CN207348112U - 锚杆抗拔试验的承压板式反力装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，该装置包括沿锚杆轴向方向自上而下依次设置的工具锚、穿心式千斤顶、承压板，所述装置还包括位移测量仪表，锚杆的上端自下而上依次从所述承压板、穿心式千斤顶和工具锚穿过，并且锚杆的顶端从工具锚伸出，工具锚夹紧锚杆，所述位移测量仪表的表针与锚杆的顶端相接触，所述穿心式千斤顶用于加载锚杆抗拔试验的载荷，所述的位移测量仪表用于测量锚杆的上拔量。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程中的锚杆检测设备，具体是指锚杆抗拔试验的承压板式反力装置。
背景技术
岩土锚固是通过设置在地层中的锚杆，将结构物与岩土体紧紧地联系在一起，依赖锚杆与周围岩土体的抗剪强度传递结构物的拉力使地层得到加固，既充分挖掘岩土自身强度，又大大减轻结构自重，以保持结构物和岩土体的工程安全与稳定。锚杆技术由于经济、可靠且施工快速简便，在我国支护工程和基础工程中得到了广泛的应用。
现行规范GB50007-2011、GB50086-2015、GB50330-2013、JGJ120-2012、CECS22：2005均对锚杆抗拔试验的试验方法、判稳标准等进行了较为明确的说明，但关于仪器设备的安装方法和技术要求各规范基本没有涉及。
规范DBJ15-60-2008规定锚杆抗拔试验仪器设备的性能要求可参照单桩静载试验的仪器设备性能要求，但关于仪器设备的安装方法和技术要求存在一些尚未解决以及有待进一步探索的问题，例如加载反力装置的选择、基准梁、锚杆与支座(承压板)、基准桩之间距离关系等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，该装置使锚杆抗拔试验更具有可操作性和更强的工程实用性，提高了测试结果的准确性，降低了测试成本。
本实用新型的上述目的通过以下技术方案来实现：锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，锚杆倾斜设置，锚杆穿过支挡结构的台座，锚杆的下端伸入岩土层中，其特征在于：所述装置包括沿锚杆轴向方向自上而下依次设置的工具锚、穿心式千斤顶、承压板，所述装置还包括位移测量仪表，锚杆的上端自下而上依次从所述承压板、穿心式千斤顶和工具锚穿过，并且锚杆的顶端从工具锚伸出，工具锚夹紧锚杆，所述位移测量仪表安装在基准梁上，基准梁承托在基准桩上，基准桩打入支挡结构，所述位移测量仪表的表针与锚杆的顶端相接触，所述穿心式千斤顶用于加载锚杆抗拔试验的载荷，所述的位移测量仪表用于测量锚杆的上拔量。
本实用新型中，所述工具锚通过夹片夹紧锚杆。
本实用新型中，所述锚杆由两根平行设置的钢筋组成，两根钢筋的中心线就是锚杆的中心线。
本实用新型中，基准桩的中心与锚杆中心之间的距离S1>1.0m。
本实用新型中，基准桩的中心与承压板之间的最短距离S2≥1B且>1.0m，其中，B为承压板的宽度。
本实用新型的承压板式反力装置是将承压板置于锚杆支撑构件、混凝土面层或锚杆顶部周围岩土层上，再在承压板上安装穿心式千斤顶，由承压板下的支撑构件、混凝土面层或锚杆顶部周围岩土层提供荷载反力的一种加载反力装置。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型锚杆抗拔试验的承压板式反力装置的整体结构示意图；
图2是本实用新型锚杆抗拔试验的承压板式反力装置使用时的状态图；
图3为本实用新型锚杆抗拔试验的承压板式反力装置在最大试验荷载时锚杆抗拔试验简图；
图4a和图4b均为土体竖向附加应力计算简图，其中，图4a中，m点处于荷载范围内，图4b中，m点处于荷载范围外；
图5为采用本实用新型锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，承压板宽度为0.25m条件下周边不同净距土体竖向附加应力随深度变化的分布曲线，图中，横坐标表示土体竖向附加应力值，单位为千帕(kPa)，纵坐标z表示深度，这里深度是指自锚杆孔口所在的平面为基准面向下垂直延伸的深度，单位为米(m)；
