地下室多根大直径钢筋大吨位抗浮锚杆抗拔试验装置设计实例.doc

1、地下室多根大直径钢筋大吨位抗浮锚杆抗拔试验装置设计实例摘要：在地下室结构工程中，为了防止地下结构因地下水的作用,产生上浮现象，必须采用竖向加固措施，抗浮锚杆就是其中的一种抗浮加固措施。本人参与义乌世贸中心地下室工程抗浮锚杆抗拉验收试验，结合该工程的实际情况，为解决检测中碰到的难题以及顺利完成检测工作，特设计一套试验装置，并在试验中得到应用。 关键字：大吨位抗浮锚杆、拉拔试验、装置 中图分类号： U455.7+1 文献标识码： A 文章编号： 1、前言 抗浮锚杆的运用机理是由抗浮锚杆抗拔杆体承受拉力，受力自杆顶向杆底传递，杆体受力大小随着地下水位的变化而变化。 在抗浮锚杆进行大面积施工前，应进行

2、抗浮锚杆的基本试验以确定锚杆的极限试拉值。抗浮锚杆抗拉基本试验所检测的抗浮锚杆为非工程锚杆，而抗浮锚杆抗拉验收试验所检测的均为工程抗浮锚杆。工程抗浮锚杆在施工时一般均已按设计要求将自由段锚杆头弯曲，特别是像多根大直径钢筋大吨位抗浮锚杆，锚杆头在现场弯曲非常困难，所以在钢筋杆件插入锚杆孔内就已经弯曲成形，而锚杆头的切割焊接势必会对锚杆性能有所影响，这样使得验收试验时存在一定的检测难度。 2、抗浮锚杆设计概况 义乌世贸中心工程位于义乌市城北路与福田路交汇处的东北侧，整体用地面积 4.95 万平方米，建筑面积 47.2 万平方米，由一幢 260 米超高层五星级酒店、三幢各为 150 米高的公寓式酒店

3、和高档住宅，以及11.8 万平方米的超大面积商业裙房组成，设三层地下室。义乌世贸中心工程地下室抗浮锚杆设计采用 200 岩石锚杆，332 钢筋作为锚杆抗拉杆件，3 根钢筋长度均为 5500mm，其中自由段为 1500mm，锚固段为4000mm，抗浮锚杆抗拉承载力特征值为 425KN/根，锚杆的弯曲部位距离垫层高度为 750mm，垫层的高度为 100mm，强度为 C15。试验现场的工程抗浮锚杆锚杆头均已打成弯曲，现场检测不可对抗浮锚杆锚头进行切割或者焊接，即不可破坏原锚头的形状，现场照片如图所示： 图 3、检测规范及采用装置原理 本工程岩石抗浮锚杆抗拔试验执行标准为中华人民共和国国家标准建筑地基

4、基础设计规范(GB500072011)。 限于该工程的实际情况，通过分析论证，采用反力架装置进行试验。试验装置示意图见图： 图 四、检测装置要求 检测现场存在的几个问题分析 （1） 、场地空间比较小，不利于大型装置进场； （2） 、抗浮锚杆采用三根钢筋，锚具锚固存在一定难度； （3） 、锚杆头已经弯曲，无法使用常用的锚杆检测手段进行检测； （4） 、锚杆试验要保证垫层不受破坏； （5） 、该工程抗浮锚杆抗拉承载力特征值较大，试验加载最大值为特征值的两倍，设备的可靠性要求高； （6） 、该工程抗浮锚杆弯曲部位离垫层高度为 750mm，这就要求锚杆弯曲部位距离反力架装置留有一定的空隙。 针对这五个

5、现场问题，就必须要求现场检测装置具备如下特征： 检测装置不宜过大；锚具材料必须可靠；锚具必须采用拆装型，试验支墩与垫层的接触面积应适当；试验所用工字钢必须具有承受较大的抗剪能力；反力架装置的支墩高度为 1000mm，这样有效的保证了锚杆试验时由于地基下层或者锚杆上拔的空隙。 4、试验装置的组成、规格以及论证 （1） 、装置的组成 本装置有三块工字钢，两个支墩，一个可拆分锚具，两块钢板，一只 100T 千斤顶，一只千分表等组成。 工字钢：采用 250mm 型工字钢两根，200mm 型工字钢一根。 支墩：采用外径 220，壁厚 22mm 的钢桶。支墩的上下两面均用 20mm 的钢板焊接。 可拆分锚

