软土地区抗浮锚杆的力学与变形特性研究

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工作锚杆测试结果 锚杆施工过程中进行了非破坏性
检测，主要检验锚杆能否达到设计要 求的极限荷载 （即($" &’） 。 检测中均加 载至($# &’， 结果表明， 除 #号锚杆及第 五批试验中部分锚杆外，其余锚杆在 设计极限荷载下基本呈线性变化， 说 明锚索的抗拔极限荷载均大于 ($# &’； 而#号锚杆在张拉荷载为 ("" &’左右时 位移变化开始加速增大。在各锚索的 试验张拉过程中对地面的观测发现， 基本在张拉荷载为 (!" &’ 左右地 面 开 始出现第一条裂缝， 和破坏性试验的 $ 根锚杆出现裂缝在一个水平上，说明 工作锚杆和试验锚杆的极限承载力较 接近。亦可根据上述现象简单推算工 作锚杆的实际极限抗拔力。 锚杆在设计极限荷载下的上拔位 移见表 (，从表 ( 可看出其上拔位移最 小还不到 ( )) （仅为 "-#* ))） ， 最大则 平均为 #-#, ))， 稍小于 达到 ((-!( ))， 已有文献报道中硬土层或软岩土层中
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华锦耀， 郑 定 芳+地 下 建 筑 抗 浮 措 施 的 选 用 原则 + 建筑技术 789 ， （$ ） ： !""$ ， $/ !"!6!"$ 贾金青， 宋 二 祥+滨 海 大 型 地 下 工 程 抗 浮 锚 杆 的 设 计 与 试 验 研 究 + 岩 土 工 程 学 报 789 ， （* ） ： !""! ， !/ 0*:600(
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在滨海地区，由于地下水水位较 高，当结构的自重荷载不足以抵抗地 下水的浮力时，地下建筑物的抗浮问 题也就随之而来。一般抗浮措施有压 重法、设置抗浮锚杆法和布置抗浮桩 法三种 。 其中抗浮锚杆法具有造价低
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到越来越多的关注 W1K,X。 目前对抗浮锚杆的设计和施工还 没有专门针对抗浮锚杆的规范，主要 还是参照 《土层锚杆设计与施工规范》
裂缝开展得并不是很厉害，可将地面 的开裂视为锚杆抗拔极限力的征兆之 一。 必须注意软 （/） 施工和试验时， 土地基的上述特性。抗拔力的取值应 保证足够的安全系数，必须与硬土或 软岩土地基区别对待。由于存在承载 力分布的不均匀性、变形的小范围性 以及破坏的突发性，必须加强施工监 测工作，以位移和裂缝等变形监测为 主， 避免突发破坏事件发生。 参考文献
中的平均摩阻力。同时， 对地层不均 匀性较明显的区域， 其摩阻力的离散 性较大， 在相同上拔力作用下的位移 相差也较大， 精确的理论求解尚存在 困难。 （!） 与硬土层或软岩土层相比， 软土地区锚杆的抗拔位移一般较小， 一旦其上拔力大于锚杆的极限荷载， 位移会急剧增大而导致锚杆破坏， 中 间没有明显的过渡阶段，其破坏具有 突然性。 （$） 在锚杆抗拔试验过程中， 须 注意观察地面裂缝。本工程检测表明， 地表出现裂缝一般在极限荷载的 0"5
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的上拔位移。 工作锚杆测试结果还表明，同一 区域间的锚杆，上拔位移仍基本在同 一水平上， 但对不同区域 （即试验中的 不同批次） 而言， 锚杆的上拔位移相差 较大，说明地层差异对锚杆的上拔位 移影响是较大的。
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位移 % ))
（*+#)） ( 号试验锚杆 （,)） ! 号试验锚杆 （,)） $ 号试验锚杆
W2X （$9$! ++Y1PP’） 进行设计， 部分可参
目前软土中的抗浮锚杆工程应用虽已 较多， 但相关探讨仍较少。本文根据实 际工程中对软土地区抗浮锚杆的试验 和检测， 对其结果进行分析， 探讨软土 地区抗浮锚杆的特性，并对其设计和 检测提出建议。
照建筑桩基设计规范中关于抗拔桩部 分来确定。 在软土地区，由于土质条件本身 较差， 锚固效果也相应较差， 其抗浮锚 杆的力学、变形特性也与硬土层或软 岩中的相差较大， 设计参数较难确定。
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建 筑 技 术 8>?=@;:?;Q>: U:?=7B<BDS
第 2[ 卷 （+’’- 年） 第2期
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软土地区抗浮锚杆的力学与变形特性研究
周
关键词： 抗浮锚杆； 软土； 检测 中图分类号： UZ ,)1(0 文献标识码： 8 文章编号： （+’’-） 1’’’K,)+[ ’2K’+10K’+
强风化粉砂质泥岩 (-! )， 强风化 (-$ )， 碳质泥岩约/ )。 （长 , )） ： 淤泥 !号锚杆 粉质粘土约 $-# )， 含碎石 质填土 (-$ )， 粉质粘土约 (-# )，强风化粉砂质泥岩 约 (-0 )。 （长 , )） ： 淤泥质填土 $号锚杆 粉 质 砂 土 "-0 )， 粉 质 粘 土 $ )， 含 ! )， 碎石粉质粘土约 !-$ )。 施工为先成孔后清孔，再立即采 用 (1"-# 的 2$" 水泥砂浆在 "-# 234 压力 下从底部开始向上注浆。