图6为采用本实用新型锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，承压板宽度为0.5m条件下的周边不同净距土体竖向附加应力随深度变化的分布曲线，图中，横坐标表示土体竖向附加应力值，单位为千帕(kPa)，纵坐标z表示深度，这里深度是指自锚杆孔口所在的平面为基准面向下垂直延伸的深度，单位为米(m)；
图7为采用本实用新型锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，承压板分别为0.25m与0.5m条件下周边不同净距土体地表位移的分布图，图中，横坐标表示净距，单位为米(m)，纵坐标表示地表位移，单位为毫米(mm)。
附图标记说明
1为锚杆，2为工具锚，3为穿心式千斤顶，4为承压板，5为台座，
6为支挡结构，7为位移测量仪表，8为基准桩，9为基准梁。
具体实施方式
本实用新型锚杆抗拔试验的承压板式反力装置如图1、图2所示，锚杆1倾斜设置，支挡结构6竖向设置，锚杆1穿过支挡结构6的台座5，锚杆1的下端伸入岩土层中，该装置包括沿锚杆1轴向方向自上而下依次设置的工具锚2、穿心式千斤顶3、承压板4，装置还包括位移测量仪表7。
锚杆1的上端自下而上依次从承压板4、穿心式千斤顶3和工具锚2穿过，并且锚杆1的顶端从工具锚2伸出，工具锚2通过夹片夹紧锚杆1，位移测量仪表7安装在基准梁8上，基准梁8承托在基准桩9上，基准桩9垂直打入支挡结构6，位移测量仪表7的表针与锚杆1的顶端相接触，穿心式千斤顶3用于加载锚杆抗拔试验的载荷，位移测量仪表7用于测量锚杆1的上拔量。
本实施例中，锚杆1由两根平行设置的钢筋组成，两根钢筋的中心线就是锚杆1的中心线，锚杆1也可以采用一根钢筋(钢绞线)或三根钢筋(钢绞线)等，多根钢筋(钢绞线)时，多根钢筋(钢绞线)的中心线就是锚杆1的中心线。
本实施例中，基准桩8的中心与锚杆中心之间的距离S1>1.0m，基准桩8的中心与承压板之间的最短距离S2≥1B且>1.0m，其中，B为承压板的宽度。
作为本实施例的变换，支挡结构6不一定竖直设置，像高速公路上，边坡就是倾斜的，此时支挡结构就是斜向设置。
上述锚杆抗拔试验的承压板式反力装置的安装方法，该方法包括如下步骤：
(1)、依次在腰梁或台座5上面安装好承压板4、穿心式千斤顶3、工具锚2和位移测量仪表7；
(2)、锚杆1的上端自下而上依次从承压板4、穿心式千斤顶3和工具锚2穿过，锚杆1的轴线与工具锚2、穿心式千斤顶3的受压面相垂直；
(3)、将锚杆1用工具锚2锁定，并安放好位移测量仪表7；
安装时保证：基准桩的中心与锚杆中心之间的距离S1>1.0m，基准桩的中心与承压板之间的最短距离S2≥1B且>1.0m，
其中，B为承压板的宽度。
针对承压板适用的工作环境，可以适度考虑腰梁或台座的应力扩散作用。如图3所示，在宽度为B的方形承压板与岩土体之间有一厚度为t的混凝土面层，混凝土面层中的应力扩散角为θ，则岩土体上的应力作用宽度即为B+2ttanθ。
土体竖向附加应力计算简图如图4a和图4b所示，图中矩形abcd为承压板荷载扩散后混凝土垫层下的分布范围，点o为锚杆中心，考察离锚杆中心一定距离处的m点下土体竖向附加应力，(a)中点m处于荷载范围内；(b)中点m处于荷载范围外。
1○对于m点处于荷载范围内的情况，m点以下任意深度z处的竖向附加应力为4个矩形基底对m点所产生的竖向附加应力之和，即：
σz＝(Ks(mfbg)+Ks(meag)+Ks(mfch)+Ks(medh))p
式中，p为abcd矩形荷载面上的均布荷载(kPa)；Ks为矩形mfbg、meag、mfch、medh的角点应力系数，可通过下式计算：
式中，其中l为矩形的长边，b为矩形的短边。
同样地，根据布辛内斯克弹性理论解可知，m点处的地表位移为：
s＝sm(mfbg)+sm(meag)+sm(mfch)+sm(medh)
式中，Sm分别为矩形mfbg、meag、mfch、medh在m点处产生的地表位移，可通过下式计算：
式中，μ为土体泊松比；E0为土体变形模量。
2○对于m点处于荷载范围外的情况，m点以下任意深度z处的竖向附加应力为：
