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基坑支护工程
锚 杆 基 本 试 验 报 告
一九九八年一月
(2002-6)第2页
空间工作室©2000 目 录
一、
前言 二、
工程概况 三、
场地地质条件 四、
锚杆设计与施工参数 五、
锚杆施工工艺 六、
锚杆试验设备 七、
锚杆基本试验 八、 质量综合评述 附件
1. 锚杆钻孔记录表
2. 锚杆注浆记录表
3. 水泥出厂合格证
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空间工作室©20004. 水泥物理性能检验报告 5. 配合比设计报告 6. 试件抗压强度检验报告 7. 减水剂出厂产品合格证
8. 膨胀剂出厂质检报告 9. 膨胀剂检验报告
10. 钢绞线出厂合格证 11. 钢绞线检验报告
12. 张拉设备压力表出厂合格证 13. 张拉设备千斤顶标定报告 14. 锚杆试验记录表 15. 锚杆基本试验Q ～S 曲线
16. 锚杆基本试验Q ～Se 、Q ～Sp 曲线
一、前言
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我公司承接广州房地产开发有限公司的大厦基坑支护工程，现已进入土方开挖及锚杆施工阶段。按照设计要求，锚杆正式施工前必须进行基本试验（即试锚）。我司于97年12月27日开始进行试锚施工，至12月29日共完成三条试锚的钻孔及注浆工作，锚杆编号分别1-65#、1-A#及1-#。根据要求，注浆后14天即可进行基本试验。我司于98年1月12日、13日对上述三条锚杆进行基本试验，现根据现场试验情况及结果，提交试验报告。
二、工程概况
本工程位于广州市。基坑采用地下连续墙墙加锚杆支护体系，布置三层锚杆，标高分别为-3.9m 、-7.6m 、-11.3m ，设计轴力为 KN ，按照设计要求，锚杆自由段长度L f ≥5m ，锚固段（L a ）长度根据所穿过的地层分别为：
L a =15m （坚硬粉质粘土层） L a =8m （强风化层） L a =5m （中风化层）
锚杆主筋采用4束7φ5钢绞线。
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空间工作室©2000试锚地点位于场地东北角30#和31#槽段处。按照设计要求参数进行施工，首层试锚长度原定20米，施工过程中，因发现地层偏软、钻进速度过快，经甲方、监理及设计院研究同意后，按22m 进行施工。三条试锚进入风化岩层长度分别10.5m （1-65#）、9.7m （1-A#）、9.0m （1-#），锚杆长度均为22m ，其中自由段长度为5m 、锚固段17m 。锚杆钻孔及注浆记录见附表。锚杆施工及基本试验均执行中国工程建设标准化协会标准《土层锚杆设计与施工规范・CECS22：90》。
三、场地地质条件
根据广州市城市规划勘测设计研究院提供的工程地质报告，场地地层自上而下依次为：人工填土层、冲积层、残积层及白垩系页岩。
1、人工填土层（Q ml ）：场地均布，杂色，含砖瓦碎石等杂物，层厚
1.50～3.80m 。
2、冲积层（Q al ）：按岩性不同可分为淤泥及中砂。
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空间工作室©2000（1） 淤泥：场地大部分布（除钻孔鉴7、鉴9、技11和鉴12外），灰
黑色，软塑～流塑，含少量粉细砂，间夹贝壳及腐木，层厚0.50～3.90m 。
（2） 中砂：仅见于钻孔鉴5、技6、技13及技16，灰黑色，松散，饱
和，颗粒较均匀。层厚0.6～1.7m 。 3、残积层（Q el ）：
（1） 粉质粘土：局部分布，灰黄色，可塑至硬塑，含粉细砂层，为
原岩风化产物。
（2） 粘土：局部分布，红黄、灰白、灰黄、褐色，硬塑，含少量粉
细砂，为原岩风化产物。
4、白垩系页岩：褐色，含钙质，分为强风化、中风化和微风化层。 场地地下水为各土层孔隙水及基岩裂隙水，地下水位0.60～1.50m ，地下水对砼无侵蚀性。
四、锚杆设计及施工参数
1、锚杆位置：为第一层锚杆，标高－3.9m 。
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2、锚孔直径：φ150mm 。
3、锚孔倾角：30°
4、锚杆深度：根据所穿过的地层分别为：入坚硬粉质粘土层15m ，