6、具：采用铬 12 型钢材，由模具厂加工，并蘸火。 钢板：钢板的作用连接反力架装置的上下部位。 （2） 、规格 工字钢：千斤顶底座下的支撑由两根 1500mm 的工字钢组成，该两根工字钢应采用加固措施，即在每一块工字钢的腰部加焊200mm*250mm*20mm 钢板分段加固，左右各为六块。 千斤顶顶上的反力工字钢采用一根 800mm 的工字钢，由于该单根工字钢受力巨大，加固措施也应更为保守。在该工字钢的两表面加焊120mm*800mm*20mm 的钢板，在该工字钢的两腰处均加焊160mm*800m*15m 的钢板，在工字钢的边沿两边均加焊 180mm*800mm*15mm的钢板。 支墩：圆钢的高

7、度为 1000mm，圆钢的上表面加焊钢板规格为300mm*400mm*20mm，下表面的加焊钢板规格为 400mm*800mm*20mm。 可拆分锚具：锚具是特制的可拆分式设备，锚具的规格可参见锚具设计图图。拆分的锚具由 8 根 25 的螺杆连接，螺杆的长度设置为50mm，螺杆的两端分别拧上两个螺帽。 图 钢板：钢板的规格为 400mm*1600mm*20mm，钢板的开口部位要跟反力架装置工字钢的位置想吻合。开口位置详见图。 图 （3）设计加工前论证 工字钢、支墩以及钢板根据以往经验，尺寸及规格均满足试验要求。 可拆式锚具设计论证。 本工程采用的是 332 抗浮锚杆，所以锚具是该装置的重要部位

8、之一。一般工程上做检测用的锚具均为圆形整体锚具，但该工程锚杆的锚杆头均已弯曲，所以采用的必须为可拆式锚具。可拆式锚具关键要能锚住三根钢筋，这就要求锚具的材料必须有很好的抗压抗拉特性，而且锚具还应该可以人工操作。3 根 32mm 的钢筋在理想的状态下，最大的外切圆半径为 34.48mm。所以，本锚具设计的活塞分为均等的三块，内径为33mm34.48mm，高度为 150mm,可满足活塞跟钢筋保持最大的接触面积。 锚具的聚合采用的是 8 根螺杆和 32 个螺帽。试验加压时，螺杆受到的大部分力为抗压力，最大的抗压力为 825KN，所以 8 根 25 的螺杆足以达到试验要求。 5、现场试验装置照片 图

9、本试验装置需要人工为五人，装置搭装时，选取其中一根打弯的钢筋，穿过钢板预留口，反力架中心千斤顶中心以及三根钢筋中心均需在同一直线上，以此保证该装置能够安全的搭装，详见图。 6、该套装置的可行性实践 通过一系列的加工以及准备工作，检测工作顺利开展。现场搭装完毕后，锚具的三块活塞分别安放在三根钢筋最外侧，按照规范要求进行逐级加载，实践证明，该套装置可行。 试验完毕后，观察垫层变化，没有破坏的迹象，表明支墩底座远远小于 C15 垫层的抗压强度。观察锚具的活塞，发现内部齿轮有些磨损，但不影响锚具的使用。 该套设备的优点：体积小，适用于锚杆密集的工程检测；可拆装，可完全人工搬运操作；锚具可拆分，这样可保

10、证试验的工程锚杆与设计同步，不需要特制锚杆头，给施工极大的方便；检测成本相对低廉很多。该套设备的缺点：反力架装置重量大，需要的人工也较多，设备的搭装用时较长。 7、结论 在经济快速发展的今天，建筑行业一直是各行各业的领航标杆，各地的高楼拔地而起。地下室的抗浮锚杆因价格相对比较低廉而且施工方便安全可靠，所以越来越受到业主们的青睐。但是，现场的施工条件在很大程度上决定了采用的检测方案，检测的方法也跟随着施工的方式在不断的改进。本论文中设计的装置，适用于一些地下室三根大直径钢筋大吨位的抗浮锚杆抗拔试验。在实际的检测中，锚具可以根据具体的锚杆钢筋根数与直径加以改进，举一反三同样适用更多工地锚杆检测。 参考文献：（1） 建筑地基基础设计规范GB50007-2011 （2） 土层锚杆（索）技术规范CECS22: 2005