磨思豪 廣西壯族自治區(qū)建筑科學(xué)研究設(shè)計院工程師,碩士研究生
錨桿是基坑工程、邊坡工程、隧道工程中一種有效的錨固支護(hù)手段,而錨桿驗收試驗是檢驗錨桿工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)前對于錨桿驗收試驗的相關(guān)要求,各個規(guī)范不盡相同,這使得許多工程檢測人員在規(guī)范的選擇和應(yīng)用上產(chǎn)生了迷惑。下面就當(dāng)前使用較多的幾本規(guī)范進(jìn)行對比分析,比較各規(guī)范關(guān)于錨桿驗收試驗的相關(guān)內(nèi)容共同點和區(qū)別,就一些問題提出建議。
涉及錨桿驗收試驗的規(guī)范眾多,其中使用較多的有《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)[1]、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330—2013)[2]、《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50086—2015)[3]、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JGJ 120—2012)[4]、《錨桿檢測與監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 401—2017)[5]和《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》(CECS 22:2005)[6],以上規(guī)范對錨桿驗收試驗的規(guī)定不盡相同,如何選擇合適的規(guī)范關(guān)系到試驗?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗結(jié)果是否準(zhǔn)確合理,筆者建議按照以下方法確定試驗所用規(guī)范。
檢測前應(yīng)查看設(shè)計文件,盡量選擇設(shè)計文件依據(jù)的規(guī)范作為檢測規(guī)范,以保持技術(shù)參數(shù)的統(tǒng)一性,便于選取檢測參數(shù)及復(fù)核檢測結(jié)果是否達(dá)到設(shè)計要求。
表1 各規(guī)范適用范圍
如果設(shè)計文件未明確檢測規(guī)范或設(shè)計文件依據(jù)的規(guī)范無驗收試驗的相關(guān)內(nèi)容,可根據(jù)各規(guī)范的適用范圍選擇與檢測工程相適應(yīng)的規(guī)范,各規(guī)范的適用范圍詳見表1。對于一個檢測工程適用于多本規(guī)范的情況,筆者建議按“就小不就大”的原則確定檢測規(guī)范,如某建筑基坑工程的錨桿驗收試驗可分別采用《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》《錨桿檢測與監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》和《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行檢測,前3 本規(guī)范的適用范圍較廣,但缺乏基坑工程錨桿的具體要求,而《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》僅適用于基坑工程(即適用范圍?。?,該規(guī)范對基坑工程錨桿的要求較為詳細(xì),故筆者建議該工程的錨桿驗收試驗依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行。
表2 各標(biāo)準(zhǔn)的最大試驗荷載值
各標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于錨桿驗收試驗最大試驗荷載的取值詳見表2。其中,前4 本規(guī)范雖表達(dá)式有所不同,但表達(dá)的意思基本相同,都是將軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值或軸向拉力設(shè)計值乘以一定的安全系數(shù)(依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》第3.1.7 款:軸向拉力設(shè)計值=系數(shù)×軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值)。但是,各規(guī)范的安全系數(shù)略有不同,故筆者將其劃分為一類,詳細(xì)分類見表2。
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》所采用方法詳見表2。錨桿破壞可分為錨桿桿體拉伸斷裂、錨桿桿體與砂漿界面粘接破壞、錨固體與土層界面粘接破壞,而且根據(jù)筆者的工程經(jīng)驗,大多數(shù)錨桿破壞為粘接層破壞,而《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》Y.0.10 條款只考慮錨桿桿體的拉伸破壞,故筆者認(rèn)為該方法的合理性有待商榷。