入强风化层8m ，入中风化层5m 。
5、自由段长度：L f ≥5m ，施工时取5米。
6、锚杆类型及材料：临时性锚杆，采用4束7φ5钢绞线。
7、锚杆设计轴力： KN 。设计安全系数为 。
8、注浆体设计标号：不小于25MPa 。
9、锚固材料配合比：水：水泥：UEA=0.47:1:0.14。
10、外掺剂：N 型减水剂0.4%。
五、锚杆施工工艺
（一）成孔工艺
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锚孔采用300型地质钻机成孔，施工工艺亦为普通斜孔钻进工艺。主要钻进参数包括：（1）钻进压力；（2）钻杆转速；（3）冲洗液泵量。为保证锚孔成孔质量，钻孔时须根据不同地质条件采用不同钻进参数。一般来说，钻进松散地层时，宜采用“小压力、低转速、小泵量”；钻进较密实土层及砂层时，宜采用“小压力、低转速、大泵量”；钻进岩层时，宜采用“大压力、高转速、大泵量”。钻进参数合理选用，是锚孔施工成败的关键，尤其是冲洗液的使用技术。在钻进较松散土、砂层时，用清水作冲洗液，往往难于成孔；此时正确使用泥浆、并合理调节泥浆比重和粘度，是优质高效施工锚孔的技术保障。但当钻进特别松散地层或孔内出现涌水时，泥浆钻进可能难于凑效，此时套管护壁亦能保证锚孔顺利成孔。套管深度一般下至穿过砂层、孔壁不再坍塌或涌水即可。由于套管须在锚孔注浆完毕后拔出孔口，施工难度有所增加，施工进度亦相应受到影响。
钻进前须将钻机垫平，并将主动钻杆调至与水平面成设计角度。钻进时尽量保持孔壁稳定完整。
锚孔施工完毕后，钻具应在孔底开大泵量清孔、排渣5～10分钟，直至孔口返出泥浆无砂为止，然后将钻具提升出孔口，并验证孔深。
（二）锚杆制作工艺
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采用4束7φ5钢绞线，标准强度为1860MPa 。锚杆加工时，钢绞线的切割长度为锚杆自由段长度（5米）、锚固段长度（17米）及孔口预留长度三者之和。其中孔口预留长度应根据锚杆支承台座及张拉时千斤顶和锚头尺寸来确定，这里取1.5米。
锚杆每隔1.5米设置一个中位架，中位架外径不超过φ150mm ，中位架必须与钢绞线绑扎牢固。
锚杆自由段应涂抹黄油并用塑料管包裹，与锚固体联接处的塑料管管口应密封并用铅丝绑牢。
注浆管和锚杆应一同插入孔内，并用细铁丝绑扎好，注浆管头部距孔底宜为50～100mm ，以利于注浆。
（三）锚杆注浆工艺
注浆时必须先洗孔，往孔内注入清水，将孔内泥浆替换出来，洗孔时间一般为15～20分钟，当孔口返水基本为清水时，即可停止洗孔。
注浆采用一次全孔常压注浆法。注浆压力为0.4～0.6MPa 。注浆采用425＃普硅水泥（金羊牌，广州水泥厂），浆液配比为： 水：水泥：UEA=0.47:1:0.14。浆液应搅拌均匀，随搅随用，无杂物混入浆液。注浆时，
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随着浆液的不断注入，应慢慢拔出注浆管直至孔口，拔管时应始终保证管头埋在浆液面以下。
六、锚杆试验设备
名 称 型 号 数 量 备 注
钻 机 100
1 成孔 灌 浆 泵 BW-150
1 注浆 灌 浆 泵 UB3
1 注浆 砂浆搅拌机 卧式 1 注浆
砂轮切割机 380V 1 制锚
电 焊 机 17KW 1 制锚
千 斤 顶 YCJ-150 1
张拉 油 泵 车 ZB4-500
1 张拉
七、锚杆基本试验
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本试验为基本试验。试验前对张拉设备已进行标定，标定单位为华南理工大学，标定结果见附件。按照规范，试验加荷等级及观测时间如下表：
加
初始荷载 -- -- -- 10 -- -- -- 荷
第一循环 10 -- -- 30 -- -- 10 增
第二循环 10 20 30 40 30 20 10 量
第三循环 10 30 40 50 40 30 10 第四循环 10 30 50 60 50 30 10 A*f ptk% 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 上表中，A —锚杆杆体截面积；f ptk —钢绞线的强度标准值。 4束7φ5锚杆标准强度为：
Q=A ×f ptk =4×140×1860=1041.6（KN ）
与此相应，基本试验具体加荷情况如下表：
