全长粘结式抗浮锚杆在强中风化砂岩中承载力研究

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抗浮锚杆的承载力关系到高地下水位条件下地下工程的稳定问题。本文以广东番禺某超高层商用建筑基础抗浮工程为背景,通过抗浮岩石锚杆现场抗拔试验对强-中风化砂岩层状岩体中抗浮锚杆的承载力进行研究。获得了如下一些认识和结论。(1)通过抗拔试验加载过程中变形情况分析得抗浮锚杆抗拔承载力大于840kN;通过破坏试验得到两根试验锚杆的极限承载力分别为840kN、945kN;根据本次试验的结果,从控制上部结构位移的角度考虑到上部结构上浮位移的允许值,建议可以取5~10mm的位移对应的荷载作为本工程区域抗浮锚杆的极限承载力取值标准。(2)锚固地层分布对锚杆的受力特性有直接的影响,距离锚杆端部较近的地层更能充分发挥其自身的强度,建议在承载力计算时考虑到锚固地层分布的差异。(3)本次试验所得到的粉质粘土、强风化砂岩、中风化砂岩的粘结强度特征值分别为68.02kPa、117.12kPa、261.25kPa,可为类似地区抗浮锚杆设计作参考。(4)针对加载条件等限制,本文采用数学模型对不同地层条件下锚杆的极限承载力进行预测,得出锚杆未破坏条件下抗浮锚杆的极限承载力值。(5)通过数值分析,得到了与现场试验结果相近的规律。抗浮锚杆在受力状态下位移和轴力的变化是一致的,沿锚固深度呈非均匀分布,且随深度的增加呈非线性减小,锚杆的主要受力范围在30D范围内(D为锚杆直径)。在一定范围内增加锚杆长度或者锚杆直径,均可以改善锚杆受力状态,提高锚杆承载力。锚固地层分布对锚杆性能影响明显,特别表现在锚固地层是否能充分发挥其粘结强度效应。(6)施工工艺对锚杆受力特性影响明显,建议在改变锚杆几何特性对锚杆承载力提高效率较低时,可采用改善施工工艺提高锚杆的锚固性能和承载力。本文的研究成果从广州番禺某基础抗浮锚杆工程现场试验中获得,对类似地层抗浮锚杆的设计具有一定的借鉴和参考作用,对抗浮岩石锚杆的研究具有一定的现实意义。
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