某高速公路第一标段
左侧K3+870～K4+070
预
应
力
锚
索
基
本
试
验
报
推拉活动护栏告
承包单位：888888公司
二〇〇九年四月二十九日
888高速公路第一标段
左侧K3+870～K4+070
一、工程概况
左侧K3+870～K4+070段高边坡防护工程位于88888第一标段，该坡高30米,为类土质边坡,上部坡积亚粘土,厚度约3～8米；其下为残积粘性土，厚度约7～23米，全风化华岗岩，厚度约为7米；其下状强风化花岗岩。该边坡坡体风化层及坡残积土层较厚，坡顶较平缓，地下水位较高，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1：0.75, 非预应力锚杆框架; 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, 预应力锚索框架; 第四级1：1.0,拱形骨架植草防护.两侧坡率按实际地形情况做适当调整.
该坡试验孔三个，SHY1锚索长8米，锚固段3米；SHY2锚索长13米，锚固段5米；SHY3锚索长21米，锚固段8米；
二、基本试验目的与依据
1、基本试验目的
基本试验的目的在于验证设计采用的工作锚索的性能各组成部分的综合性能、锚固地层设计参数及合理性、同时考虑有关锚索体在搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。 (1)确定该边坡地层中锚索的极限承载力和安全系数;
(2)揭示在该地层条件下影响锚索锚固力的各种影响因素及其影响程度;
(3)检验锚索工程的施工工艺;
(4)校核设计参数,为高边坡锚固工程的动态设计提供有关参数,确保锚固工程的安全、经济、合理。
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》(JTG D30—2004)
(4)、《公路路基施工技术规范》 (JTJ 033—95)
(5)、高边坡锚索设计文件及相关通知。
三、锚索试验方案与计算
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，超张拉荷载为550 KN。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) 对锚索进行整体分级张拉。
rdt-261
(4) 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。 （5）依据试验张拉设备标定的回归方程: y=ax+b=0.0477x+0.1， 及表01(详见《岩土锚杆（索）技术规程》)，编制循环加卸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,其中A·fptk= 140×4×1860÷1000=1041.6KN.
表01 锚索基本试验加荷等级与观测时间
加荷标准 循环 | 加荷等级(A·fptk%) |
加载网眼面料 | 数最大加载量 | 卸载 |
初始荷载 | ─ | ─ | ─ | 10% | ─ | ─ | ─ |
第一循环 | 10% | ─ | ─ | 30% | ─ | ─ | 10% |
第二循环 | 10% | 20% | 30% | 40% | 30% | 20% | 10% |
第三循环 | 10% | 30% | 40% | 50% | 40% | 30% | 10% |
第四循环 | 10% | 30% | 50% | 60% | 50% | 30% | 10% |
第五循环 | 10% | 30% | 50% | 70% | 50% | 30% | 10% |
第六循环 | 10% | 30% | 60% | 80% | 60% | 30% | 10% |
观测时间(min) | 5 | 5 | 5 | 10 | 5 | 5 | 5 |
| | | | | | | |
具体加荷等级与观测时间表
加荷标准 循环 | 加荷等级（A·fptk%=1041.64KN%） |
加载 | 数最大加载量 | 卸载 |
初始荷载 | ─ | ─ | ─ | 10% (104.16) | 笔杆贴标机 ─ | ─ | ─ |
第一 循环 | 10% (104.16) | ─ | ─ | 30% (312.48) | ─ | ─ | 10% (104.16) |
第二 循环 | 10% (104.16) | 20% (208.32) | 30% (312.48) | 40% (416.64) | 30% (312.48) | 20% (208.32) | 10% (104.16) |
第三 循环 | 10% (104.16) | 30% (312.48) | 40% (416.64) | 50% (520.8) | 40% (416.64) | 30% (312.48) | 10% (104.16) |
第四 循环 | 10% (104.16) | 30% (312.48) | 50% (520.8) | 60% (624.96) | 50% (520.8) | 30% (312.48) | 10% (104.16) |
