对《四川省建筑地基基础检测技术规程》中锚杆(索)抗拔试验规定的刍议

2016-04-07王兴宇李科学董廷康中冶成都勘察研究总院有限公司四川成都610023

四川建筑 2016年6期

关键词：杆体抗拔标准值

王兴宇，李科学，董廷康(中冶成都勘察研究总院有限公司，四川成都 610023)

王兴宇，李科学，董廷康
(中冶成都勘察研究总院有限公司，四川成都 610023)

文章针对锚杆(索)抗拔试验规定，比较了地方推荐性标准规定与国家相关规范的差异，对锚杆杆体强度和岩土与锚固体粘结强度安全系数的分析，提出地方规范对锚杆(索)抗拔试验规定不合理性的观点，为地方规范下一步修订提供了有益的参考资料。

抗拔试验；试验荷载；杆体强度；安全度；极限承载力

最近笔者遇到几起检测单位因为抗浮锚杆配筋量不满足锚杆抗拔试验要求，拒绝出具合格的检测试验报告，并出具了相关的解释理由。而设计单位解释为严格按规范要求进行设计，不存在不满足抗拔试验的要求。究其原因，检测单位依据来源于DBJ 51/T014-2013《四川省建筑地基基础检测技术规程》中第6.13条：永久性锚杆(索)试验的最大加载应取锚杆轴向力设计值的1.5倍，临时锚杆可取锚杆轴向拉力设计值的1.2倍，但其最大应力值不应大于杆体强度标准值的0.8倍。对此规定，笔者认为欠合理，按现行相关规范进行设计，按该条进行抗拔试验，始终存在锚杆配筋不能满足抗拔试验要求，比国家规范偏严，缺少必要的理论和实践支撑，两者不匹配。

1 现行各规范对永久性抗拔锚杆试验的规定

GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》附录Y土层锚杆试验要点：Y.0.1条：为使确定锚固体与土层粘结强度特征值、验证杆体与砂浆间粘结强度特征值的试验达到极限状态，应使杆体承载力标准值大于预估破坏荷载的1.2倍；Y.0.1条：试验时最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍；Y.0.10条：锚杆验收试验应符合下列规定：试验最大荷载值按0.85Asfyk确定。GB 50330-2013《建筑边坡工程技术规范》附录C锚杆试验规定：C2.2条：基本试验时最大的试验荷载不应超过杆体标准值的0.85倍，普通钢筋不应超过其屈服值0.90倍；C.3验收试验中C.3.4条：验收试验荷载对永久性锚杆为锚杆轴向拉力Nak的1.50倍；对临时性锚杆为1.20倍。 GB 50086-2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程》对锚杆抗拔试验的规定与上述两本规范相似。从国家标准规范GB 50007-2011、GB 50330-2013和GB 50086-2015分析，规范并未从轴向拉力和杆体强度两个角度同时对同一试验的最大加载值作出规定，规范强调材料的安全性，按最大荷载值百分比加载后，只要符合相应的条件，试验的锚杆为合格。对《建筑边坡工程技术规范》而言，锚杆轴向拉力采用的是标准值，而不是设计值，由下面分析可知，采用1.5倍的轴向拉力标准值进行抗拔试验，杆体强度也不会超过标准值的0.85倍。

CECS 22:2005《岩土锚杆(索)技术规程》第9.1条一般规定：锚杆的最大试验荷载不宜超过锚杆杆体极限承载力的0.80倍。验收试验第9.4.2条规定：永久性锚杆的最大试验荷载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荷载应取锚杆轴向拉力设计值的1.2倍。该规范同时从轴向拉力和杆体强度两个角度作出规定，从下面分析可以看出两者具有合理性。

2 杆体强度和岩土及锚固体极限摩阻力安全系数的差异

GB 50007-2011《建筑地基基设计规范》第3.0.5条第4款规定：在确定基础或桩基础承台高度、计算基础结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数。一般情况下，按永久作用控制的组合，采用简化规则，基本组合的效应设计值N=1.35 Nk，其中Nk为锚杆轴向拉力标准值，抗拔锚杆钢筋截面积按下列公式试算：

(1)

根据GB 500010-2010《混凝土结构设计规范》，热轧钢筋材料系数分项系数取1.1，(fy=fyk/1.1，其中fyk为普通钢筋的抗拉强度标准值)，代入式(1)得到：

(2)

从式(2)可见，抗拔锚杆材料强度承载力安全系数约为1.5，低于桩侧岩土体抗拔承载力安全系数2.0。虽然CECS 22:2005、 GB 50330-2013等规范把杆体材料安全系数适当提高到1.6～1.8，但杆体材料强度安全系数始终小于2。通过理论计算分析，安全度由材料强度承载力确定。但实际上，桩侧岩土体抗力提供的摩阻力影响因素太多，不确定性大。

从上述分析，为什么各规范强调从杆体材料强度角度限制试验时最大的试验荷载，目的为保证试验时，杆体材料强度有足够的安全度。

3 DBJ 51/T 014-2013《四川省建筑地基基础检测技术规程》规定的合理性探讨

DJB 51/T 014-2013规定永久性锚杆(索)试验的最大加载应取锚杆轴向力设计值的1.5倍，同时规定最大应力值不应大于杆体强度标准值的0.8倍。该规定要求轴向拉力和锚杆材料强度同时满足锚杆安全度，由前面分析可知，按现行规范进行设计时，杆体强度的安全系数与岩土锚固力安全系数不一致，规定不合理，有时会造成两者始终不能协调一致，顾彼失此。以笔者最近遇到的一项具体工程数据为例说明DBJ 51/T 014-2013的不合理性。该项目位于成都市高新区高朋西路，按规范有关规定进行设计，抗浮锚杆主筋需采用3根φ22的HRB400钢筋，设计分项系数取1.35，轴向拉力设计值为277 kN，根据《四川省建筑地基基础检测技术规程》中第6.13条计算：锚杆试验最大荷载加载值为1.5×277=415.5 kN>0.8×As×fyk=0.8×1140×400=365 kN两者之间存在不协调。若按此规定，设计人员按现行规范设计完成后，还得按此条规定增加配筋量，似乎与国家规范设计体系不相符合。如按《岩土锚杆(索)技术规程》规定计算，1.5×277=415.5 kN<0.8× As×fstk=0.8×1140×540=492 kN；按《建筑边坡工程技术规范》规定进行计算，1.5×277/1.35=307.8 kN<0.85×As×fy=0.85×1140×360=348.8 kN。由此可见《岩土锚杆(索)技术规程》以及《建筑边坡工程技术规范》规定合理，有一定理论依据和可操作性。