锚杆（索）及土钉抗拔承载力检测的若干问题探讨

卢 亮

（南京南大岩土工程技术有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

目前，涉及锚杆（土钉）抗拔承载力检测的规范众多，主要有 GB 50007－2011《建筑地基基础设计规范》［1］，GB 50086－2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规程》［2］，JGJ 120－2012《建筑基坑支护技术规程》［3］， GB 50330－2013《建筑边坡工程技术规范》［4］，JGJ/T 401－2017《锚杆检测与监测技术规程》［5］，CECS 22∶2005《岩土锚杆（索）技术规程》［6］等，因涉及规范众多，而且每本规范说法又有所不同，虽然规范有冲突时，应按从高从严的原则进行使用，但因国标 GB 50007－2011《建筑地基基础设计规范》及 GB 50086－2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规程》中对检测的要求不够明确，而几本行业标准中要求又有所不同，往往给锚杆（土钉）检测工作者造成很大困难，锚杆、锚索、土钉有什么区别，怎么区分轴向拉力设计值、轴向拉力标准值、极限抗拔承载力标准值、试验最大加载值，怎么确定试验的最大加载值，该采用什么试验方法，是否需要卸载，该何时测读锚杆位移量等诸多问题给检测人员带来很大困扰。本文对这些规范进行比较分析，对上述问题进行解析，希望可以给锚杆检测工作者带来一些帮助。

1 锚杆、锚索、土钉的区别

JGJ 120－2012《建筑基坑支护技术规程》第 2.1 条术语中对锚杆、土钉有明确定义，2.1.14 中关于锚杆的定义为：由杆体（钢绞线、预应力螺纹钢筋、普通钢筋或钢管）、注浆固结体、锚具、套管所组成的一端与支护结构连接，另一端锚固在稳定岩土体内的受拉杆件。杆体采用钢绞线时，亦可成为锚索。由此可知，锚杆中包含锚索，我们可以把锚索定义为：杆体材料为钢绞线的锚杆称之为锚索。

2.1.18 中关于土钉的定义为：植入土中并注浆形成的承受拉力与剪力的杆件。例如，钢筋杆体与注浆固结体组成的钢筋土钉，击入土中的钢管土钉。由此可知，锚杆与土钉的区别主要体现在 2 个方面：①组成上，锚杆包含锚具和套管，土钉仅仅是在杆体周围注浆，两者的区别主要是是否有“锚”；②受力上，锚杆主要承受拉力作用，土钉主要承受拉力和剪力作用。

2 轴向拉力设计值、轴向拉力标准值、极限抗拔承载力标准值、试验最大加载值的区别

锚杆拉力设计值为：锚杆在设计使用期内可能出现的最大拉力值；拉力标准值为：作用标准组合的轴向拉力值。主要由两方面控制：

1）锚杆锚固体（砂浆）与岩土层之间的锚接强度；

2）锚杆杆体与锚固砂浆间的锚接强度。

2.1 轴向力设计值与标准值的关系

JGJ 120－2012《建筑基坑支护技术规程》3.1.7 中：

式中：γ0为结构重要性系数，安全等级为一级、二级、三级的支护结构，其重要性系数分别不小于 1.1，1.0，0.9；γF为作用基本组合的综合分项系数，≥1.25；Nk为作用标准组合的轴向拉力值。

2.2 轴向拉力标准值与极限抗拔承载力标准值的关系

式中：Rk为极限抗拔承载力标准值，应通过抗拔试验确定，并通过式（3）估算；Kt为锚杆抗拔安全系数，安全等级为一级、二级、三级的支护结构，应分别不小于 1.8，1.6，1.4。

3 试验最大加载值的确定

各本规范中对锚杆试验的最大加载量有一定的规定，但各本规范之间区别较大，而且有的以轴向拉力设计值为基准进行试验，有的以轴向拉力标准值为基准进行试验，上一节对各值的区别进行了解释，试验时有时需进行换算。具体看各规范的区别。

3.1 GB 50007－2011《建筑地基基础设计规范》的规定

附录 M 岩石锚杆抗拔试验要点，M.0.2 试验采用分级加载，荷载分级不得少于 8 级。试验的最大加载量不应少于锚杆设计荷载的 2 倍。

由此可见，对于基础锚杆，最大加载量为锚杆设计荷载的 2 倍。

3.2 GB 50330－2013《建筑边坡工程技术规范》的规定

C.2 基本试验：基本试验最大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：验收试验荷载对永久性锚杆为锚杆轴向拉力标准值的 1.5 倍，对临时性锚杆为 1.2 倍。

对于基本试验，试验最大加载量无法明确，即保证在杆体不破坏的前提前测出锚杆的极限承载力。对于验收试验，应根据锚杆是永久锚杆还是临时性锚杆，根据轴向拉力标准值确定最大加载量。

3.3 JGJ 120－2012《建筑基坑支护技术规程》的规定

4.8.8 条第 4 款规定：锚杆抗拔承载力检测值应按表 4.8.8 确定。表 4.8.8 如表 1 所示。

表1 抗拔承载力检测值

5.4.10 条第 1 款规定：对安全等级为二级、三级的土钉墙，土钉抗拔承载力检测值不应小于土钉轴向拉力标准值的 1.3 倍、1.2 倍。

该规范中未直接区分基本试验或验收试验，而是将锚杆与土钉分开，根据基坑安全等级和轴向拉力标准值确定最大加载量。

GB 50330－2013 和 JGJ 120－2012 中虽然均是根据轴向拉力标准值乘以一个系数确定最大加载量，但一个根据锚杆类型，即永久锚杆或临时性锚杆来确定，一个根据基坑安全等级来确定，因此并不一致。

