2016.7锚杆拉拔检测

第二节 拉拔试验
熟悉
（1）锚杆施工质量检测仪器
掌握
（1）锚杆拉拔试验
（2）土钉拉拔试验
（3）锚杆检测流程及注意事项
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验属于传统的锚杆锚固质量静力法检测。 进行拉拔试验时，将液压千斤顶放在托板和夹具之间，装好夹具，施加一 定的预应力，然后用手动液压泵加压，同时记录液压表和位移计上的对应度 数，当压力或者位移读数达到预定值时，或者当压力计读数下降而位移计读 数迅速增大时，停止加压，测试后，可整理出锚杆的荷载-位移曲线，进而 分析得出锚杆的锚固质量。
锚杆(索)、土钉检测
撰稿：上海海东工程检测有限公司 雷佳祥
授课：上海海东工程检测有限公司 朱文献
2012.7.26
岩土锚杆(索)技术规程 CECS 22:2005
目 录
1.概述
1.1 锚杆支护 1.2 土钉支护
2.拉拔试验
2.1 锚杆拉拔试验 2.2 土钉抗拔试验
2.2锚杆检测流程及注意事项
第一节 概 述
基本规定
加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷 载要求。 计量仪表(测力计、位移计)等应满足测试要求的精 度。 基本试验和蠕变试验锚杆数量不应少于3根，且试 验锚杆材料尺寸及施工工艺应与工程锚杆相同。
验收试验锚杆的数量应取锚杆总数的5%，且不得 少于3根。
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
在最后一级荷载作用下1～10min锚杆蠕变量不大于1.0mm，如超过，则6～60 min内锚杆蠕变量不大于2.0mm。
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
蠕变试验
（1）锚杆蠕变试验加荷等级与观测时间应满足表9.3.2的规定， 在观测时间内荷载应保持恒定。 （2）每级荷载按时间间隔（第）1、2、3、4、5、10、15、20、3 0、45、60、75、90、120、150、180、210、240、270、300、33 0、360min记录蠕变量。 （3）试验结果宜按每级荷载在观测时间内不同时段的蠕变量列表整 s2 s1 K 理，并绘制蠕变量-时间对数曲线，蠕变率可由下式计算： c lg(t t )
按不合格锚杆所在位置或区段，核定实际达到的抗力与设计抗力的差值，并 采用增补锚杆的方法予以补足。
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
锚杆施工质量检测仪器
锚杆测力计是进行拉拔试验和对锚杆 施加预应力的主要工具。
图6.2-2 利用张拉设备进行锚杆拉拔试验
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
锚杆施工质量检测仪器
按锚固形式分有：机械式和粘结式； 按注孔形式分有：一次注浆式和二次注浆式； 按张拉方式分有：群锚张拉和单束张拉或分束张拉等。
1.2 锚杆支护
锚杆构造
(a) (b) 图6.1-1 土层锚杆示意图 (a) 锚杆的组成 (b) 锚头构造
锚杆(索)主要有以下部分组成：杆体、锚固剂、垫板(托板)、紧固器(锚 杆螺母) 。 当锚杆受到外力作用时，拉力首先通过杆体与周围的锚固剂之间的侧摩阻 力将力传递到锚固剂中，然后再通过锚固剂与周围土体之间的侧摩阻力将 力传递到周边锚固土层中。
钢筋混凝土锚杆 聚氨酯锚杆
1.2锚杆支护
锚索的分类
锚索，在锚喷支护技术中，锚索占有重要地位。与上述锚杆相比，主要 有两个特点： 锚索的长度一般不受限制，可根据实际需要来确定，使其能够锚固到 深部比较坚固稳定的岩层中去； 可施加相当数量级的预应力，是一种有效的主动支护形式。
锚索的类型比较复杂，按不同的方法分类，可以有多种类型。
锚杆基本试验应采 用分级循环加荷、 卸荷载法，加荷等 级与锚头位移测读 间隔时间应按表9. 2.3确定。
2.1 锚杆拉拔试验
基本试验
锚杆破坏标准 ① 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倍时；② 锚头位移持续增长；③ 锚杆杆体破坏。
