對(duì)《四川省建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》中錨桿(索)抗拔試驗(yàn)規(guī)定的芻議

王興宇，李科學(xué)，董廷康(中冶成都勘察研究總院有限公司，四川成都 610023)

對(duì)《四川省建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》中錨桿(索)抗拔試驗(yàn)規(guī)定的芻議

王興宇，李科學(xué)，董廷康
(中冶成都勘察研究總院有限公司，四川成都 610023)

文章針對(duì)錨桿(索)抗拔試驗(yàn)規(guī)定，比較了地方推薦性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與國(guó)家相關(guān)規(guī)范的差異，對(duì)錨桿桿體強(qiáng)度和巖土與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度安全系數(shù)的分析，提出地方規(guī)范對(duì)錨桿(索)抗拔試驗(yàn)規(guī)定不合理性的觀點(diǎn)，為地方規(guī)范下一步修訂提供了有益的參考資料。

抗拔試驗(yàn)；試驗(yàn)荷載；桿體強(qiáng)度；安全度；極限承載力

最近筆者遇到幾起檢測(cè)單位因?yàn)榭垢″^桿配筋量不滿足錨桿抗拔試驗(yàn)要求，拒絕出具合格的檢測(cè)試驗(yàn)報(bào)告，并出具了相關(guān)的解釋理由。而設(shè)計(jì)單位解釋為嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，不存在不滿足抗拔試驗(yàn)的要求。究其原因，檢測(cè)單位依據(jù)來(lái)源于DBJ 51/T014-2013《四川省建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》中第6.13條：永久性錨桿(索)試驗(yàn)的最大加載應(yīng)取錨桿軸向力設(shè)計(jì)值的1.5倍，臨時(shí)錨桿可取錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值的1.2倍，但其最大應(yīng)力值不應(yīng)大于桿體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.8倍。對(duì)此規(guī)定，筆者認(rèn)為欠合理，按現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，按該條進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，始終存在錨桿配筋不能滿足抗拔試驗(yàn)要求，比國(guó)家規(guī)范偏嚴(yán)，缺少必要的理論和實(shí)踐支撐，兩者不匹配。

1 現(xiàn)行各規(guī)范對(duì)永久性抗拔錨桿試驗(yàn)的規(guī)定

GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄Y土層錨桿試驗(yàn)要點(diǎn)：Y.0.1條：為使確定錨固體與土層粘結(jié)強(qiáng)度特征值、驗(yàn)證桿體與砂漿間粘結(jié)強(qiáng)度特征值的試驗(yàn)達(dá)到極限狀態(tài)，應(yīng)使桿體承載力標(biāo)準(zhǔn)值大于預(yù)估破壞荷載的1.2倍；Y.0.1條：試驗(yàn)時(shí)最大的試驗(yàn)荷載不宜超過(guò)錨桿桿體承載力標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍；Y.0.10條：錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：試驗(yàn)最大荷載值按0.85Asfyk確定。GB 50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》附錄C錨桿試驗(yàn)規(guī)定：C2.2條：基本試驗(yàn)時(shí)最大的試驗(yàn)荷載不應(yīng)超過(guò)桿體標(biāo)準(zhǔn)值的0.85倍，普通鋼筋不應(yīng)超過(guò)其屈服值0.90倍；C.3驗(yàn)收試驗(yàn)中C.3.4條：驗(yàn)收試驗(yàn)荷載對(duì)永久性錨桿為錨桿軸向拉力Nak的1.50倍；對(duì)臨時(shí)性錨桿為1.20倍。 GB 50086-2015《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程》對(duì)錨桿抗拔試驗(yàn)的規(guī)定與上述兩本規(guī)范相似。從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范GB 50007-2011、GB 50330-2013和GB 50086-2015分析，規(guī)范并未從軸向拉力和桿體強(qiáng)度兩個(gè)角度同時(shí)對(duì)同一試驗(yàn)的最大加載值作出規(guī)定，規(guī)范強(qiáng)調(diào)材料的安全性，按最大荷載值百分比加載后，只要符合相應(yīng)的條件，試驗(yàn)的錨桿為合格。對(duì)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》而言，錨桿軸向拉力采用的是標(biāo)準(zhǔn)值，而不是設(shè)計(jì)值，由下面分析可知，采用1.5倍的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，桿體強(qiáng)度也不會(huì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的0.85倍。

CECS 22:2005《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》第9.1條一般規(guī)定：錨桿的最大試驗(yàn)荷載不宜超過(guò)錨桿桿體極限承載力的0.80倍。驗(yàn)收試驗(yàn)第9.4.2條規(guī)定：永久性錨桿的最大試驗(yàn)荷載應(yīng)取錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值的1.5倍；臨時(shí)性錨桿的最大試驗(yàn)荷載應(yīng)取錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值的1.2倍。該規(guī)范同時(shí)從軸向拉力和桿體強(qiáng)度兩個(gè)角度作出規(guī)定，從下面分析可以看出兩者具有合理性。