&34、 (#-*! &34 和 (*-/( &34， 其 中 第 一
根试验锚杆和第二、三根分别相差达
/(-(5和 $/-$5。与目前所见软岩或硬
土层中的锚固力值相比，本工程软土 中的综合锚固力小得多，且由于软土 中地层的不均匀性， 离散性也很大。
上拔力 % &’
" " # (" (# !" !#
#"Leabharlann 比，在软土地区采用抗拔锚杆时， 受 土层地质条件影响显著， 其抗拔极限 承 载 力 一 般 都 很 低 。 本 工 程 中$根 试 验 锚 杆 的 平 均 摩 阻 力 仅 为 !!-"/ &34 、
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试验锚杆测试结果 钻孔资料 ：淤泥质填土 ( 号锚杆 （长 *-# )）
(#-*! &34 和 (*-/( &34 ， 明 显 低 于 硬 土
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孙伟， 刘志勇， 齐承庆 3 纤维网片复合方式对 纤维增强水泥基材料性能的影响 3 东南大学 学报， （11 ） +’’2
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结论 不论高速还是低速加载，随纤维
体积分数增大，钢纤维增强混凝土的 抗弯强度、 抗剪强度、 弯曲韧性都有较 大提高； 纤维体积分数相同时， 高速加 载纤维增强混凝土的抗弯强度、抗剪 强度比低速加载有所提高，但韧性均 较低速加载降低 1-* 左右。随纤维体 积分数增大， 韧性降低趋缓。 不论高速 加载还是低速加载，纤维与网片复合 增强混凝土均比单独使用钢纤维增强 混凝土表现出更好的力学性能，说明 乱向纤维与定向纤维网复合、高弹模 纤维与低弹模纤维复合，产生出单独 使用二者所不具备的叠加或超叠加效 应。 优化纤维分布和取向， 使其在材料 层次和结构层次协同作用是以较低的 纤维体积率制备高性能纤维增强混凝
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化， 在破坏荷载下急剧增大而导致锚杆 破坏， 这种破坏具有突然性。 试验过程中对地面进行观测， $根 锚 杆 分 别 在 加 载 到 (!, &’、 (!, &’ 和 出现第一条裂缝， 从注浆体 (!" &’ 时， 边缘向外面延伸，到最后破坏时裂缝 有所增多和扩展， 但不很明显。 出现裂 缝的荷载级别分别是其抗拔极限荷载 的 0(-(5、 ,(-#5和 0!-05。
软土地区抗浮锚杆的力学与变形特性研究 表#
工作锚杆编号 上拔位移 % )) 工作锚杆编号 上拔位移 % ))
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工作锚杆上拔位移统计值
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!""# 年第 $ 期
设计考虑采用抗浮锚杆。在实际施工 前， 选取了 $ 根锚杆作为试验锚杆做破 坏性试验， 测试其极限抗拔力。 考虑到地下室底板较薄，单根锚 杆的极限抗拔力也相对较小 （初定为 ；又由于地层分布较 不 均 匀 ， ($" &’） 根据勘探试验结果，设计抗浮锚杆深 度分别选取 *-# ) 和 , ) 两种规格， 锚杆 材料采用 (.!# 。为防止由于锚杆强度 不足而破坏， 试验锚杆选用 !.!# ， 钻孔 直径为 !"" ))。
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（!"#$ ） 。特别是当纤维体积分数较低 时 （! %&’()* ， ， 各种条件下纤维网 +* ） 片 复 合 的 , 种 方 式 韧 性 平 均 提 高 -’* 以上，且高速加载下韧性降低少于单 独使用短切乱向纤维增强方式，说明 网片纤维复合增强混凝土 （!".#$） 更 适应高速加载。荷载—挠度曲线不仅 能够揭示材料破坏能量消耗的动态过 程，而且也是分析材料变形特征直观 有效的工具，从低速加载下纤维与网 片复合增强混凝土 （方式 /， 弯 ! %&0* ） 曲荷载变形曲线可以看到，加载到出 现峰值后而产生第二峰的应变强化现 象，可能与低速加载应力重分配使能 量在整个体系中耗散有关，也是高纤 维体积率混凝土多点开裂和纤维网片 复合增强混凝土整体性好的结果。从 高速加载下纤维与网片复合 （方式 /， 增强混凝土弯曲荷载变形曲线 ! %&0*） 可看出，初始切线弹性模量增大即刚 度提高， 极限强度提高， 但其破坏前仍 具有较大的变形， 断裂能仍较高， 因而 适合用于有冲击作用及防爆防护工程 中。 土材料的关键。当纤维总体积率为 0* 时 （定向网片体积分数 ’()* ， 乱向短钢 纤维体积分数 )(2*） ，复合方式 / 无论 高速加载还是低速加载都具有较高的 弯曲韧性，表明它具有较高的动能吸 收能力和较强的承受高速动载能力， 因而适宜于有冲击振动作用及防爆防 护工程中。 参考文献