锚杆（索）试验与观测的优化方案

1）锚杆（索）的性能试验

锚杆的性能试验又称破坏性试验或基本试验，是在锚固工程开工前为了检验设计锚杆性能所进行的锚杆破坏性抗拔试验。其目的是确定锚杆的极限承载力，检验锚杆在超过设计拉力并接近极限拉力条件下的工作性能和安全程度，及时发现锚索设计施工中的缺陷，以便在正式使用锚杆前调整锚杆结构参数或改进锚杆制作工艺。

性能试验的锚杆数量一般为3根，用作性能试验的锚杆参数、材料和施工工艺必须与工程锚杆相同，并且必须在与安设工程锚杆相同的地层中进行。在张拉过程中，采用逐级循环加荷，每级循环荷载的增量为0.1Ag fptk~0.15Ag fptk（其中，fptk为所配锚筋的抗拉强度设计值，Ag为实际锚筋配置截面）；在各级荷载下，锚束受力与伸长值量测应同步进行，每一循环中的最大荷载稳定时间为10 min，其余均为5 min；最大荷载为锚杆的破断荷载，但应不超过锚筋强度标准值的0.8倍（即0.8Ag fptk）。加荷过程及观测时间见表5.25。如图5.24所示为锚杆基本性能试验（Q-S）曲线。

表5.25　锚杆性能试验加荷过程及观测时间

2）锚杆（索）的验收试验

锚杆的验收试验是在锚固工程完工后为了检验所施工的锚杆是否达到设计的要求而进行的检验性抗拔试验。该试验起到鉴别工程是否符合要求的目的。通常验收试验检验的锚杆的数量应不少于锚杆总数的5%，且一个边坡不得少于3根。

验收试验最大试验荷载：对永久性锚索，应为设计轴向拉力值的1.5倍；对临时性锚索，应为设计轴向拉力值的1.2倍。荷载分级施加，并测读各级荷载下的伸长值。试验结果进行计算机处理，并绘制试验荷载-位移（Q-S）曲线（见图5.25）。

图5.24　锚杆基本性能试验（Q-S）曲线

图5.25　锚杆验收性能试验（Q-S）曲线

锚杆验收试验满足以下条件，即为合格：

①验收试验所得的总弹性位移超过自由段长度理论弹性伸长的80%，但小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长。

②在最大试验荷载作用下，锚头位移趋于稳定。

锚杆验收试验加荷等级与观测时间见表5.26。

表5.26　锚杆验收试验加荷等级与观测时间

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3）锚杆（索）的蠕变试验

在软黏土中设置的锚杆，在较大荷载作用下会产生很大的蠕变变形，为掌握软黏土中的锚杆的工作特性，国内外的有关标准都对锚杆的蠕变试验作了相应的规定。我国有关锚杆标准规定，凡塑性指数大于20的土层中的锚杆，均应进行蠕变试验，且试验的根数应不少于3根。

蠕变试验的加荷等级和观测时间应满足表5.27的要求，在观测时间内，荷载必须保持恒定，每级荷载下观测蠕变量随时间的变化。最后将每级荷载下的锚杆蠕变量-时间对数曲线在s-lg t坐标系中绘出。定义S-lg t曲线的斜率值（s-lg t曲线为直线）为蠕变系数，即

式中　Ks——某一级荷载下的蠕变系数；

　　　s1——t1时刻的蠕变量；

　　　s2——t2时刻的蠕变量。

锚杆蠕变试验所测得的最后一级荷载下的最终一段观测时间内的蠕变系数应不大于2.0 mm。

表5.27　锚杆蠕变试验加荷等级与观测时间

以上各种锚杆试验记录表可按表5.28制订。

表5.28　锚杆试验记录表（据边坡规范附表C.1.5）

4）锚杆（索）的长期观测

锚杆施工完毕后，为了了解锚杆预应力损失情况和锚杆的位移变化规律，以便确认锚杆的工作能力，需要对锚杆进行长期观测，一般连续观测时间超过24 h就可看成长期观测。在观测结果过程中，如果发现锚杆的工作性能较差或不能完全承担锚固力，可根据观测结果，采用二次张拉锚杆或增设锚杆数量等措施，以保证边坡锚固工程的可靠性。

锚杆预应力变化的可采用测力计。测力计按照机械、振动、电气及光弹原理制作成不同类型。锚杆长期观测中，应选择精度高、准确可靠的测力计。测力计一般安装在传力板和锚具之间，并始终保持中心受荷。由于锚杆张拉锁定后头几个月预应力损失较大，一年后逐渐递减，两年后预应力损失基本终止，趋于稳定状态。因此，张拉锁定后的长期监控时间一般不得少于1年，但如遇自然环境恶劣并对边坡稳定性有较严重影响时，监控时间应适当延长，且每个工点不得少于3~5个观测点。同时，在混凝土浇筑过程中，应有专人对观测设施进行监护。

锚杆张拉锁定后第一个月内每日观测1次；2~3个月内每周观测1次；4~6个月内每月观测3次；7个月~1年内每月观测2次；1年以后每月观测1次。在观测过程中，如出现异常，应立即进行检查，处理完毕后，方能继续观测。观测成果及时整理，第一年内的观测成果将作为工程验收的资料。