2 桿體強(qiáng)度和巖土及錨固體極限摩阻力安全系數(shù)的差異

GB 50007-2011《建筑地基基設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.0.5條第4款規(guī)定：在確定基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)承臺(tái)高度、計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的作用效應(yīng)和相應(yīng)的基底反力、應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。一般情況下，按永久作用控制的組合，采用簡(jiǎn)化規(guī)則，基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值N=1.35 Nk，其中Nk為錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值，抗拔錨桿鋼筋截面積按下列公式試算：

(1)

根據(jù)GB 500010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，熱軋鋼筋材料系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)取1.1，(fy=fyk/1.1，其中fyk為普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值)，代入式(1)得到：

(2)

從式(2)可見(jiàn)，抗拔錨桿材料強(qiáng)度承載力安全系數(shù)約為1.5，低于樁側(cè)巖土體抗拔承載力安全系數(shù)2.0。雖然CECS 22:2005、 GB 50330-2013等規(guī)范把桿體材料安全系數(shù)適當(dāng)提高到1.6～1.8，但桿體材料強(qiáng)度安全系數(shù)始終小于2。通過(guò)理論計(jì)算分析，安全度由材料強(qiáng)度承載力確定。但實(shí)際上，樁側(cè)巖土體抗力提供的摩阻力影響因素太多，不確定性大。

從上述分析，為什么各規(guī)范強(qiáng)調(diào)從桿體材料強(qiáng)度角度限制試驗(yàn)時(shí)最大的試驗(yàn)荷載，目的為保證試驗(yàn)時(shí)，桿體材料強(qiáng)度有足夠的安全度。

3 DBJ 51/T 014-2013《四川省建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的合理性探討

DJB 51/T 014-2013規(guī)定永久性錨桿(索)試驗(yàn)的最大加載應(yīng)取錨桿軸向力設(shè)計(jì)值的1.5倍，同時(shí)規(guī)定最大應(yīng)力值不應(yīng)大于桿體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.8倍。該規(guī)定要求軸向拉力和錨桿材料強(qiáng)度同時(shí)滿足錨桿安全度，由前面分析可知，按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，桿體強(qiáng)度的安全系數(shù)與巖土錨固力安全系數(shù)不一致，規(guī)定不合理，有時(shí)會(huì)造成兩者始終不能協(xié)調(diào)一致，顧彼失此。以筆者最近遇到的一項(xiàng)具體工程數(shù)據(jù)為例說(shuō)明DBJ 51/T 014-2013的不合理性。該項(xiàng)目位于成都市高新區(qū)高朋西路，按規(guī)范有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，抗浮錨桿主筋需采用3根φ22的HRB400鋼筋，設(shè)計(jì)分項(xiàng)系數(shù)取1.35，軸向拉力設(shè)計(jì)值為277 kN，根據(jù)《四川省建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》中第6.13條計(jì)算： 錨桿試驗(yàn)最大荷載加載值為1.5×277=415.5 kN>0.8×As×fyk=0.8×1140×400=365 kN兩者之間存在不協(xié)調(diào)。若按此規(guī)定，設(shè)計(jì)人員按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)完成后，還得按此條規(guī)定增加配筋量，似乎與國(guó)家規(guī)范設(shè)計(jì)體系不相符合。如按《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定計(jì)算，1.5×277=415.5 kN<0.8× As×fstk=0.8×1140×540=492 kN；按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，1.5×277/1.35=307.8 kN<0.85×As×fy=0.85×1140×360=348.8 kN。由此可見(jiàn)《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》以及《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定合理，有一定理論依據(jù)和可操作性。

4 結(jié)論與建議

(1)抗拔錨桿進(jìn)行錨桿試驗(yàn)，受材料強(qiáng)度的控制，最大試驗(yàn)荷載取錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值的1.5倍，即最大試驗(yàn)荷載不宜超過(guò)桿體承載力標(biāo)準(zhǔn)值的0.8倍。

(2)錨桿的抗拔基本試驗(yàn)，要求安全系數(shù)不小于2.0。為了得出場(chǎng)地巖土體的抗拔錨固力大小，作基本試驗(yàn)的錨桿應(yīng)加大桿體鋼筋的配筋量。

(3)由于各個(gè)規(guī)范公式中取的計(jì)算系數(shù)各不相同，在計(jì)算錨桿長(zhǎng)度時(shí)，《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》采用的是設(shè)計(jì)值，而其余的規(guī)范(規(guī)程)采用的是標(biāo)準(zhǔn)值(特征值)，因此錨桿基本試驗(yàn)與驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)按相應(yīng)設(shè)計(jì)采用的規(guī)范所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)要求進(jìn)行檢測(cè)工作。

[1] CECS 22:2005巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] GB 50330-2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3] GB 50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB 50086-2015巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程[S].

[5] 唐孟雄，胡賀松，張程林.地下結(jié)構(gòu)抗浮[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2016.

[6] 冷利浩.抗浮錨桿在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算方法的合理選擇[J].四川建筑，2010，30(2)：74-76.

王興宇(1969～)，男，本科，高級(jí)工程師，從事巖土工程勘察工作；李科學(xué)(1974～)，男，本科，高級(jí)工程師，從事巖土工程勘察工作；董庭康(1983～)，男，本科，高級(jí)工程師，從事巖土工程勘察工作。

TU317

A

[定稿日期]2016-07-29