锚杆质量通病防治

锚杆质量通病防治锚杆被拔出桩折断排桩倒塌1．现象当挖土到基坑底，发现桩顶部挡土小墙倾侧甚多，顶部地面裂缝并延伸至围墙，旋即排桩倒塌，上部土体滑动，下水道塌陷，水涌入基坑，有的塌至街道，第一层锚杆从土中完全拔出，护坡桩折成三段，折点分别在二、三层锚杆处、折点处混凝土破碎，钢筋弯曲，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开裂。

2．原因分析(1)(1) 从事故现象看：第一层锚杆被拔出足以说明锚固长度显然不够，开始产生桩顶的大量位移和裂缝并延伸，足以说明其前兆。

当第一层锚杆的有效锚固长度不能胜任桩受的水平推力时，锚杆被拔出，此时桩受的水平推力集中到第二层锚杆支点，桩受到过大的不能胜任的弯矩而折断，而锚头拉脱、腰梁扭断、裂开是受到复杂的招矩拉力所致，直至整排桩被巨大力所推倒。

(2)(2) 从事故发生后核算中发现，原计算错误在于第一层锚杆间距为2m一根，第二层锚杆间距为1．5m一根，但计算桩受水平力系按单位长度(1m)计算，因此出现第一层锚团长度差1倍的误差。

作为设计计算者必须记住由于一时的疏忽而造成严重的后果。

3．防治措施(1)锚团长度的计算应反复核算，避免错误。

(2)在工程现场必须作测试，以发现计算上可能出现的错误。

(3)(3) 从事故发生的情况看，第一层锚杆的锚团长度非常关键。

因此认为多层锚杆支护体系的第一层锚扦锚因力特别重要，设计施工者应特别重视。

6．2．2 锚杆不起作用，桩折断，支护结构倒塌1．现象基坑较深，采用∮1．0m灌注桩、两层锚杆支护。

基坑挖到设计标高后不久，发现局部破坏，先是锚杆端部脱落，横梁掉下，桩间土开裂，继而裂缝增大，桩顶地面较远处发生裂缝，最后，桩断、支护结构倒塌，邻近自来水管断裂，基坑受泡，再次塌方，基坑一片汪洋。

2．原因分析锚杆端部脱落，说明预应力拉后锚头没有错固住，横梁掉下说明这一排锚杆在桩端没有受力，也就是锚杆不起拉结作用，使1m的大直径桩变成悬臂桩，受力后倾侧，桩间土开裂，位移大时桩顶地面开裂并发展较远，最后桩因受弯矩太大而折断。

3．防治措施(1)(1) 预应力施工应由有经验技工操作，如无经验，应经过培训并由有经验工人予以指导。

当锚头锚住后还应检查横梁(一般为工字钢)是否受力。

当发现横梁脱落，应立即停止挖土，研究原因，采取措施，如工地未能采取措施，则倒塌不可避免。

(2)基坑开挖时应作排桩的位移监测，随时可以发现桩有无大的位移，发现后应研究原因，采取措施。

6．2．3 支护结构倒塌1．现象基坑深16m，密排大直径∮1．0m灌注桩，一层锚杆，地面距护坡桩边缘建双层工棚及移动式办公室。

施工期间支护桩突然断裂，排桩倒塌，工棚滑入坑，造成重大事故。

2．原因分析(1)基坑边缘搭建工棚是重大违规事件，事故原因分析系地面超载，原设计未曾考虑这项外加荷载。

(2)基坑深16m，按该工程地质情况，一层锚杆的方案不安全，再加上超载，导致事故发生。

3．防治措施(1)(1)支护方案决不能在基坑边建设工棚，也不能在坑边堆放如钢筋类重物，必须堆重物或行驶塔吊、汽车吊时，应计算地面超载，以保证安全。

(2)(2)如能在基坑底上5m左右增加一层锚杆，则可增加安全，但也应将超载计算进去，计算锚杆锚固长度，灌注桩配筋、入土长度等。

6．2．4 锚杆倾角小，锚固力差1．现象锚杆设汁要求极限承载人为500kN，工程现场试验，倾角15o(与水平面的夹角)极限承载力仅为400kN，同样长度改变倾角为25 o后，极限承载力为600kN，满足设计要求。

