锚索验收试验报告

某高速公路第一标段左侧K6+580～+750（变更后）预应力锚索验收试验报告承包单位：888888888公司二〇一〇年十月二十日某高速公路第一标段左侧K6+580～+750预应力锚索验收试验方案一、工程概况左侧K6+580～+750段高边坡防护工程位于88888888888第一标段，因3月份雨水冲刷边坡出现开裂，设计增加两级刷坡，一级二级增设锚索框架梁防护。该坡高45.3米,为类土质边坡,上部坡积亚粘土,厚度约7米；其下为为全风化变粒岩，厚度约12米;砂土状强风化变粒岩，厚度约为6～15米；其下弱风化变粒岩。该边坡坡顶平缓，局部反坡，其中+700断面比较高，为控制边坡高度，因此综合考虑采用放缓结合适当加固方案。该坡分四级防护,中间设2m平台,由下而上坡率和防护措施为:第一级1：1.0,预应力锚索框架和拱形骨架植草交错布置;第二级1：1.0,预应力锚索框架和拱形骨架植草交错布置;第三级1：1.0,三维网植草防护;第四级1：1.0,三维网植草防护；第五级1：1.0,三维网植草防护;第六级1：1.0,三维网植草防护。两侧坡率按实际地形情况做适当调整.第一级1：1.0预应力锚索框架为单片六孔四索框架，下排孔深20m，中排孔深22m；上排孔深24m；锚固段均为14m。第二级1：1.0预应力锚索框架为单片六孔四索框架，下排孔深24m，中排孔深26m；上排孔深28m；锚固段均为14m。二、验收试验目的与依据1、验收试验目的检验施工质量是否达到设计要求，针对所有锚索进行；通过验收试验，可获知锚索受力大于设计荷载时的短期锚固性能，以及满足设计条件时锚索的安全系数。将验收试验结果和基本试验结果进行恰当的比较，可作为锚索长期性能评价的参考。2、试验依据(1)、《锚杆喷射砼支护技术规程》(GB50086-2001)(2)、《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22:2005)(3)、《公路路基设计规范》(JTGD30—2004)(4)、《公路路基施工技术规范》(JTJ033—95)(5)、高边坡锚索设计文件及相关通知。三、锚索验收试验方案与计算1、试验方案本合同段锚索设计为压力分散型，每束4根￠15.2无粘结钢绞线，分两个单元布置，设计锁定荷载为500KN，最大超张拉荷载为750KN。锚索张拉分为三个步骤：(1)进行整体预张拉，拉力为10%设计值（即50KN），以消除锚索非弹性变形；(2)分步进行差异荷载补偿张拉；(3)根据设计文件，初始荷载取0.3倍设计荷载，如果差异补偿张拉值大于0.3倍设计荷载，取差异荷载补偿张拉为初始荷载。(4)对锚索进行整体分级张拉：分别取锚索轴向设计值的0.5、0.75、1.0、1.2、1.33、1.5倍；(5)试验设备：本次试验采用河南开封市中原路桥设备有限公司生产的千斤顶，型号YDC-1100，压力表号09.3.26.1026，其校准方程y=ax+b=0.0477x+0.1，其中:x为千斤顶拉力(KN)，y为油表读数。具体详见标定证书。测量锚索位移量采用游标卡尺。(6)依据试验张拉设备标定的回归方程:y=ax+b=0.0477x+0.1，编制加荷等级与位移观测间隔时间表、荷载与油表读数关系表，明确张拉顺序。(7)当符合下列要求时，应判断验收合格：①在最大试验荷载下所测得的总位移量，应超过该荷载下锚筋自由段长度理论弹性伸长值的80%，小于100%理论伸长值。压力分散型锚索锚固段视为零，自由段分单元按实际长度计算。②在最后一级荷载作用下1～10min，锚头位移稳定，蠕变量小于1mm,或者2h内蠕变量小于2mm.2、荷载计算(1)差异伸长量计算按平均分配法计每根钢绞线拉力为750/4=187.5KN。根据设计文件，锚索张拉采用差异分步张拉，根据试验孔的锚索长度不同，分别计算差异伸长量，钢绞线伸长量△L（mm）按以下公式计算：△L=EAPL，式中：P——预应力筋的平均张拉力（取187.5KN）；L——预应力筋的长度（mm）；E——预应力筋的弹性模量（取1.933×105MPa,从试验报告取平均值所得）；A——预应力筋的截面积（取140mm2）。