錨桿（索）及土釘抗拔承載力檢測的若干問題探討

盧 亮

（南京南大巖土工程技術有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

目前，涉及錨桿（土釘）抗拔承載力檢測的規范眾多，主要有 GB 50007－2011《建筑地基基礎設計規范》［1］，GB 50086－2015《巖土錨桿與噴射混凝土支護技術規程》［2］，JGJ 120－2012《建筑基坑支護技術規程》［3］， GB 50330－2013《建筑邊坡工程技術規范》［4］，JGJ/T 401－2017《錨桿檢測與監測技術規程》［5］，CECS 22∶2005《巖土錨桿（索）技術規程》［6］等，因涉及規范眾多，而且每本規范說法又有所不同，雖然規范有沖突時，應按從高從嚴的原則進行使用，但因國標 GB 50007－2011《建筑地基基礎設計規范》及 GB 50086－2015《巖土錨桿與噴射混凝土支護技術規程》中對檢測的要求不夠明確，而幾本行業標準中要求又有所不同，往往給錨桿（土釘）檢測工作者造成很大困難，錨桿、錨索、土釘有什么區別，怎么區分軸向拉力設計值、軸向拉力標準值、極限抗拔承載力標準值、試驗最大加載值，怎么確定試驗的最大加載值，該采用什么試驗方法，是否需要卸載，該何時測讀錨桿位移量等諸多問題給檢測人員帶來很大困擾。本文對這些規范進行比較分析，對上述問題進行解析，希望可以給錨桿檢測工作者帶來一些幫助。

1 錨桿、錨索、土釘的區別

JGJ 120－2012《建筑基坑支護技術規程》第 2.1 條術語中對錨桿、土釘有明確定義，2.1.14 中關于錨桿的定義為：由桿體（鋼絞線、預應力螺紋鋼筋、普通鋼筋或鋼管）、注漿固結體、錨具、套管所組成的一端與支護結構連接，另一端錨固在穩定巖土體內的受拉桿件。桿體采用鋼絞線時，亦可成為錨索。由此可知，錨桿中包含錨索，我們可以把錨索定義為：桿體材料為鋼絞線的錨桿稱之為錨索。

2.1.18 中關于土釘的定義為：植入土中并注漿形成的承受拉力與剪力的桿件。例如，鋼筋桿體與注漿固結體組成的鋼筋土釘，擊入土中的鋼管土釘。由此可知，錨桿與土釘的區別主要體現在 2 個方面：①組成上，錨桿包含錨具和套管，土釘僅僅是在桿體周圍注漿，兩者的區別主要是是否有“錨”；②受力上，錨桿主要承受拉力作用，土釘主要承受拉力和剪力作用。

2 軸向拉力設計值、軸向拉力標準值、極限抗拔承載力標準值、試驗最大加載值的區別

錨桿拉力設計值為：錨桿在設計使用期內可能出現的最大拉力值；拉力標準值為：作用標準組合的軸向拉力值。主要由兩方面控制：

1）錨桿錨固體（砂漿）與巖土層之間的錨接強度；

2）錨桿桿體與錨固砂漿間的錨接強度。

2.1 軸向力設計值與標準值的關系

JGJ 120－2012《建筑基坑支護技術規程》3.1.7 中：

式中：γ0為結構重要性系數，安全等級為一級、二級、三級的支護結構，其重要性系數分別不小于 1.1，1.0，0.9；γF為作用基本組合的綜合分項系數，≥1.25；Nk為作用標準組合的軸向拉力值。

2.2 軸向拉力標準值與極限抗拔承載力標準值的關系

式中：Rk為極限抗拔承載力標準值，應通過抗拔試驗確定，并通過式（3）估算；Kt為錨桿抗拔安全系數，安全等級為一級、二級、三級的支護結構，應分別不小于 1.8，1.6，1.4。

3 試驗最大加載值的確定

各本規范中對錨桿試驗的最大加載量有一定的規定，但各本規范之間區別較大，而且有的以軸向拉力設計值為基準進行試驗，有的以軸向拉力標準值為基準進行試驗，上一節對各值的區別進行了解釋，試驗時有時需進行換算。具體看各規范的區別。

