩大头预应力锚杆，达到节省工程造价的目的。

2 扩大头锚杆技术的实施要点

施工准备→钻孔→扩大头注浆→安放拉杆→二次注浆→养护→安装锚头→张拉。

锚杆扩大头设计, 锚杆扩大头是关系到土层锚杆成败的关键, 采用高压喷射扩孔法，包括如下工艺步骤：⑴采用钻机钻孔至设计深度形成锚孔；⑵用钻机控制高压管将安装在高压管前端的喷头放入锚孔内待设置扩大头的位置，喷头通过高压管的中空通道与连接在高压管后端的高压泵连通；⑶高压泵将喷射液体增压后通过高压管的中空通道输送到喷头并经设置在喷头上的喷嘴喷射出来，冲击锚孔孔壁的土体使锚孔扩大，所使用的喷射液体至少在喷射完成时是水泥浆；⑷将锚杆杆体放入锚孔内。根据测试,扩孔直径一般在1. 2～1. 5m ,扩孔效果好。由于锚杆扩大头直径大,抗拔力高,为了避免钢绞线杆体与水泥固结体之间，成为影响锚杆抗拔力的薄弱环节,对扩大头注浆我们采用了高压砂浆泵灌注1 :1 的水泥砂浆,以提高锚固体的强度以及锚固体与钢绞线杆体之间的咬合力。

3 扩大头锚杆承载力试验研究

扩大头锚杆的承载力，是指锚杆锚固体所能够承受的极限拉拔力，其数值大小等于土层与锚固体的摩擦力总和，它由锚固段锚固体与土体摩擦力与扩大头端部阻力两部分组成。该试验锚杆MG1长度为24m，扩大头锚固长度为5m，扩大头锚固段直径为1.3m，锚杆钻孔直径为140mm，其倾角为35○。其基本实验采用循环加、卸荷载法，

反复实验加载系统由高压油泵、空心千斤顶及专用夹具组成。本次试验的最大荷载为1250kN。试验时，初始荷载取最大试验荷载的0.1倍,每级加荷增量取最大试验荷载的0.1倍，即本文初始荷载取125KN，加荷等级增量取250KN。锚杆的破坏标准：⑴后一级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；⑵锚头位移不稳定；⑶锚杆杆体拉断。将锚杆的拉拔试验结果绘成P-S曲线（图1），根据P-S曲线得出其相应弹、塑性位移曲线（图2）。

图1 MG1锚杆P-S曲线

Fig.1 P-S curve of MG1 soil anchor

图2 MG1锚杆弹塑性变形曲线

Fig.2 The elastic plastic deformation of MG1 soil anchor

在砂土、粘土地层中的锚杆拉拔力和变形关系曲线，可以反映出锚杆的某些工作特征和变形规律。由P-S曲线看出，锚杆的变形随载荷的增加而增大，锚杆的变形增长速率较大，当载荷由1125KN加到1250KN过程中，钢绞线被拉出，锚杆发生破坏。从弹塑性位移曲线可以看出，载荷增加到1125KN时，弹、塑性位移逐次增加，分别为92.39mm,69.51mm。当载荷增加到1250KN时，弹、塑性位移发生突变，分别为36.1mm，163.69mm，数据说明锚杆发生破坏。MG1型锚杆从实验情况来看，设计抗拔力能达到1125KN，扩大头的效果显著，比普通预应力锚杆抗拔力大大提高，从现场的情况看，采用了扩大头土层锚杆，护壁桩纹丝不动，基坑土壁处于垂直状态，也不曾发生坍塌，周围的建筑物安然无恙，街道上载重汽车正常行驶，不受影响。

4 结语

随着我国重大工程的建设与施工，锚杆支护作为一种经济有效的支护方式将会得到更广泛的应用，而扩大型锚杆凭其独特的性能优势，也将会在越来越多的实际工程中发挥它的积极作用。土层扩大头锚杆具有使用条件广，受周围情况影响小，有较高安全性等好处，可获得较好的社会效益和经济效益，应用过程中得出以下几个结论：

⑴扩大头锚杆特别适合于土质条件差、深度大、临近有建筑物，对变形要求高的基坑。而且更重要的是扩

大头锚杆位移小的特别适用于地下室的抗浮要求。而且可推广在抗浮锚杆的应用中。

⑵锚杆的钻孔深度必须超过土层滑动面，并须在稳定土层中达到足够的有效锚固长度，一般有效锚固长度

为5～6m，太短了不可靠，太长了锚杆抗拔力增加甚微，同时要求锚杆扩大头必须置于具有一定抗剪强度的土层中，否则不足以提供要求的锚固力。

⑶扩大头锚杆的抗拔力比普通锚杆显著提高，可靠性也比普通锚杆高。

参考文献

[1] 曾庆义,李爱国. 高吨位土层锚杆扩大头技术的工程应用[J ] . 岩土工程界：2004,7（8）：58-61