摘要:現(xiàn)行的各種錨桿規(guī)范、規(guī)程對土層抗浮錨桿的抗拔承載力特征值計算方法及抗拔力檢測方法的規(guī)定不夠明確。為此,通過對各種錨桿規(guī)范、規(guī)程的梳理及分析,確定出比較符合實際的錨桿抗拔承載力特征值計算方法和錨桿抗拔力試驗方法。
1.前言
近幾年來,隨著城市的發(fā)展,地下建筑不斷增多,其抗浮問題也就隨之而來。筆者在遼陽新城購物中心地下室抗浮設(shè)計過程中,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行的各種錨桿規(guī)范、規(guī)程對土層抗浮錨桿的抗拔承載力特征值計算方法及抗拔力檢測方法的規(guī)定不夠明確。關(guān)于土層錨桿抗拔力的計算及檢測的現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程包括:《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330-2002》、《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS22:2005》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》和《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施(2009版)-結(jié)構(gòu)專業(yè)(地基與基礎(chǔ))》。由于這些規(guī)范規(guī)程編寫的年代和人員不同,造成了對土層錨桿抗拔力的計算及檢測的各種規(guī)定有所不同。鑒于目前土層抗浮錨桿設(shè)計及檢測中存在的一系列問題,只參照一本規(guī)范規(guī)程可能無法解決土層抗浮錨桿設(shè)計及檢測中的所有問題。
2.土層抗浮錨桿設(shè)計
在現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程中,有關(guān)抗浮錨桿豎向抗拔承載力特征值的計算比較混亂。
根據(jù)《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS22:2005》,錨桿錨固長度(La)可按下式估算,并取其中大值:
式中:
K--錨桿錨固體的抗拔安全系數(shù);Nt--錨桿軸向拉力設(shè)計值(kN);其余參數(shù)的說明及取值見《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS22:2005》。
根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》,土層錨桿錨固長度(La)也可按下式估算,
Nt—相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時,錨桿所承受的拉力值(kN);
根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施(2009版)-結(jié)構(gòu)專業(yè)(地基與基礎(chǔ))》,單根錨桿軸向抗拔承載力可按式(7.3.2-1)和式(7.3.2-2)估算,宜取較小值。
從以上3本規(guī)范可以看出:關(guān)于“抗浮錨桿豎向抗拔承載力的計算公式”均采用了“錨固段注漿體與地層間的粘結(jié)強度特征值或標(biāo)準(zhǔn)值”,這正是抗浮錨桿與抗拔樁之間的主要差異之一,按理應(yīng)采用《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS22:2005》或《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》的公式來確定抗浮錨桿豎向抗拔承載力。但在遼陽新城購物中心地下室抗浮錨桿豎向抗拔靜載測試中,現(xiàn)場試驗得到的豎向抗拔承載力數(shù)值(D=400,Rt=180KN,La=4米)與按《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS22:2005》規(guī)定計算(D=400,Rt=230KN,La=2米)差別很大,卻與按《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施(2009版)-結(jié)構(gòu)專業(yè)(地基與基礎(chǔ))》公式(7.3.2-2)計算(D=400,Rt=181KN,La=4米)吻合,其中固然與勘察單位提供的“錨固段注漿體與地層間的粘結(jié)強度標(biāo)準(zhǔn)值”取值不準(zhǔn)有關(guān),但與規(guī)范的不嚴(yán)謹(jǐn)亦有關(guān)系。
故建議設(shè)計人員計算“單根錨桿軸向抗拔承載力特征值”時,根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施(2009版)-結(jié)構(gòu)專業(yè)(地基與基礎(chǔ))》公式(7.3.2-1)和式(7.3.2-2)來估算比較穩(wěn)妥。
3.土層錨桿的基本試驗與驗收試驗的區(qū)別
在與設(shè)計人員交流中發(fā)現(xiàn),有一部分技術(shù)人員對土層錨桿(或樁)的靜載基本試驗和驗收試驗的概念不是很清楚。其實基本試驗與驗收試驗的根本區(qū)別是試驗?zāi)康牟煌?,如《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330-2002》規(guī)定:“基本試驗主要目的是確定錨固體與巖土層間粘結(jié)強度特征值、錨桿設(shè)計參數(shù)和施工工藝。”這是為錨桿的設(shè)計取得技術(shù)數(shù)據(jù)或確定施工工藝而進行的試驗,其目的主要是確定極限抗拔承載力;“錨桿驗收試驗的目的是檢驗施工質(zhì)量是否達到設(shè)計要求。”,其目的就是檢測已經(jīng)施工的錨桿質(zhì)量是否達到設(shè)計要求,也就是通俗意義上的錨桿驗收檢測。