3.1 GB 50007－2011《建筑地基基礎設計規范》的規定

附錄 M 巖石錨桿抗拔試驗要點，M.0.2 試驗采用分級加載，荷載分級不得少于 8 級。試驗的最大加載量不應少于錨桿設計荷載的 2 倍。

由此可見，對于基礎錨桿，最大加載量為錨桿設計荷載的 2 倍。

3.2 GB 50330－2013《建筑邊坡工程技術規范》的規定

C.2 基本試驗：基本試驗最大試驗荷載不應超過桿體標準值的 0.85 倍，普通鋼筋不應超過其屈服值0.90 倍。

C.3 驗收試驗：驗收試驗荷載對永久性錨桿為錨桿軸向拉力標準值的 1.5 倍，對臨時性錨桿為 1.2 倍。

對于基本試驗，試驗最大加載量無法明確，即保證在桿體不破壞的前提前測出錨桿的極限承載力。對于驗收試驗，應根據錨桿是永久錨桿還是臨時性錨桿，根據軸向拉力標準值確定最大加載量。

3.3 JGJ 120－2012《建筑基坑支護技術規程》的規定

4.8.8 條第 4 款規定：錨桿抗拔承載力檢測值應按表 4.8.8 確定。表 4.8.8 如表 1 所示。

表1 抗拔承載力檢測值

5.4.10 條第 1 款規定：對安全等級為二級、三級的土釘墻，土釘抗拔承載力檢測值不應小于土釘軸向拉力標準值的 1.3 倍、1.2 倍。

該規范中未直接區分基本試驗或驗收試驗，而是將錨桿與土釘分開，根據基坑安全等級和軸向拉力標準值確定最大加載量。

GB 50330－2013 和 JGJ 120－2012 中雖然均是根據軸向拉力標準值乘以一個系數確定最大加載量，但一個根據錨桿類型，即永久錨桿或臨時性錨桿來確定，一個根據基坑安全等級來確定，因此并不一致。

3.4 JGJ/T 401－2017《錨桿檢測與監測技術規程》的規定

7.1.3 錨桿驗收荷載應按設計要求確定，且基礎錨桿驗收荷載應等于抗拔承載力特征值與錨桿抗拔安全系數的乘積。

根據該規范，在進行錨桿試驗時，需設計明確驗收荷載，根據驗收荷載進行試驗。

3.5 CECS 22∶2005《巖土錨桿（索）技術規程》的規定

9.1.1 錨桿的最大試驗荷載不宜超過錨桿桿體極限承載力的 0.8 倍。

9.4 驗收試驗中規定，永久性錨桿的最大試驗荷載應取錨桿軸向拉力設計值的 1.5 倍，臨時性錨桿的最大試驗荷載應取錨桿軸向拉力和設計值的1.2 倍。

該標準規定與 GB 50330－2013 規定較為相似，但最大加載量不是以軸向拉力標準值為基準而是以設計值為基準。

通過以上比較分析可以總結，對于基礎錨桿，最大加載量為錨桿設計荷載的 2 倍，對于支護工程錨桿，基本試驗時，最大加載值桿體的極限承載力進行預估，通過試驗確定錨桿的極限抗拔承載力。驗收試驗時，應根據設計依據，即設計根據 GB 50330－2013《建筑邊坡工程技術規范》還是 JGJ 120－2012《建筑基坑支護技術規程》進行設計，并根據錨桿類型或基坑安全等級確定最大加載量。

在數學教學過程中，教師設計的問題若不能針對不同層次的學生，將可能導致學生的發展不均衡，導致學習成績較弱的學生無法進步，成績較好的學生得不到提高。因此，教師在設計練習題的過程中要注重層次性。教師可以將學生分成不同的層次，如：優、中、差三種層級，設計習題要從易到難，安排不同層次的練習。首先是基礎練習，主要針對基礎較弱的學生；然后是綜合練習，讓學生通過小組合作進行解決，培養學生的團隊意識，并且可以讓不同層次的學生進行交流，增強學生的綜合能力；最后就是拓展性問題，讓基礎較好的學生對問題進行深入探討，激發學生的思維能力。

4 試驗方法的選擇

目前，幾本規范中涉及的檢測方法主要有分級維持荷載法，單循環加卸載方法和多循環加卸載方法。前面已經提到，錨桿檢測主要分為基本試驗和驗收試驗，在檢測時選擇，須對比不同規范中的要求與區別。

