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关于锚杆验收中拉拔试验的探讨和研究高洪

发表时间：2020/9/9 来源：《基层建设》2020年第14期作者：高洪

[导读] 摘要：由于锚杆用途广泛，因此锚杆的拉拔测试涉及许多规范，这可能会在特定的测试程序、数据处理和决策制定方面有所作为，本文分析了关于锚杆验收中拉拔试验的探讨以及对以上问题的研究。

        杭州萧山建筑科学研究有限公司 311200
        摘要：由于锚杆用途广泛，因此锚杆的拉拔测试涉及许多规范，这可能会在特定的测试程序、数据处理和决策制定方面有所作为，本文分析了关于锚杆验收中拉拔试验的探讨以及对以上问题的研究。
        关键词：锚杆验收；拉拔试验；探讨
        锚杆是用于加固岩石和土壤的杆系统结构。如今，锚杆已广泛应用于技术实践中，锚杆的抗拔承载能力是决定锚杆承载效果的重要因素。因此，确保锚杆的抗拔能力得到认证是确认锚杆工程质量的最重要测试之一。在实际工程中，锚杆拉拔测试包含许多规范，这些规范会在某些测试过程、数据处理和决策制定方面有所作为，本文分析了关于锚杆验收中拉拔试验的探讨以及对以上问题的研究。
        一、锚杆的概述以及现状
        锚杆加固技术具有施工工艺简单、安全、可靠、经济的优点，广泛用于边坡、基坑、水坝、隧道和地下洞室，高容量锚杆的应用正在逐渐增加，例如，澳大利亚的Balingjack混凝土重力坝使用的高预应力锚（电缆）单锚的极限承载力为16250 kN。同时，锚固项目的安全性和耐久性越来越受到关注。锚点工程测试和监督的价值首先是了解岩石变形条件下锚杆力的大小、分布和变化，研究锚杆荷载传递机理。其次检查螺栓的设计参数和施工工艺，合理性为螺栓支架的设计提供了基础。最后检查螺栓安装质量是否符合设计要求，并评估和预测锚固工程的安全性和稳定性。目前，在国外用于检测和监视螺栓的技术和方法主要是以电阻应变型、振动线型和差动电阻型为代表的点应变型电测量传感器。这些类型的传感器通常会受到较差的干扰保护，耐用性和长期稳定性的困扰。由于信号传输距离短，无法完全满足现代岩石锚固项目的建设和运营过程中长期实时远程监控的需求。与传统的点型电测量传感器相比，分布式光纤传感技术最重要的优势在于它可以检测沿传感器光纤各个点的应力、应变、温度和其他信息，可以实现物体的全方位检测。它克服了传统的点型检测方法和许多导线的缺点，提高了检测效率。另外，用于传感的光纤具有优异的抗电磁干扰性、防水性、长期耐用性和长期稳定性。光纤又小又轻，便于固定在锚杆上。即使将其连接到锚杆，材料的一致性也没有问题，对锚的材料性能和机械参数几乎没有影响。由于光纤本身是检测器和传输介质，并且信号传输损耗小，因此可以实现远距离信号传输和自动监控。
        二、规格的选用
        当前，一般的土木工程锚杆通常用在斜坡、基坑和隧道上，但是笔者根据三种情况对当前的一般规范进行分类。首先《梯度工程技术规范》（GB50330—2013）：适用于岩石坡度小于30米，土壤坡度小于15米的建筑边坡和岩基坑边坡工程。其二《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120—2012）：适用于一般地质条件下的临时工I基坑支护工程。其三“基础设计的建筑基础规范”（GB50007—2011）：适用于工业和私人建筑物（包括结构）的边坡工程和基础坑支护。其四“锁和土壤锚（电缆）技术规范”（CECS22：2005）：适用于岩土工程的锚杆（包括边坡工程，基坑支护，隧道衬砌）。其五《岩石锚固和喷浆支护技术规范》（GB50086—2015）：适用于隧道、洞室、斜坡、基坑、结构、防浮、防倾、抗拉基础工程中的岩石基础工程土壤锚杆和喷浆混凝土支护项目。最后“高速公路工程质量检验和评估标准”（YrGF80，1-2004）：适用于高速公路工程和隧道工程锚杆。但是，本说明书中记载的是判断方法，没有规定试验工序，因此在适用本说明书时，在其他规格中未规定装卸工序、稳定性标记、破损标准，可以参照其他规范。
        三、试验过程的差异
        规格差异由于范围不同，锚杆拔出测试的要求也有所不同，本文对统计上的一些关键点进行了比较，如下表所示。
        （一）技术标准的选择
        在项目建设过程中，由于国家行业标准和地区标准的不同，质量标准也存在很大差异。建筑边坡工程过程必须首先弄清设计单位选择的当前国家标准。如果设计单位在设计文档中选择了不同的国家、行业和地区标准，则相关单位必须在锚杆验收测试之前要求设计单位。在某些性能标准下，在明确测试标准之前，不得使用目前用于地脚锚杆、检验和测试实验室的验收测试的国家标准进行相应的现场检查工作。
        （二）锚杆检验时检测条件
        接收并检查锚杆时，锚杆的当前状况和设备要求（米）存在缺陷或模棱两可。例如，以“建设边坡工程技术规范”> GB50330-2013为例。GB50330-2013仅规定：待测锚固强度达到设计强度的90％。之后，可以进行试验，没有明确规定其他试验环境条件。根据GB50330-2013的设计理念和验收标准，在检查锚杆时，锚杆的自由部分是自由的。我们知道它需要能够拉伸和变形，并且锚杆没有连接到任何其他支撑结构，在进行螺栓测试之前，反应环对锚杆拉出力检测的要求。如果未正确选择反应环，则在加载过程中会压缩反应环。测试数据对壳体也无效，对于锁紧锚杆，反作用环的内径不能太小，否则会影响测试数据的可靠性，请参阅相关法规。