试验结果宜按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理，并绘制锚杆荷 载—位移(Q-s)曲线，锚杆荷载—弹性位移(Q-se)曲线和锚杆荷载—塑 性位移(Q-sp)曲线。
2 1
(4) 蠕变试验的验收标准为最后一级荷载作用下的蠕变率不应大于 2.0mm/对数周期
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
不合格锚杆处理
锚杆验收不合格时，应增加锚杆试件数量。增加的锚杆试件应为不合格锚杆的 3倍。 对不合格的锚杆，若具有能二次高压灌浆的条件，应进行二次灌浆处理，待 灌浆体达到75%设计强度时再按验收试验标准进行试验；否则应按实际达到 的试验荷载最大值的50%（永久性锚杆）或 70%（临时性锚杆）进行锁定， 该锁定拉力可按实际提供的锚杆承载力设计值Байду номын сангаас以确认。
① 初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍，分级加荷值取锚杆轴向拉力设计 值的0.50、0.75、1.00、1.20、1.33和1.50倍。加荷速度宜为 50kN/min~100kN/ min；卸荷速度宜为100kN/min~200kN/min。 ② 验收试验中，每级荷载均应稳定5～10min，并记录位移增量。最后一级试验 荷载维持10min。如在1 ～10min内锚头位移增量超过1.0mm，则该级荷载应再维 持50min，并在第15、20、25、30、45、60min时刻记录位移增量 ； ③ 在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于3次（1，6,10min)； ④ 达到最大试验荷载后观测15min，卸荷至0.1Nt并测读锚头位移，然后加荷至锁 定荷载锁定。并按每级荷载对应的锚头位移列表整理，并绘制锚杆荷载—位移(Q-s) 曲线。
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到设计强度 等级的时75%可进行锚杆试验。(《建筑物基坑支 护技术规程》JGJ12O-2010) 锚固体灌浆强度达到设计强度的90%后可进行锚杆 试验。（ 《建筑地基基础设计规范》GB50007-20 11） 加载装置(千斤顶、油泵)的额定压力必须大于试验 压力，且试验前应进行标定。
1.4 锚杆与土钉的区别
土钉与锚杆从表面上看有类似之处，但二者有着不同的工作机理。锚杆沿全 长分为自由段和锚固段，在挡土结构中，锚杆作为桩、墙等挡土构件的支点，将 作用于桩、墙上的侧向土压力通过自由段、锚固段传递到深部土体上。除锚固段 外，锚杆在自由段长度上收到同样大小的拉力；但是土钉所受的拉力沿其整个长 度都是变化的，一般是中间大，两头小，土钉支护中的喷混凝土面层不属于主要 挡土部件，在土体自重作用下，它的主要作用只是稳定开挖面上的局部土体，防 止其崩落和受到侵蚀。土钉支护是以土钉和它周围加固了的土体一起作为挡土结 构，类似重力式挡土墙。 另外，锚杆一般都在设置时预加拉应力，给土体以主动约束；而土钉一般不 加预应力的，土钉只有在土体发生变形以后才能使它被动受力，土钉对土体的约 束需要以土体的变形作为补偿，所以不能认为土钉那样的筋体具有约束机制。另 外，锚杆的设置数量通常有限，而土钉则排列较密，在施工精度和质量要求上都 没有锚杆那样严格。当然锚杆中也有不加预应力并沿通长注浆和土体粘结的特例， 在特定的布置情况下，也就过渡到土钉上了。
按实测仪器工作原理不同，可将锚杆测力计区分 为机械式、液压式、电子式、光弹式和振弦式等。 目前国内常用的锚杆测力计主要有ML型 锚杆拉力计、ZY型系列锚杆拉力计。
ZY型系列锚杆拉力计
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
锚杆施工质量检测仪器
图6.2-4 ZY型系列锚杆拉力计 1-手动泵；2-液压缸；3-圆环压力传感器；4-位移传感器；5-压力—位移表；6-高压胶管
锚杆基本试验荷载-位移曲线
锚杆荷载-弹性位移、荷载-塑性位移曲线
2.1 锚杆拉拔试验
验收试验
验收试验的目的是锚杆施工质量是否达到设计要求。
永久性锚杆的最大试验荷载应取 锚杆轴向拉力设计值的1.5倍； 临时性锚杆的最大试验荷载应取 锚杆轴向拉力设计值的1.2倍。
锚杆验收试验加荷等级及锚头位移 测读间隔时间应符合下列规定：
