拉力分散型锚杆工作机理的试验研究

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1、拉力分散型锚杆工作机理的试验研究肖坚赵杰伟（中兵勘察设计研究院，北京100053）【摘要】通过拉力分散型锚杆的现场拉拔试验，表明与普通锚杆相比，该类型锚杆不仅工艺简单，又能大幅提高承载能力，可在基坑工程中广泛应用。结合沿杆体布置的应变片测试结果，分析得出了拉力分散型锚杆受拉时的应力分布规律。【关键词】拉力分散型锚杆；承载能力；应力分布；基坑工程；StudyonWorkMechanismofPullDispersion-typeAnchorXiaoJianZhaoJiewei（Chinaordnanceindustrysurvey,design&researchinstitute,Bei

2、jing,100053）【Abstract】Itisprovedthatpulldispersion-typeanchorhasasimpletechnologyandcanenhancethecarryingcapacitysignificantlyaccordingtothedrawingtest.Distributingcharactersofstresshasbeenanalyzedcombiningwiththetestresultofstraingauge.【Keywords】pulldispersion-typeanchor；carryingcapacity；distri

3、butionofstress；excavation0引言自上世纪80年代以来，为了克服普通拉力型锚杆粘结应力集中的缺点，国内外工程界都对岩土锚固技术做了大量的研究工作，开发出了具有各种优点、工程适应性良好的各种新型锚杆。若按锚固段的受力状态分，可将现阶段使用的各类新型锚杆（索）大致分为拉力分散型和压力分散型两种，其中尤以压力分散型锚杆的研究和应用居多。在国内，冶金部建研总院和中国京冶工程技术有限公司等都对压力分散型锚杆进行了较多的试验研究和工程应用，也取得了不少的成果[1-3]。然而，对于拉力分散型锚杆，国内研究和报道的不多。目前，深基坑支护形式以排桩或地下连续墙和锚杆联合支护为主。在

4、这种支护形式下，锚杆锚固力的大小往往是保证基坑安全的主要因素。当前基坑工程中普遍使用的是普通拉力型锚杆。相比普通锚杆，拉力分散型能大幅提高承载能力；对于压力分散型锚杆而言，拉力分散型锚杆则有制作简单、施工方便的优点。因此，在基坑工程中用拉力分散型锚杆取代普通拉力型锚杆，既工艺简单，又可以提高承载能力，降低工程造价。目前，拉力分散型锚杆在一般基坑支护工程中的应用并不普遍，大部分专业技术人员对它也并不熟悉。据此，笔者结合现场试验，对拉力分散型锚杆的应力分布规律和在基坑工程中的应用前景进行分析和研究。1试验方案与过程简述本次试验共进行两组共6根锚杆的现场承载力抗拔对比试验，其中普通拉力型锚杆

5、一组（3根），拉力分散型锚杆一组（3根）。锚杆的设计孔径均为150mm，钻孔深度为18.0m，其中锚固段长度为12.0m，自由段长度6.0m，均处于硬塑状粉质粘土中。6根锚杆均采用3束1×7－15.20－1860－GB/T5224－2003的普通预应力钢绞线，锚杆结构示意图见图1及图2。为了得到锚杆受拉时锚固段的应力分布情况，在各锚索单元锚固段上每隔1m粘贴一个电阻应变片。根据锚索应力应变的线性关系，即可得到锚索的应力分布。应变计量仪器采用中国建筑科学研究院北京斯创尔建筑测试技术开发有限公司生产的JC-4A智能静态应变仪。作者简介：肖坚，1980年生，男，汉族，湖南湘乡人，工学硕士，从

6、事岩土工程勘察设计与施工管理工作。E-mail：shawjan@sina.com锚固段l=12.0m自由段l=6.0ml=4.0ml=4.0ml=4.0m自由段l=6.0m图1普通拉力集中型锚杆结构图2拉力分散型锚杆结构拉力分散型锚杆的成孔、制作、安装等施工工艺与基坑工程中常用的普通拉力集中型锚杆相同。锚杆基本试验遵循《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）的规定和要求，采用等荷张拉工艺进行张拉[4]。2试验实测结果试验加载装置采用60t液压千斤顶。试验采用循环加、卸荷载法，加荷等级和锚头位移测读间隔时间遵循《建筑基坑支护技术规程》附录E锚杆试验的基本要求。试验过程中采用标准百分

7、表对每级荷载下的锚杆锚头位移进行测量，测得的荷载位移数据限于篇幅不在此列出。采用JC-4A智能静态应变仪对各单元锚索的应变进行跟踪测读。测得的锚索的应力分布情况见图3-图8。0501001502002503003504004505001234567891011121314锚固段长度/m轴应力/MPa图31号普通拉力型锚杆锚固段轴应力分布图0501001502002503003504004501234567891011121314锚固段长度/m轴