重庆地区不同规范中锚杆验收试验对比分析

林亮伦，杜清超，张定忠

(1重庆市建筑科学研究院，重庆 400016；2重庆市轨道交通(集团)有限公司，重庆 401120)

0 引言

锚杆作为主要的岩土体工程支护形式广泛应用于重庆地区边坡支护工程，而锚杆抗拔承载力是决定锚杆支护作用的关键因素。锚杆验收试验关系到整个边坡支护工程的质量，是边坡工程验收的重要依据。目前适用于重庆地区锚杆验收试验的规范约有8本之多，这些规范中，不论是国家标准、行业标准、地方标准还是标准化协会标准，针对锚杆验收试验彼此存在着不协调的地方。本文从锚杆验收试验条件、试验数量、检验荷载值、加载方法、试验稳定标准、合格条件或破坏后终止试验条件等方面对比分析不同现行规范的相关规定，进一步规范锚杆验收试验步骤的规范性和结论的可靠性。

1 规范的选用

适用重庆地区锚杆验收试验的规范中不论是国家标准、行业标准、标准化协会标准和地方标准，还是锚杆专业规范、基坑、边坡的专业规范、地基基础设计规范以及边坡检测专业规范，这些规范都有相应的适用范围。因此，锚杆验收试验前需明确采用哪种现行规范（表1）。

2 锚杆安全系数归纳

锚杆轴向抗拔荷载主要由锚杆杆体与锚固体之间的粘结力、锚固体与岩土体之间的粘结力和杆体强度决定。以《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）为例，由锚杆杆体与锚固体之间的粘结力计算轴向受拉承载力为：

表1 重庆地区涉及锚杆验收试验的规范列举

式中：Nak为标准组合时锚杆所受轴向拉力，n为杆体（钢筋、钢绞线）根数，d为杆体直径，fb为杆体与锚固体间的粘结强度，la为杆体与砂浆间的锚固长度，K为锚固体的抗拔安全系数。

由锚固体与岩土体之间的粘结力计算轴向受拉承载力为：

式中：D为锚固体直径，frbk为锚固体与岩土体间的粘结强度，la为锚固体与岩土体间的锚固长度，K为锚固体的抗拔安全系数。

由锚杆杆体强度计算轴向受拉承载力为：

式中：fy为杆体抗拉强度设计值，AS为杆体截面面积，Kb为杆体抗拉安全系数。

对比各规范对锚固体的抗拔安全系数K和杆体抗拉安全系数Kb的取值（表2）。由表中数据可知，对于永久性锚杆，锚固体的抗拔安全系数K约为2.0～2.4，杆体抗拉安全系数Kb约为1.8～2.0；对于临时性锚杆，锚固体的抗拔安全系数K约为1.6～1.8，杆体抗拉安全系数Kb为1.4～1.6。

表2 各规范中锚杆安全系数列表

3 试验条件对比

对于锚杆验收试验条件，各规范要求基本一致，均要求锚固体浆液的强度达到设计强度的80%以上。基坑规范要求注浆固结体强度达到15MPa时，可以进行锚杆验收试验，但是基坑规范适用对象为临时锚杆，试验检测时应注意规范的适用范围（表3）。

表3 各规范中试验条件列表

4 检验荷载值的对比

锚杆验收试验中多数以锚杆轴向抗拔荷载（设计值或标准值）的倍数（永久：1.5倍，临时：1.2倍）、较少以锚杆设计荷载、杆体强度控制来确定检验荷载值（表4）。以《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）为例，按锚杆杆体强度计算锚杆抗拔验收试验荷载值估算为，永久锚杆：N=1.5Nak=1.5fyAs/2.0=0.75fyAs，临时锚杆：N=1.2Nak=1.2fyAs/1.4=0.86fyAs。 由此可以看出，以锚杆轴向抗拔荷载的倍数和杆体强度两种方法确定锚杆验收试验检验荷载值，在一定意义上是相互吻合的。因此在设计未明确锚杆验收检验荷载时，可按锚杆杆体强度估算检验荷载，具体参见 《建筑地基基础设计规范》（DBJ50-047-2016）。

5 检测数量的对比

锚杆验收试验的检测比例多数规范以5%来要求，建筑边坡规范中适当减少岩层锚杆的检测比例（1.5%、3%），最少检测数量多数为3根，边坡规范为5根，地基基础规范为6根（表5）。

验收锚杆不合格时，应分析不合格的原因，应按锚杆总数的30%重新抽检，若再有锚杆不合格时应全数检测。

6 加载方式的对比

锚杆验收试验的加载方式采用分级加载和直接卸载为主，每级加载稳定观测时间为5～10min，每级稳定标准为位移小于1.0mm（表6）。

7 合格评定的对比

锚杆验收试验在以下几种条件下，应终止试验（表7）：

（1）锚头位移不收敛（持续增长），锚固体或杆体拔出（或杆体拔断）；

（2）锚头总位移量超过设计值；

（3）锚头位移增量（或单位荷载位移量增量）超过上一级位移增量的2倍。

锚杆验收试验的合格评定主要通过承载力和锚杆位移两个方面进行。锚杆承载力要求为在抗拔承载力检测值下，锚杆位移稳定或收敛。锚杆位移要求为在最大试验荷载下，锚杆总位移大于杆体自由段长度理论弹性伸长量的80%（或90%），且小于杆体自由段长度与1/2（或1/3）锚固段长度的理论弹性伸长量。

表4 各规范中检验荷载值列表

表5 各规范中检测数量列表

表6 各规范中加载方式列表

8 结论

（1）归纳总结锚杆抗拔承载力的计算方法以及安全系数的取值；

（2）通过对比分析8本现行规范中锚杆验收试验的试验条件、检验荷载、数量、加载方式、观测时间、稳定标准、合格评定等方面的相关规定，为今后更规范地进行锚杆验收试验提供参考。

表7 各规范中稳定标准和验收合格评定列表