4.土層錨桿的最大試驗荷載
1)基本試驗
對于基本試驗的最大試驗荷載,各規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的表述雖不盡一致,但最大試驗荷載與錨桿桿體強度是相聯(lián)系的,只是倍數(shù)不同而已,況且“錨桿極限承載力除以安全系數(shù)2,即為錨桿抗拔承載力特征值”各規(guī)范是統(tǒng)一的,故不展開闡述。
2)驗收試驗
對驗收試驗的試驗荷載,各規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的表述也不盡一致,《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》中規(guī)定“試驗最大荷載值按0.85Asfy確定”;《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330-2002》中規(guī)定:“試驗荷載值對永久性錨桿為1.1ξ2Asfy;對臨時性錨桿為0.95ξ2Asfy”;《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS22:2005》中規(guī)定:“永久性錨桿的最大試驗載荷應(yīng)取錨桿軸向拉力設(shè)計值的1.5倍;臨時性錨桿的最大試驗載荷應(yīng)取錨桿軸向拉力設(shè)計值的1.2倍”。由此看出,《地基基礎(chǔ)規(guī)范》和《邊坡規(guī)范》中規(guī)定的驗收試驗荷載只與錨筋抗拉強度有關(guān);《錨桿(索)規(guī)程》規(guī)定的驗收試驗最大試驗荷載,由錨桿軸向拉力設(shè)計值決定。
那么作為設(shè)計人員應(yīng)怎么確定最大試驗荷載呢?筆者認(rèn)為,抗浮錨桿的驗收試驗,主要目的是為了檢驗施工質(zhì)量是否達到設(shè)計要求,不是破壞性試驗,因此驗收試驗最大荷載應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟性來選擇,可參考按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》相關(guān)規(guī)定進行。
5.土層錨桿的檢測數(shù)量
1)基本試驗
各個規(guī)范規(guī)程對試驗數(shù)量的要求是一致的,都是同條件下不少于3根。
2)驗收試驗
《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330-2002》提出:“驗收試驗錨桿的數(shù)量取每種類型錨桿總數(shù)的5%,且均不得少于5根。”;《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS22:2005》中提出:“驗收試驗的錨桿數(shù)量不得少于錨桿總數(shù)的5%,且不得少于3根。”;《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002》提出:“抗浮錨桿完成后應(yīng)進行抗拔力檢驗,檢驗數(shù)量不得少于錨桿總數(shù)的3%,且不得少于6根”;但在修訂后《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》提出:“驗收試驗的錨桿數(shù)量取錨桿錨桿總數(shù)的5%,且不應(yīng)少于5根”。
筆者認(rèn)為,《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002》中專門提到了抗浮錨桿,而《邊坡規(guī)范》、《錨桿(索)規(guī)程》和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》中的錨桿應(yīng)該指的是支護錨桿。所以,對于抗浮錨桿的檢測,建議采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002》的規(guī)定:“抗浮錨桿完成后應(yīng)進行抗拔力檢驗,檢驗數(shù)量不得少于錨桿總數(shù)的3%,且不得少于6根”,希望再次修訂《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》時重新把“抗浮錨桿的驗收數(shù)量”作明確規(guī)定。
6.結(jié)語
筆者希望將來的規(guī)范對上述問題能有更詳細的規(guī)定,并明確以下內(nèi)容:
1)明確土層抗浮錨桿豎向抗拔承載力特征值的計算方法。
2)驗收試驗的最大試驗載荷建議遵照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》中的附錄Y.0.10.1規(guī)定執(zhí)行。
3)驗收試驗的檢測數(shù)量建議遵照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002》中的10.1.10規(guī)定執(zhí)行。
總之,由于筆者在設(shè)計地下室土層抗浮錨桿時,深感現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程涉及土層抗浮錨桿的抗拔承載力特征值計算及抗拔力檢測方面的規(guī)定不夠明確、不夠全面,針對性不強,設(shè)計人員不易掌握,故結(jié)合實踐作些探討,企盼同行們參與討論。
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