4.1 GB 50007－2011《建筑地基基礎設計規范》的規定

附錄 M 巖石錨桿抗拔試驗要點，M.0.2 中規定：試驗采用分級加載，荷載分級不得少于 8 級，試驗的最大加載量不應少于錨桿設計荷載的 2 倍。

由此可見，該規范中不論是基本還是驗收試驗，均采用分級維持荷載法，但該規范針對的僅是巖石錨桿或者是地基基礎錨桿，對于邊坡錨桿，該采用何種方法并未明確。

4.2 GB 50330－2013《建筑邊坡工程技術規范》規定

C.2.4 規定：錨桿基本試驗應采用循環加、卸載方法。根據后續內容，該循環加卸載為多循環加卸載。

C.3.5 關于驗收試驗規定：前三級荷載可按試驗荷載值的 20 % 施加，以后每級按 10 % 施加；達到檢測荷載后觀測 10 min，在 10 min 持荷時間內錨桿的位移量應小于 1.0 mm。當不能滿足時持荷至 60 min，錨桿位移量應小于 2 mm。卸荷到試驗荷載的 0.1 倍并測出矛頭位移。

由此可見，GB 50330－2013 中，對于基本試驗推薦使用多循環加載法，但對于驗收試驗，則使用分級維持荷載法。因 GB 50330－2013 主要針對邊坡工程，因此對于邊坡錨桿，建議采用此本規范進行檢測。

4.3 JGJ 120－2012《建筑基坑支護技術規程》的規定

附錄 A 中規定：錨桿基本試驗宜采用多循環加載法。同時 A.2.4 中規定亦可采用單循環加載法。

A.4 驗收試驗中規定：錨桿抗拔承載力檢測試驗可采用單循環加載法。

由此可見，在 JGJ 120－2012 中，基本試驗推薦使用多循環加載法，也可采用單循環加載法，驗收試驗推薦采用單循環加載法。同樣，JGJ 120－2012 主要針對基坑支護工程。

4.4 JGJ/T 401－2017《錨桿檢測與監測技術規程》的規定

錨桿基本試驗加卸載方法的選擇應符合下列規定：

1）支護錨桿應采用多循環加卸載方法，當有成熟的地區經驗時，鋼筋錨桿也可采用單循環加卸載法；

2）基礎錨桿應采用分級維持荷載法，也可采用多循環加卸載法；

3）土釘宜采用單循環加卸載法；

4）荷載分散性錨桿應采用多循環加卸載法。

錨桿驗收試驗加卸載方式的選擇宜符合下列規定：

1）基礎錨桿宜采用分級維持荷載法，也可采用多循環加卸載法；

2）支護錨桿宜采用單循環加卸載法，也可采用多循環加卸載法；

3）土釘宜采用單循環加卸載法；

4）荷載分散性錨桿應采用多循環加卸載法，也可采用單循環加卸載法。

4.5 CECS 22：2005《巖土錨桿（索）技術規程》的規定

9.2 基本試驗規定：錨桿極限抗拔試驗應采用分級循環加荷，9.4 驗收試驗規定：驗收試驗應分級加荷，初始荷載宜取錨桿軸向拉力設計值的 0.10 倍，分級加荷值宜取錨桿軸向拉力設計值的 0.50、0.75、1.00、1.20、1.33 和 1.50 倍。加荷至最大試驗荷載并觀測10 min，待位移穩定后即卸荷至 0.1 倍設計值。

由此可見該規程中，對于基本試驗推薦采用多循環加載法，對于驗收試驗，推薦采用分級維持荷載法。

通過以上比較分析可以總結，對于基礎錨桿，不論基本試驗還是驗收試驗，均可采用分級維持荷載法，具體檢測方法可參照 GB 50007－2011 執行，對于支護工程錨桿，基本試驗時，優先選用多循環加載法，其次選用單循環加載法。對于驗收試驗，可采用單循環加載法。

5 結論

雖然涉及錨桿檢測規范眾多，給檢測人員帶來很大困擾，尤其是最大加載量和檢測方法，但通過比較分析，對于檢測時的最大加載量和檢測方法可以得出如下結論。

1）對于基礎錨桿，最大加載量為錨桿設計荷載的2 倍，對于支護工程錨桿，基本試驗時，最大加載值桿體的極限承載力進行預估，通過試驗確定錨桿的極限抗拔承載力。驗收試驗時，應根據設計依據，即設計根據GB 50330－2013 還是 JGJ 120－2012 進行設計，并根據錨桿類型或基坑安全等級確定最大加載量。

2）對于基礎錨桿，不論基本試驗還是驗收試驗，均可采用分級維持荷載法，具體檢測方法可參照GB 50007－2011 執行，對于支護工程錨桿，基本試驗時，優先選用多循環加載法，其次選用單循環加載法。對于驗收試驗，可采用單循環加載法。