基坑支護工程中錨索張拉值取值的相關問題探討

張小平，許丁亮，甄東華，王民豪，魏軍政

（1.山西冶金巖土工程勘察有限公司，山西 太原 030000；2.中國冶金地質總局三局，山西 太原 030000）

在基坑及邊坡的施工過程中，對于錨桿張拉及鎖定值的大小，由于圖紙的不明確，以及巖土計算中的概念較多，很多技術人員比較困惑，為此，我們對于這個問題進行展開討論說明。

1 張拉階段

首先，我們要明確張拉階段，是進行正常的施工張拉，還是要進行試驗檢測張拉。

（1）對于正常的施工張拉階段。對于基坑工程：《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012 中規定，錨桿的“鎖定時的錨桿拉力可取鎖定值的1.1～1.15倍，錨桿鎖定值宜取錨桿軸向拉力標準值的0.75～0.9倍”。

對于邊坡工程：《建筑邊坡工程技術規范》GB50330-2013 中規定，“宜進行設計預應力值1.05～1.10倍的超張位，預應力保留值應滿足設計要求，對地層及被錨固結構位移控制要求比較高的工程，預應力錨桿的鎖定值宜為錨桿軸向拉力特征值；對允許地層及被錨固結構產生一定變形的工程，預應力錨桿的鎖定值宜為錨桿設計預應力值的0.75～0.9倍”。

（2）對于試驗檢測張拉階段。錨桿的抗拔承載力檢測值，如表1所示。

表1 錨桿的抗拔承載力檢測值

2 其次要搞清楚幾個概念

（1）標準值與設計值：在巖土計算中，標準值一般小于設計值，涉及到材料的都取設計值。在結構計算中，標準值一般大于設計值。巖土與結構計算中兩個值是有區別的，下面以巖土計算中不同規范中對兩值取值規定舉例，如表2所示。

表2 巖土計算中不同規范中對兩值取值規定表

以錨桿桿體受拉承載力驗算為例：

式中：N——錨桿軸向拉力設計值，kN；

γF——基本組合的綜合分項系數，取不應小于1.25；

γo——結構重要性系數，安全等級一、二、三級分別取不應小于1.1、1.0、0.9。

（2）極限抗拔承載力（標準值）Rk與錨桿軸向拉力（標準值）Nk：

Rk=Nk×Kt

式中：Kt——錨桿抗拔安全系數。

對于基坑工程：安全等級為一級、二級、三級的支護結構，Kt分別不小于1.8、1.6、1.4。

對于邊坡工程，如表3所示。

表3 邊坡工程安全系數表

（3）張拉值與鎖定值。張拉值：是錨索張拉過程中千斤頂要進行張拉的最大值。鎖定值：錨索最終鎖定的力值，對巖層、砂土層保持10min，對粘性土層保持15min，然后卸荷至鎖定荷載設計值進行鎖定。

3 張拉鎖定的過程

（1）對于正常的施工階段。《巖土錨桿（索）技術規程》CECS212-2005中“錨桿張拉荷載的分級和位移觀測時間應遵守”表4要求：其中Nt代表錨桿軸向拉力設計值，如表4所示。

表4 錨桿張拉荷載的分級和位移觀測時間表

（2）對于試驗檢測張拉階段。此階段又分為多循環加載試驗和單循環加載試驗。當采用多循環加載試驗時，如表5所示。

表5 多循環加載試驗表

當采用單循環加載試驗時，如表6所示。

表6 單循環加載試驗表

4 錨索施工階段取值分析

錨索施工階段張拉標準值與設計值取值計算，如表7所示。

表7 錨索施工階段張拉標準值與設計值取值表

根據表7計算可知：標準值Nk=(0.727～0.889)N。

對于基坑工程，鎖定時的錨桿拉力可取鎖定值的1.1～1.15 倍，錨桿鎖定值宜取錨桿軸向拉力標準值的0.75～0.9倍。

(1)以一級基坑為例：

錨桿的鎖定值=（0.75～0.9）Nk=(0.545～0.654)N；錨桿的張拉值=（1.1～1.15）錨桿的鎖定值=(0.825～1.035)Nk=(0.599-0.752)N。

(2)以二級基坑為例：

錨桿的鎖定值=（0.75～0.9）Nk=(0.6～0.72)N；錨桿的張拉值=（1.1～1.15）錨桿的鎖定值=(0.825～1.035)Nk=(0.66-0.828)N。

(3)以三級基坑為例：

錨桿的鎖定值=（0.75～0.9）Nk=(0.668～0.8)N；錨桿的張拉值=（1.1～1.15）錨桿的鎖定值=(0.825～1.035)Nk=(0.735-0.92)N。

5 結論與經驗

根據上述內容得出如下結論，以基坑為例：標準值一般取設計值的0.727～0.899倍，錨桿的鎖定值一般取設計值的0.545～0.8 倍，錨桿的張拉值取設計值的0.599～0.92 倍，工程技術人員應熟悉各個參數之間的關系，深刻理解其內在關系，以指導施工。實際工程中，鎖定值一般由設計師根據錨索長度、地層情況、支護型式等經驗取值，不一定取很大值，工程往往張拉結束后張拉段鋼鉸線先不截除，后期根據基坑變形情況進行補張拉處理，因此數值上基本達到標準值，一般經驗上張拉值取鎖定值的1.3倍左右，實際工程中應向設計人員獲取錨桿（索）軸向拉力標準值或設計值具體數據進行校驗復核，具體工程具體對待。