2．原因分析锚杆的承载力与土体的极限摩阻力有关，一般情况下，上层土质较下层土质差，在同样锚固长度情况下，倾角小时锚固体深入较好土体长度少，如上述试验，锚杆锚团长30m，倾角15o时，在淤泥质粘土中约为15m，在粉质粘土中约为15m；而改为25 o时，锚固段在淤泥质粘土中约为3m，粉质粘土中约为14m，在粉砂中约为13m，从附表6-1可以看出不同土质的极限摩阻力差别很大。

3．预防措施(1)正式施工锚杆前必须作锚杆基本试验，得出倾角、锚团长度关系，提供设计研究决定。

(2)倾角必须适宜，按规规定：倾角为15o～25o，不大于45o。

选择合适角度及合适极限承载力是必要的。

6．2．5 锚县夹片滑脱，失去锚固作用1．现象锚具在拉锚固后不久，失起作用，即钢绞线在锚杆桩测试时不起拉结作用。

2．原因分析(1)经锚具、夹片等检验发现夹片硬度不足HRC=40，不符合规规定。

(2)当锚杆受力时，夹片对钢绞线因硬度不足而滑脱，预应力锚固后经不起受力而滑脱。

3．防治措施(1)夹片应采用表面渗碳工艺，提高硬度，使硬度HRC=50o～55o。

(2)钱杆施工完后应重新检查锚头有无松动、脱落，必要时重新将锚头拉一下。

(3)工厂交付锚具、夹片时应作详细检查验收，施工单位对锚具质量应切实负起责任。

6．2．6 锚杆与地下连续墙预留孔漏水涌砂1．现象基坑工程在做第二层锚杆施工时，墙外水压力较大，水及砂从预留孔与锚杆钻杆外套管间流入基坑，施工人员经验不足时，会将钻杆拔出造成坑大量涌水涌砂，造成附近变电室房屋开裂等事故。

2．原因分析(1)采用地下连续墙及锚杆支护的工程，一般在地下连续墙施工时，应在墙一定位置预留孔洞，以便锚杆施工时穿过，如图6-10所示。

锚杆外套管与地下墙预埋管之间的空隙造成水流通道，粉砂在水压力作用下涌入坑。

(2)拔出钻杆导致大量流砂从∮203孔中流入坑，造成地面塌陷、房屋开裂。

3．防治措施(1)在孔口设橡皮垫圈，以阻止砂与水涌人坑，见图6-10所示。

(2)在钻杆钻进时，保持钻头与外套管有一定距离，停钻时缩回外套管，避免水从套管进人基坑。

(3)灌注砂浆时保持砂浆压力(0．4～0．6MPa)。

(4)拔管时留下最后两节外套管，待水泥初凝后拔出。

附录Ⅰ单层锚杆支点计算(摘自《建筑基坑支护技术规程》JGJ120一99)单层锚杆支点力及嵌固深度如附图6-6及附图6-7所示。

1．基坑底面以下文护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离h c1可按下式确定(附图6-6)：e a1k=e p1k2．支点力T c1可按下式计算：T c1=(h a1∑E ac-h p1∑E pc)/(h T1+h c1)式中 e a1k——水平荷载标准值；e p1k——水平抗力标准值；∑E ac——设定弯矩零点位置以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和；h a1——合力∑E ac作用点至设定弯矩零点的距离；∑E pc——设定弯矩零点位置以上基坑侧各土层水平抗力标准值的合力之和；h p1——合力∑E pc作用点至设定弯矩零点的距离；h T1——支点至基坑底面的距离；h c1——基坑底面至设定弯矩零点位置的距离。

3．嵌固深度设计值h d可按下式确定(见附图6-7)：h p∑E pj+T c1(h T1+h d)-1.2γ0h a∑E ai≥0附录Ⅱ锚杆施工质量标准钱杆施工质量应符合下列要求。