        四、试验中需要注意的几个要点
        首先在《建筑基础设计标准》（GB50007-2011）中，锚杆抗拔力验收期间的测试载荷值不需要知道锚杆轴向拉力的设计值，按照0.85A f，IR值。原因是在锚杆的基础测试中，此代码要求估算的破坏载荷值小于锚杆承载力标准值的1.2倍，即，破坏载荷估计为0.83A，验收测试直接使用约0.85A'作为测试负载。其二“建筑基坑支护技术规范”（JGJ120-2012）和“地面锚（电缆）技术规范”（CECS22：2005）要求初始载荷为0.1N。在典型的锚固实验中，当使用OKN作为初始载荷时，初始载荷通常不是位移的增量，因为由于设备破损而提供位移和反作用力的松散的土层不一定是由螺栓引起的。其三拔出测试要求在施加每个载荷水平之后，再施加下一个载荷水平之前，位移必须稳定。但是，某些代码没有为每个级别指定稳定性标准。在这种情况下，基本的测试稳定性标准。其四《公路工程质量检验与评价标准》（JTGF80 / l-2004）仅提供采样频率和认证标准，对测试过程没有具体规定，可以参考其他适用规范。其五大多数代码指定了锚杆的弹性位移。如果测得的弹性位移小于下限，则自由横截面长度小于设计值，因此当锚杆位移时，锚杆的预应力损失会增加。当测得的弹性位移值超过上限时，表明水泥浆体与锚固部的杆体之间的粘结断开。最后《地锚螺栓和喷射混凝土支撑技术规范》（GB50086-2015）的验收测试主要针对预应力螺栓，实际上需要进行全面检查，占螺栓总数的5％。还需要对三个或更多锚杆进行多周期拉力验收，并对占锚杆约JR95％的锚杆进行单周期拉力验收。
        结语：综上所述，各种因素都会影响锚杆验收测试的结果。测试报告包含各种错误，但是有两个主要原因可以分析原因。首先是锚杆验收测试未按照利益相关者主导的规则、法规和技术标准进行。错误的测试报告将直接发布，甚至无需进行试用。其次施工单位、监视单位、检验实验室等技术人员不了解或不了解正确的锚杆验收测试，无法掌握技术的要点。应严格禁止出现第一种情况，并采取严格的监督和关键措施以防止发生这种情况。对于第二种情况，建议采取教育批评的态度来应对，逐步提高参会单位的技术水平，并加强监督控制措施防止出现“真实”的误报。
        参考文献：
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        [2]邓亮,张传庆,汤艳春,谭欢,崔国建,周辉.锚杆拉拔过程中径向力学响应特征研究[J/OL].人民长江:1-8[2020-08-04].http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1202.TV.20200323.2055.002.html.
        [3]王懿,汪迎红.关于锚杆验收中拉拔试验的探讨和研究[J].四川水泥,2017(12):318+311.