(2)差异荷载计算△P1=E·A·（△L1-2/L1）·2a:20m锚索:(锚固段14米)已知：E=1.933×105MP；A=140mm2锚索长L1=20m，L2=13m补偿张拉力P=500*1.5/4=187.5KN∆L1=P*L1/EA=0.1386m，∆L2=P*L2/EA=0.0901m∆L1-2=∆L1-∆L2=0.0485m∆P1=EA*∆L1-2*2/L1=131.25KNb:22m锚索:(锚固段14米)锚索长L1=22m，L2=15m补偿张拉力P=500*1.5/4=187.5KN∆L1=P*L1/EA=0.1524m，∆L2=P*L2/EA=0.1039m∆L1-2=∆L1-∆L2=0.0485m∆P1=EA*∆L1-2*2/L1=119.32KNc:24m锚索:(锚固段14米)锚索长L1=24m，L2=17m补偿张拉力P=500*1.5/4=187.5KN∆L1=P*L1/EA=0.1663m，∆L2=P*L2/EA=0.1178m∆L1-2=∆L1-∆L2=0.0485m∆P1=EA*∆L1-2*2/L1=109.37KNd:26m锚索:(锚固段14米)锚索长L1=26m，L2=19m补偿张拉力P=500*1.5/4=187.5KN∆L1=P*L1/EA=0.1801m，∆L2=P*L2/EA=0.1316m∆L1-2=∆L1-∆L2=0.0485m∆P1=EA*∆L1-2*2/L1=100.96KNe:28m锚索:(锚固段14米)锚索长L1=28m，L2=21m补偿张拉力P=500*1.5/4=187.5KN∆L1=P*L1/EA=0.1940m，∆L2=P*L2/EA=0.1455m∆L1-2=∆L1-∆L2=0.0485m∆P1=EA*∆L1-2*2/L1=93.75KN（2）锚索各单元补偿荷载及各锚索初始荷载列于下表各单元补偿荷载及各锚索初始荷载表部位一单元长度二单元长度补偿值(△P1)初始荷载备注第一阶下排20m13m31.25KN150KN第一阶中排22m15m119.32KN150KN第一阶上排24m17m109.37KN150KN第二阶下排24m15m109.37KN150KN第二阶中排26m17m100.96KN150KN第二阶上排28m19m93.75KN150KN四、锚索张拉顺序要求每一级稳压5～10min。①先预张拉50KN（10%设计值）；②张拉第一单元至△P1；③再加上第二单元张拉至初始荷载150KN（30%设计值）；④接着张拉250KN、375KN、500KN、600KN、665KN、750KN，稳压5～10min，接着卸载至150KN,然后加荷至设计值550KN锁定。⑤记录每级锚头位移读数，绘制荷载-位移曲线图（P-S）。施加应力与压力表读数对应数值表百分值施加应力X（KN）压力表读数(0.0477X+0.1)MP补偿值20m131.257.522m119.326.924m109.376.326m100.968.228m93.759.010%502.415%753.625%1256.030%1507.250%2501275%37517.9100%50023.9110%55026.3120%60028.7133%66531.8150%75035.8锚索张拉锁定理论弹性伸长量（短单元）Nt=500KN13M15M17M19M21M10%Nt0.00600.00690.00790.00880.009715%Nt0.00900.01040.01180.01320.014525%Nt0.01500.01730.01960.02190.024230%Nt0.01800.02080.02360.02630.029150%Nt0.03000.03460.03930.04390.048575%Nt0.04500.05200.05890.06580.0727100%Nt0.06000.06930