1．注浆管宜与锚杆体绑扎在一起，一次注浆管距孔底宜为100～200mm，二次注浆管的出浆孔应进行可灌密封处理。

2．浆体应按设计配制，一次灌浆宜选用灰砂比1：1～1：2，水灰比0．38～0．45的水泥砂浆，或水灰比0．45～0．5的水泥浆，二次高压注浆宜使用水灰比0．45～0．55的水泥浆。

3．二次高压注浆压力宜控制在2．5～5．OMPa之间，注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行。

4．锚杆的拉与施加预应力(锁定)应符合以下规定：(1)锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级的75％后方可进行拉；(2)锚杆拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响；(3)锚杆宜拉至设计荷载的0．9～1．0倍后，再按设计要求锁定；(4)锚杆拉控制应力不应超过锚固体强度标准值的0．75倍。

5．锚杆倾角宜为15o～25o，且不大于45o。

6．锚杆锚固体上覆土厚度不宜小于4m。

7．锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准见附表6-1。

锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准附录Ⅲ土体与锚固体极限摩阻力标准值土体与锚固体极限摩阻力标准值sik二次灌浆、扩孔工艺时可适当提高。

2．本表摘自《建筑基坑支护技术规程》(JGJl20—99)。

6．3 基坑支撑系统6．3．1 钢支撑失稳1．现象大直径灌注桩，钢支撑支护，水泥搅拌桩作截水帐幕，基坑深8m、9m不等，当土方挖到设计标高时，一根支撑连杆断裂，围护桩大幅度位移，距坑5m 远的路面出现裂缝。

2．原因分析(1)设计支撑系统截面偏小。

(2)未考虑长细比影响，安全度严重不足，随着基坑开挖深度加大，支撑系统承受压力增大，造成杆件失稳破坏，支护桩大幅度位移。

3．防治措施(1)(1) 支撑系统的设计计算应按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120一99)中第4章第5节(4．5)支撑体系计算规定设计。

(2)(2) 对工程的具体情况，如土质情况，施工单位等，设计时在安全系数方面可予适当考虑，对建设单位要求节约应通盘研究考虑。

6．3．2 角撑未及时支撑造成地面裂缝l，现象双排小直径灌注桩加两层钢支撑及角撑，坑深6．5m，挖土到设计底标高时，围护桩发生滑移倾斜，造成道路及场地地面裂缝。

2．原因分析(1)(1) 为了挖土方便，下层支撑中的(斜)角撑未及时跟上支撑，改变了围护结构的受力情况，造成北边桩滑移倾斜，带动其他桩洲顷斜。

(2)挖土施工未按施工方案操作。

(3)市政道路地下水管破坏，大量水渗入基坑，降低土的力学指标。

3．防治措施(1)(1) 基坑工程必须按照施工方案规定施工，即如何分层挖土，何时加撑和斜角支撑等，千万不能马虎，必须按方案施工。

(2)(2) 较多工程若发现有地下水管或化粪池漏水现象，在设计前应调查了解，如发现问题则在设计时应将士的力学指标如φ，c值予以考虑，即将地质勘探提供的指标，计算时适当提高安全度，施工时发现有漏水，则应立即组织排除。

6．3．3 钢管支撑间距过大。

节点处理不当1．现象坑深11m，φ800钢筋混凝土灌注桩，设两道φ914×11钢管支撑，间距8m。

挖土至设计标高时，约30m长支护结构向坑侧倾斜2．5m，基坑底宽7m的土隆起1．8m，造成巨大经济损失，影响工期。

2．原因分析(1)支撑间距过大，支撑节点处理不当，延长数十米的结构向倾斜。

(2)灌注桩入土深度(嵌因深度不足)，引起坑土隆(3)基坑土的抗力不足，施工又逢雨季，基坑土体抗隆起稳定性不足，基坑实际已呈破坏状态。

3．防治措施(1)支撑体系应按规定计算确定间距，处理好节点，如做钢围檩并与围檩焊接好。

(2)必须验算灌注桩嵌因长度，以防止坑被动土水平抗力不足。

(3)雨季施工应有基坑施工方案，主要是控制地面及地下水。

6．3．4 钢管支撑弯曲破坏1．现象淤泥质粘土地质基坑深10m，φ800灌注桩，校长16m，两道φ914×11钢管支撑。