第五 循环 | 10% (104.16) | 30% (312.48) | 50% (520.8) | 70% (729.12) | 50% (520.8) | 30% (312.48) | 10% (104.16) |
第六 循环 | 10% (104.16) | 30% (312.48) | 60% (624.96) | 80% (833.28) | 60% (624.96) | 30% (312.48) | 10% (104.16) |
观测 时间 (min) | 5 | 5 | 5 | 10 | 5 | 5 | 5 |
| | | 手指假肢 | | | | |
施加应力与压力表读数对应数值表
百分值 (1041.6%) | 施加应力X（KN） | 压力表读数(0.0477X+0.1)MP |
补偿值 | 52 | 2.6 |
10% | 104.16 | 5.0 |
20% | 208.32 | 10.0 |
30% | 312.48 | 15.0 |
40% | 416.64 | 20.0 |
50% | 520.8 | 25.0 |
60% | 624.96 | 30.0 |
70% | 729.12 | 34.8 |
80% | 833.28 | 39.8 |
90% | 937.44 | 44.8 |
100% | 1041.6 | 49.7 |
| | |
（6）在试验过程中出现下列现象其中之一即视为锚固体破坏：
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量增量的两倍；
② 锚头位移不收敛；
③ 锚头总位移量超过设计允许位移量。
2、荷载计算
(1)差异伸长量计算
因破坏荷载未知，故计算差异伸长量采用超张拉设计荷载550KN进行计算。
按平均分配法计每根钢绞线拉力为550/4=137.5KN。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 =，式中：
P——预应力筋的平均张拉力（取137.5KN）；
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）·2
a: SHY1锚索:
已知：E=1.933×105MP； A=140 mm2
锚索长L1=8m，L2=6.5m （锚固长度为3米）
补偿张拉力P=500*1.1/4=137.5KN
∆L观测值1=P*L1/EA=0.0406m，∆L2=P*L2/EA=0.033m
∆L1-2=∆L1-∆L2=0.0076m
∆P1=EA*∆L1-2*2/ L1= =51.5KN
b: SHY2锚索:
锚索长L1=13m，L2=10.5m （锚固长度为5米）
补偿张拉力P=500*1.1/4=137.5KN
∆L1=P*L1/EA=0.066m，∆L2=P*L2/EA=0.0533m
∆L1-2=∆L1-∆L2=0.0127m
∆P1=EA*∆L1-2*2/ L1= =52.9KN
c: SHY3锚索:
锚索长L1=21m，L2=17m （锚固长度为8米）
补偿张拉力P=500*1.1/4=137.5KN
∆L1=P*L1/EA=0.1067m，∆L2=P*L2/EA=0.0864m
∆L1-2=∆L1-∆L2=0.0203m
∆P1=EA*∆L1-2*2/ L1= =52.3KN
（2）SHY1、SHY2、SHY3各单元补偿荷载及各锚索初始荷载列于下表
表02 各单元补偿荷载及各锚索初始荷载表
序号 | 锚孔深度 | 锚固段长度 | 第一次补偿值(△P1) | 初始荷载 | 备注 |
SHY1 | 8m | 3m | 51.5KN | 104.16KN | |
SHY2 | 13m | 5m | 52.9KN | 104.16KN | |
SHY3 | 21m | 8m | 52.3KN | 104.16KN | |
| | | | | |
四、锚索张拉顺序要求
每个循环张拉至最高一级时，稳压10min，其他各级稳压5min。
① 先张拉第一单元至△P1。
② 再加上第二单元张拉至初始荷载104.16KN
③接着张拉第一个循环至30%AFPTK=312.48KN稳压10min，接着卸载至10%AFPTK=104.16KN。
⑤ 然后再接着张拉第二循环、第三循环、第四循环等等，直到压力表读数不升高，油缸不收敛，证明锚索已破坏，然后开始卸载至0，测出其位移量，至此张拉结束。
五、锚索张拉读数记录及记录表
锚索张拉试验依据表( 循环加卸荷载等级与位移观测表)实施，每次加荷后至少观测5min，在观测时间内，测读锚头位移不少于3 次。锚头位移量不大于0.1mm 时，可施加下一级荷载否则需延长观测时间，直至锚头位移量2 小时小于2.0mm 时，可施加下一级荷载，同时分别记录每级荷载对应锚索的伸长量，绘制荷载—位移（Q—S）曲线。锚索张拉时，采用下表进行现场数据纪录：
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