锚杆拉拔试验分为基本试验、验收试验和蠕变试验。
基本试验
锚杆的各项试验， 其最大试验荷载不 应超过杆体极限抗 拉力值的0.8倍
基本试验的目的是确定锚固体与岩土层间粘结强度 特征值，锚杆设计参数和施工工艺，通过现场原型试验 直接获得锚杆承载力结果为设计提供依据。 对任何一种新型锚杆，或锚杆用于未曾用过的地层 时，必须进行进行抗拔试验。
1.1 锚杆基本概念
• 锚杆(索) ——将拉力传至稳定岩层或土体的锚固体系。当采用钢绞线或 高强钢丝束作杆体材料时，也可称为锚索。 • 锚头——锚杆的外露端。 • 土层锚杆——锚固于土层中的锚杆。 • 岩石锚杆——锚固于岩层内的锚杆。 • 预应力锚杆——借助杆体自由段的弹性伸长施加预应力的锚杆。 • 非预应力锚杆——不施加预应力的锚杆。 • 永久性锚杆——设计使用期超过24个月的锚杆。 • 临时性锚杆——设计使用期不超过24个月的锚杆。 • 基本试验——现场的锚杆极限抗拔力试验。采用分级加荷、卸荷的增量 试验法，记录起始荷载下和每次加荷、卸荷时锚杆的位移。 • 验收试验——为确认工程锚杆对锚杆设计荷载的安全性而进行的锚杆试 验。采用荷载分级增量试验法，并记录每级荷载作用下锚杆的位移。 • 蠕变试验——确定锚杆在恒定荷载作用下位移随时间变化规律的试验。 • 拉力设计值——锚杆在设计使用期内可能出现的最大拉力值。 • 弹性位移——锚杆试验时测得的可恢复的位移。 • 塑性位移——锚杆试验时测得的不可恢复的位移。
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
锚杆验收试验曲线
2.1 锚杆拉拔试验
锚杆拉拔试验
验收试验
当符合下列要求时，应判定验收合格 拉力型锚杆在最大试验荷载下所得的弹性位移量 ，应超过该荷载下杆体自由端 长度理论弹性值的80%，且小于杆体自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹 性变形值。
1.3 土钉支护
概述
所谓“土钉”，就是置入于现场原 位土体中以较密间距排列的细长杆件， 如钢筋或钢管等，通常还外裹水泥砂浆 或水泥净浆浆体(注浆钉)。
土钉的特点是与周围土体接触，以群体起 作用，与周围土体形成一个组合体，在土体 发生变形的条件下，通过与土体接触界面上 的粘结力或摩擦力，使土钉被动受拉，并主 要通过受拉工作给土体以约束加固或使其稳 定。土钉的设置方向与土体可能发生的主拉 应变方向大体一致，通常接近水平并向下呈 不大的倾角（5° ～20 ° ）。
1.2 锚杆支护
锚杆的分类
锚杆支护作为一类支护方式，主要有下述几种具体的形式： (1) 单体锚杆支护； (2) 锚杆 ＋ 喷射混凝土(或砂浆)支护，简称锚喷支护； (3) 锚杆 ＋ 网支护，简称锚网支护； (4) 锚杆 ＋ 网 ＋ 喷射混凝土支护，简称锚网喷支护； (5) 锚杆 ＋ 钢带支护，简称锚带支护； (6) 锚杆 ＋ 网 ＋ 带支护，简称锚网带支护； (7) 锚杆 ＋ 桁架支护，简称锚桁支护； (8) 锚杆 ＋ 网 ＋ 桁架支护，简称锚网桁支护； (9) 锚索支护。 以上属于一次支护形式，对于地压大、变形严重的软岩、破碎、膨胀等地 下工程，或永久性重要地下工程可采用二次支护形式，即在一次支护的基础 上，再复喷混凝土，或现浇混凝土及钢筋混凝土，或架设金属支架、钢筋混 凝土弧板，或砌筑料石碹等。
ML型锚杆拉力计
2.2 土钉抗拔力试验
锚杆极限承载力取破坏荷载的前一级荷载，在最大试验荷载下未达到规 定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载。
当每组试验锚杆极限承载力的最大值不大于30%时，应取最小值作为锚 杆的极限承载力。当最大值大于30%时，应增加试验锚杆数量，且按95 %保证概率计算锚杆的极限承载力。
2.1 锚杆拉拔试验
基本试验
1.2 锚杆支护
锚杆的分类
被 锚 固 对 象 是 否 施 加 应 力 受 力 方 式 杆 体 材 料
岩层锚杆 土层锚杆
预应力锚杆 非预应力锚杆
拉力型锚杆 压力型锚杆
木锚杆
竹锚杆
金属锚杆
其他，还有水泥砂浆锚杆、弹孔单一锚固锚杆(传统式) 和单孔复合锚固锚杆(SBMA法)、临时锚杆(使用期小于2 年)和永久锚杆(使用期大于2年)、缝管锚杆、水涨式锚 杆、自钻式锚杆、中空注浆锚杆等等。