.07850.08780.0970110%Nt0.06610.07620.08640.09650.1067120%Nt0.07210.08310.09420.10530.1164130%Nt0.07810.09010.10210.11410.1261140%Nt0.08410.09700.10990.12290.1358150%Nt0.09010.10390.11780.13160.1455五、锚索验收试验张拉读数记录详见附件：施表-21--锚索（杆）试验记录表六、张拉施工注意事项1、计算锚索各级张拉力对应的张拉千斤顶油压表读数。预应力锚索张拉施工使用的检测加荷设备张拉千斤顶（测力计、计时表等）在使用前应经计量检测单位进行校验标定，并在标定合格后的有效期内使用，同时应满足设计要求的精度。锚索使用张拉千斤顶的额定压力必须大于试验压力。2、当符合下列要求时，应判断验收合格：①在最大试验荷载下所测得的总位移量，应超过该荷载下锚筋自由段长度理论弹性伸长值的80%，小于100%理论伸长值。压力分散型锚索锚固段视为零，自由段分单元按实际长度计算。②在最后一级荷载作用下1～10min，锚头位移稳定，蠕变量小于1mm,或者2h内蠕变量小于2mm.3、整理试验报告，并绘制荷载一位移（P-S）曲线。七、锚孔的现场施工情况我部于2010年9月2日对该锚索进行了压浆施工，9月18日浇筑锚索框架梁完毕。于2010年10月18日随机抽检六个试验锚索进行了张拉验收试验。2、锚孔的施工（1）锚孔位置进行搭设平台、钻机就位，接通风管、电路，然后采用干钻法进行钻孔并记录详细的地质资料。钻孔直径130mm，钻孔所用的钻杆统一规格，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆数好，放整齐，做到钻杆用完孔深恰好到位。为避免孔底残渣影响试验，均比设计孔深度多0.2米。并在钻孔完成后，反复回钻3～5次，用高压风清孔，确保孔底无残渣，并保证注浆时水泥浆与孔壁的粘结。实际孔位和设计孔位误差控制在±10cm以内。（2）锚索采用Φ15.2mm的高强低松弛无粘结钢绞线，强度等级1860MPa。锚索分两个单元，每单元由两根等长无粘结钢绞线组成；内锚由钢质承载体组成。钢绞线通过特制的挤压簧和挤压套，利用挤压器将挤压套冷加工固定在锚索的端头，承载体采用45﹟钢加工制作，其厚度不小于2cm。锚索制作时，严格按照设计要求：每根钢绞线顺直，不扭不交叉，排列整齐，每个单元对称布置。钢绞线采用机械切割，锚固段每1.5米设置一个架线环，注浆管穿在锚索中间，绑扎固定直至最前端位置。锚索安装时，严格执行技术规范，使每根锚索顺利安装到位。锚索安装完成后，在每个单元锚索标上明显标记，保证压力分散型锚索荷载的施压。（3）锚索注浆采用P042.5普通硅酸盐水泥，配合比为水泥：水：减水剂：膨胀剂＝１：0.43：0.011:0.10，注浆采用孔底返浆方式，注浆压力为2MPa左左，施工时做好了详细施工记录。（4）锚索钢筋框架梁是为验收试验提供反力的装置，在施工过程中严把质量关，确保梁具有足够的强度，按设计要求配比浇制。经试验使用证明，梁质量好，能够满足试验要求。（5）锚索试验过程中，均未遇到特殊情况，锚索验收张拉试验顺利。八、试验结果分析及结论1、试验结果分析（1）试验情况简述：按照张拉程序可知，首先对长单元进行了差异荷载补偿张拉，然后千斤顶卸载后四根整体进行张拉，故记录表上最高级张拉伸长量记录值为短单元伸长总量。试验孔1-X-6：锚索为长单元20米，短单元13米，拉至最高一级750KN时伸长量为86.4mm，理论计算值为110.9mm，合格。试验孔1-Z-10：锚索为长单元22米，短单元13米，拉至最高一级750KN时伸长量为100.3mm，理论计算值为124.7mm，合格。试验孔1-S-2：锚索为长单元24米，短单元17米，拉至最高一级750KN时伸长量为103.5mm，理论计算值为124.7mm，合格。试验孔2-X-2：锚索为长单元24米，短单元