將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[1]。錨桿極限承載力為錨桿破壞時的荷載值,與錨桿自身的力學(xué)性質(zhì)(錨桿桿體強度、粘接層粘接強度)有關(guān),故錨桿承載力特征值是一個與錨桿自身力學(xué)性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)。
錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值是指荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時錨桿所受到的軸向拉力[4]。該值由錨桿外部荷載(如土壓力、浮力等)引起,詳見《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》第4.1.8 條、4.1.9 條、4.7.3 條。
筆者認(rèn)為,錨桿驗收試驗是模擬錨桿在實際外部作用力(如土壓力、浮力等)下保障支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的試驗,其試驗荷載值應(yīng)根據(jù)外部作用力的大小確定。通過上文對抗拔承載力特征值和軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值的比較,筆者認(rèn)為根據(jù)錨桿軸向拉力確定最大試驗荷載值更合理。
基準(zhǔn)樁安裝正確與否影響著錨桿位移測量的準(zhǔn)確性,是錨桿驗收試驗的一個重要環(huán)節(jié)。《錨桿檢測與監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》對基準(zhǔn)裝的安裝做出了詳細(xì)的規(guī)定,而其余5本規(guī)范對該方面內(nèi)容均未提及,建議檢測時參考《錨桿檢測與監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)內(nèi)容。
各規(guī)范試驗錨桿的合格標(biāo)準(zhǔn)詳見表3,相關(guān)內(nèi)容大體相同,即合格標(biāo)準(zhǔn)需滿足2個條件:試驗荷載加載至最大試驗荷載值,且位移收斂和錨桿變形滿足要求。
關(guān)于錨桿變形的要求,各規(guī)范略有不同,主要區(qū)別在以下2 點:《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》對錨頭總位移提出了限值要求,而其余規(guī)范則是對彈性變形提出了限值要求;關(guān)于彈性變形限值,《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》僅需滿足最小值(自由段長度變形計算值的80%),而其余3 本規(guī)范需同時滿足最大值和最小值。
表3 各規(guī)范試驗錨桿的合格標(biāo)準(zhǔn)
彈性變形為總位移減去初始荷載下的位移。規(guī)范對錨桿彈性變形的規(guī)定,意義在于驗證錨桿自由段和錨固段的長度是否符合設(shè)計要求。當(dāng)彈性變形值小于最小值(即自由段長度變形計算值的80%)時,說明錨桿自由鍛長度小于設(shè)計值,若錨桿使用過程中出現(xiàn)位移將增加錨桿的預(yù)應(yīng)力損失[7]。當(dāng)彈性變形值大于最大值(即桿體自由段長度與1/2 桿體粘接長度之和的理論彈性伸長值)時,說明錨桿錨固段長度嚴(yán)重小于設(shè)計值,或者說明在相當(dāng)長的范圍內(nèi)錨固段的桿體與砂漿界面或錨固體與土層界面發(fā)生粘接破壞,錨桿的承載力已不足[7]。故筆者認(rèn)為,對實測彈性變形的最大值和最小值做出規(guī)定是比較合理的。
大多數(shù)規(guī)范對單構(gòu)件錨桿驗收試驗的合格評定標(biāo)準(zhǔn)都有較詳細(xì)的規(guī)定,但對檢驗批的評定卻少有提及,本文提到的6 本規(guī)范中,僅《錨桿檢測與監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》有相關(guān)的內(nèi)容規(guī)定,如需對檢驗批進(jìn)行評定,建議參考該內(nèi)容:一是抗拔錨桿承載力檢測值的平均值不應(yīng)小于錨桿驗收荷載;二是抗拔錨桿承載力檢測值的最小值不應(yīng)小于錨桿驗收荷載的0.9 倍;三是錨桿變形應(yīng)符合規(guī)程7.3.4、7.3.5 條規(guī)定;四是當(dāng)設(shè)計有要求時,錨桿的總位移量應(yīng)滿足設(shè)計要求。
由于規(guī)范實施時間不同和各規(guī)范對錨桿驗收試驗標(biāo)準(zhǔn)高度不一致,不同規(guī)范對錨桿驗收試驗的規(guī)定不統(tǒng)一,本文選取工程上使用較多的6 本規(guī)范,比較各規(guī)范關(guān)于錨桿驗收試驗的相關(guān)內(nèi)容的共同點和區(qū)別提出看法,供參考和討論。