σz＝(Ks(meag)-Ks(mfbg)+Ks(medh)-Ks(mfch))p
m点的地表位移为：
s＝sm(meag)-sm(mfbg)+sm(medh)-sm(mfch)
承压板宽度为0.25m条件下周边不同净距土体竖向附加应力计算结果如表1所示，根据表1的计算结果绘制的土体竖向附加应力随深度变化的分布曲线图如图5所示。
表1：承压板宽度为0.25m条件下周边不同净距土体竖向附加应力
承压板宽度为0.5m条件下周边不同净距土体竖向附加应力计算结果如表2所示，根据表2的计算结果绘制的土体竖向附加应力随深度变化的分布曲线图如图6所示。
表2：不同承压板宽度条件下周边不同净距土体地表位移
综合获得的承压板周边不同净距土体竖向附加应力及地表位移一览表如表3所示，由此绘制的承压板周边不同净距土体地表位移的解析解如图7所示。
表3：不同承压板尺寸条件下周边不同净距土体竖向附加应力及地表位移
从表1至表3可以看出，承压板宽度0.25m条件下，承压板荷载在距承压板边1.0m处，产生的土体竖向附加应力与承压板受均布荷载的比值小于1％且地表位移小于3mm，影响较小。承压板宽度0.5m条件下，承压板荷载在距承压板边1.0m处产生的土体竖向附加应力与承压板受均布荷载的比值小于1％且地表位移也小于3mm。故在现场实际检测工作中可将基准桩中心与承压板边的距离初步确定为≥1B且>1.0m。
本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，锚杆(1)倾斜设置，锚杆(1)穿过支挡结构(6)的台座(5)，锚杆(1)的下端伸入岩土层中，其特征在于：所述装置包括沿锚杆(1)轴向方向自上而下依次设置的工具锚(2)、穿心式千斤顶(3)、承压板(4)，所述装置还包括位移测量仪表(7)，锚杆(1)的上端自下而上依次从所述承压板(4)、穿心式千斤顶(3)和工具锚(2)穿过，并且锚杆(1)的顶端从工具锚(2)伸出，工具锚(2)夹紧锚杆(1)，所述位移测量仪表(7)安装在基准梁(8)上，基准梁(8)承托在基准桩(9)上，基准桩(9)打入支挡结构(6)，所述位移测量仪表(7)的表针与锚杆(1)的顶端相接触，所述穿心式千斤顶(3)用于加载锚杆抗拔试验的载荷，所述的位移测量仪表(7)用于测量锚杆(1)的上拔量。
2.根据权利要求1所述的锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，其特征在于：所述锚杆(1)由两根平行设置的钢筋组成，两根钢筋的中心线就是锚杆(1)的中心线。
3.根据权利要求1所述的锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，其特征在于：基准桩(9)的中心与锚杆中心之间的距离S1>1.0m。
4.根据权利要求1所述的锚杆抗拔试验的承压板式反力装置，其特征在于：基准桩(9)的中心与承压板之间的最短距离S2≥1B且>1.0m，其中，B为承压板的宽度。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107630475A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-26 | 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 | 锚杆抗拔试验的承压板式反力装置及其安装方法 |
| CN109778926A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-21 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 一种单桩抗压静载试验装置、施工方法及专用工具 |
| CN112630027A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-09 | 北京中交桥宇科技有限公司 | 一种隧道锚杆荷载的加载方法 |
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