土层抗浮锚杆设计及抗拔力试验总结

摘要：现行的各种锚杆规范、规程对土层抗浮锚杆的抗拔承载力特征值计算方法及抗拔力检测方法的规定不够明确。为此，通过对各种锚杆规范、规程的梳理及分析，确定出比较符合实际的锚杆抗拔承载力特征值计算方法和锚杆抗拔力试验方法。

关键词：土层抗浮锚杆 设计 抗拔力试验 最大试验荷载 检测数量

1.前言

近几年来，随着城市的发展，地下建筑不断增多，其抗浮问题也就随之而来。笔者在辽阳新城购物中心地下室抗浮设计过程中，发现现行的各种锚杆规范、规程对土层抗浮锚杆的抗拔承载力特征值计算方法及抗拔力检测方法的规定不够明确。关于土层锚杆抗拔力的计算及检测的现行规范规程包括：《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002》、《岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005》、《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》和《全国民用建筑工程设计技术措施（2009版）-结构专业（地基与基础）》。由于这些规范规程编写的年代和人员不同，造成了对土层锚杆抗拔力的计算及检测的各种规定有所不同。鉴于目前土层抗浮锚杆设计及检测中存在的一系列问题，只参照一本规范规程可能无法解决土层抗浮锚杆设计及检测中的所有问题。

2.土层抗浮锚杆设计

在现行规范规程中，有关抗浮锚杆竖向抗拔承载力特征值的计算比较混乱。

根据《岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005》，锚杆锚固长度（La）可按下式估算，并取其中大值：

式中：

K--锚杆锚固体的抗拔安全系数；Nt--锚杆轴向拉力设计值（kN）；其余参数的说明及取值见《岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005》。

根据《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》，土层锚杆锚固长度（La）也可按下式估算，

Nt―相应于作用的标准组合时，锚杆所承受的拉力值（kN）；

根据《全国民用建筑工程设计技术措施（2009版）-结构专业（地基与基础）》，单根锚杆轴向抗拔承载力可按式（7.3.2-1）和式（7.3.2-2）估算，宜取较小值。

从以上3本规范可以看出：关于“抗浮锚杆竖向抗拔承载力的计算公式”均采用了“锚固段注浆体与地层间的粘结强度特征值或标准值”，这正是抗浮锚杆与抗拔桩之间的主要差异之一，按理应采用《岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005》或《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》的公式来确定抗浮锚杆竖向抗拔承载力。但在辽阳新城购物中心地下室抗浮锚杆竖向抗拔静载测试中，现场试验得到的竖向抗拔承载力数值（D=400，Rt=180KN， La=4米）与按《岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005》规定计算（D=400，Rt=230KN， La=2米）差别很大，却与按《全国民用建筑工程设计技术措施（2009版）-结构专业（地基与基础）》公式（7.3.2-2）计算（D=400，Rt=181KN， La=4米）吻合，其中固然与勘察单位提供的“锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值”取值不准有关，但与规范的不严谨亦有关系。

故建议设计人员计算“单根锚杆轴向抗拔承载力特征值”时，根据《全国民用建筑工程设计技术措施（2009版）-结构专业（地基与基础）》公式（7.3.2-1）和式（7.3.2-2）来估算比较稳妥。

3.土层锚杆的基本试验与验收试验的区别

在与设计人员交流中发现，有一部分技术人员对土层锚杆（或桩）的静载基本试验和验收试验的概念不是很清楚。其实基本试验与验收试验的根本区别是试验目的不同，如《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002》规定：“基本试验主要目的是确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺。”这是为锚杆的设计取得技术数据或确定施工工艺而进行的试验，其目的主要是确定极限抗拔承载力；“锚杆验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求。”，其目的就是检测已经施工的锚杆质量是否达到设计要求，也就是通俗意义上的锚杆验收检测。

4.土层锚杆的最大试验荷载

1）基本试验

对于基本试验的最大试验荷载，各规范标准的表述虽不尽一致，但最大试验荷载与锚杆杆体强度是相联系的，只是倍数不同而已，况且“锚杆极限承载力除以安全系数2，即为锚杆抗拔承载力特征值”各规范是统一的，故不展开阐述。

2）验收试验

对验收试验的试验荷载，各规范标准的表述也不尽一致，《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》中规定“试验最大荷载值按0.85Asfy确定”；《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002》中规定：“试验荷载值对永久性锚杆为1.1ξ2Asfy；对临时性锚杆为0.95ξ2Asfy”；《岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005》中规定：“永久性锚杆的最大试验载荷应取锚杆轴向拉力设计值的1.5倍；临时性锚杆的最大试验载荷应取锚杆轴向拉力设计值的1.2倍”。由此看出，《地基基础规范》和《边坡规范》中规定的验收试验荷载只与锚筋抗拉强度有关；《锚杆（索）规程》规定的验收试验最大试验荷载，由锚杆轴向拉力设计值决定。

那么作为设计人员应怎么确定最大试验荷载呢？笔者认为，抗浮锚杆的验收试验，主要目的是为了检验施工质量是否达到设计要求，不是破坏性试验，因此验收试验最大荷载应根据经济性来选择，可参考按照《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》相关规定进行。

5. 土层锚杆的检测数量

1）基本试验

各个规范规程对试验数量的要求是一致的，都是同条件下不少于3根。

2）验收试验

《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002》提出：“验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%，且均不得少于5根。”；《岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005》中提出：“验收试验的锚杆数量不得少于锚杆总数的5%，且不得少于3根。”；《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》提出：“抗浮锚杆完成后应进行抗拔力检验，检验数量不得少于锚杆总数的3%，且不得少于6根”；但在修订后《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》提出：“验收试验的锚杆数量取锚杆锚杆总数的5%，且不应少于5根”。

笔者认为，《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》中专门提到了抗浮锚杆，而《边坡规范》、《锚杆（索）规程》和《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》中的锚杆应该指的是支护锚杆。所以，对于抗浮锚杆的检测，建议采用《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》的规定：“抗浮锚杆完成后应进行抗拔力检验，检验数量不得少于锚杆总数的3%，且不得少于6根”，希望再次修订《建筑地基基础设计规范》时重新把“抗浮锚杆的验收数量”作明确规定。

6. 结 语

笔者希望将来的规范对上述问题能有更详细的规定，并明确以下内容：

1） 明确土层抗浮锚杆竖向抗拔承载力特征值的计算方法。

2）验收试验的最大试验载荷建议遵照《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》中的附录Y.0.10.1规定执行。

3）验收试验的检测数量建议遵照《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》中的10.1.10规定执行。

总之，由于笔者在设计地下室土层抗浮锚杆时，深感现行规范规程涉及土层抗浮锚杆的抗拔承载力特征值计算及抗拔力检测方面的规定不够明确、不够全面，针对性不强，设计人员不易掌握，故结合实践作些探讨，企盼同行们参与讨论。

参考文献：

[1]建筑地基基础设计规范 GB50007-2011.

[2]全国民用建筑工程设计技术措施（2009版）-结构专业（地基与基础）.

[3]建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002.

[4]岩土锚杆（索）技术规程 CECS22：2005.