A × f ptk% 10 20 30
40 50 60 70 80 4束 104 208 313 417 520 625 730 832
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根据设计要求，锚杆最大荷载只需加至550KN ，稳定即可，为非破坏性试验。因此试验时只需进行前三个循环，并将第三循环最大荷载改为550KN ，即满足要求。基本试验于98年1月12日进行，三条锚杆均达到设计要求。1月13日，应甲方、监理及设计院要求，再对锚杆进行破坏性试验，以检测锚杆的极限承载力。并初定最大加载上限为800KN （即将第六循环最大荷载改为800KN ）。
基本试验记录见附表。具体试验情况如下：
（一） 1-65#锚杆（试-1#）：
该条锚杆注浆时间为97年12月27日，张拉日期为98年1月12日，龄期15天。当荷载加至第三循环550KN 时，锚杆位移稳定。此时弹性位移17.70mm,塑性位移26.90mm ，测试数据详见锚杆试验记录表（一），相应的荷载-位移曲线、荷载-弹性位移及塑性位移曲线见图1和图2。锚杆具有良好的循环特性及弹性性能。
（二） 1-A#锚杆（试-2#）：
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该条锚杆注浆时间为97年12月28日，张拉日期为98年1月12日，龄期14天。当荷载加至第三循环550KN 时，锚杆位移稳定，此时弹性位移19.96mm,塑性位移19.62mm ，测试数据详见锚杆试验记录表（二），相应的荷载-位移曲线、荷载-弹性位移及塑性位移曲线见图3和图4。锚杆具有良好的循环特性及弹性性能。
1月13日，再次进行破坏性试验，荷载从第四循环开始，当加至24MPa （700KN ）时，锚杆位移失稳。测试数据详见锚杆试验记录表（二），相应的荷载-位移曲线、荷载-弹性位移及塑性位移曲线见图5和图6。
（三） 1-#锚杆（试-3#）：
该条锚杆注浆时间为97年12月29日，试验日期为98年1月12日，龄期13天。当荷载加至第三循环550KN 时，锚杆位移稳定，此时弹性位移22.70mm,塑性位移19.62mm ，测试数据详见锚杆试验记录表（三），相应的荷载-位移曲线、荷载-弹性位移及塑性位移曲线见图7和图8。从图上可以看出，该锚杆具有良好的循环特性。
1月13日上午，接着前一天试验继续加载进行破坏性试验，荷载从第四循环开始，当加载至23MPa （680KN ）时，锚杆一束钢绞线因被支承台座
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切坏，试验被迫中止。测试数据详见锚杆试验记录表（三），相应的荷载-位移曲线、荷载-弹性位移及塑性位移曲线见图7和图8。
八、 质量综合评述
1、本次试验为基本试验，在按设计最大荷载为550KN 的循环试验中，三条
锚杆均达到设计要求；设计最大荷载550KN 达钢绞线强度标准值的52.8％，为锁定荷载400KN 的1.33倍。在其后进行的破坏性试验中，1-A#锚杆极限荷载达700KN ，1-#锚杆亦大于680KN 。
2、本次基本试验中各项施工工序均严格按照中国工程建设标准化协会标
准《土层锚杆设计与施工规范・CECS22：90》规范执行。
3、所有施工用材均为合格品质，并经法定质检单位检验合格。试验仪表及
设备亦经法定计量单位标定认可。
4、锚杆试验在广州市房地产开发有限公司、广州城市建设监理工程公司及
广州市城市规划勘测设计研究院三方代表共同参与、监督下进行。试验数据准确、可靠。
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附件：
1. 锚杆钻孔记录表
2. 锚杆注浆记录表
3. 水泥出厂合格证
4. 水泥物理性能检验报告
5. 配合比设计报告
6. 试件抗压强度检验报告
7. 减水剂出厂产品合格证 8. 膨胀剂出厂质检报告
9. 膨胀剂检验报告
10. 钢绞线出厂合格证
11. 钢绞线检验报告
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12. 张拉设备压力表出厂合格证
13. 张拉设备千斤顶标定报告
14. 锚杆试验记录表
15. 锚杆基本试验Q ～S 曲线
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