3.4 JGJ/T 401－2017《锚杆检测与监测技术规程》的规定

7.1.3 锚杆验收荷载应按设计要求确定，且基础锚杆验收荷载应等于抗拔承载力特征值与锚杆抗拔安全系数的乘积。

根据该规范，在进行锚杆试验时，需设计明确验收荷载，根据验收荷载进行试验。

3.5 CECS 22∶2005《岩土锚杆（索）技术规程》的规定

9.1.1 锚杆的最大试验荷载不宜超过锚杆杆体极限承载力的 0.8 倍。

9.4 验收试验中规定，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和设计值的1.2 倍。

该标准规定与 GB 50330－2013 规定较为相似，但最大加载量不是以轴向拉力标准值为基准而是以设计值为基准。

通过以上比较分析可以总结，对于基础锚杆，最大加载量为锚杆设计荷载的 2 倍，对于支护工程锚杆，基本试验时，最大加载值杆体的极限承载力进行预估，通过试验确定锚杆的极限抗拔承载力。验收试验时，应根据设计依据，即设计根据 GB 50330－2013《建筑边坡工程技术规范》还是 JGJ 120－2012《建筑基坑支护技术规程》进行设计，并根据锚杆类型或基坑安全等级确定最大加载量。

在数学教学过程中，教师设计的问题若不能针对不同层次的学生，将可能导致学生的发展不均衡，导致学习成绩较弱的学生无法进步，成绩较好的学生得不到提高。因此，教师在设计练习题的过程中要注重层次性。教师可以将学生分成不同的层次，如：优、中、差三种层级，设计习题要从易到难，安排不同层次的练习。首先是基础练习，主要针对基础较弱的学生；然后是综合练习，让学生通过小组合作进行解决，培养学生的团队意识，并且可以让不同层次的学生进行交流，增强学生的综合能力；最后就是拓展性问题，让基础较好的学生对问题进行深入探讨，激发学生的思维能力。

4 试验方法的选择

目前，几本规范中涉及的检测方法主要有分级维持荷载法，单循环加卸载方法和多循环加卸载方法。前面已经提到，锚杆检测主要分为基本试验和验收试验，在检测时选择，须对比不同规范中的要求与区别。

4.1 GB 50007－2011《建筑地基基础设计规范》的规定

附录 M 岩石锚杆抗拔试验要点，M.0.2 中规定：试验采用分级加载，荷载分级不得少于 8 级，试验的最大加载量不应少于锚杆设计荷载的 2 倍。

由此可见，该规范中不论是基本还是验收试验，均采用分级维持荷载法，但该规范针对的仅是岩石锚杆或者是地基基础锚杆，对于边坡锚杆，该采用何种方法并未明确。

4.2 GB 50330－2013《建筑边坡工程技术规范》规定

C.2.4 规定：锚杆基本试验应采用循环加、卸载方法。根据后续内容，该循环加卸载为多循环加卸载。

C.3.5 关于验收试验规定：前三级荷载可按试验荷载值的 20 % 施加，以后每级按 10 % 施加；达到检测荷载后观测 10 min，在 10 min 持荷时间内锚杆的位移量应小于 1.0 mm。当不能满足时持荷至 60 min，锚杆位移量应小于 2 mm。卸荷到试验荷载的 0.1 倍并测出矛头位移。

由此可见，GB 50330－2013 中，对于基本试验推荐使用多循环加载法，但对于验收试验，则使用分级维持荷载法。因 GB 50330－2013 主要针对边坡工程，因此对于边坡锚杆，建议采用此本规范进行检测。

4.3 JGJ 120－2012《建筑基坑支护技术规程》的规定

附录 A 中规定：锚杆基本试验宜采用多循环加载法。同时 A.2.4 中规定亦可采用单循环加载法。

A.4 验收试验中规定：锚杆抗拔承载力检测试验可采用单循环加载法。

由此可见，在 JGJ 120－2012 中，基本试验推荐使用多循环加载法，也可采用单循环加载法，验收试验推荐采用单循环加载法。同样，JGJ 120－2012 主要针对基坑支护工程。

4.4 JGJ/T 401－2017《锚杆检测与监测技术规程》的规定

锚杆基本试验加卸载方法的选择应符合下列规定：

1）支护锚杆应采用多循环加卸载方法，当有成熟的地区经验时，钢筋锚杆也可采用单循环加卸载法；

2）基础锚杆应采用分级维持荷载法，也可采用多循环加卸载法；

3）土钉宜采用单循环加卸载法；

4）荷载分散性锚杆应采用多循环加卸载法。

锚杆验收试验加卸载方式的选择宜符合下列规定：

1）基础锚杆宜采用分级维持荷载法，也可采用多循环加卸载法；

2）支护锚杆宜采用单循环加卸载法，也可采用多循环加卸载法；

3）土钉宜采用单循环加卸载法；

4）荷载分散性锚杆应采用多循环加卸载法，也可采用单循环加卸载法。

4.5 CECS 22：2005《岩土锚杆（索）技术规程》的规定

9.2 基本试验规定：锚杆极限抗拔试验应采用分级循环加荷，9.4 验收试验规定：验收试验应分级加荷，初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的 0.10 倍，分级加荷值宜取锚杆轴向拉力设计值的 0.50、0.75、1.00、1.20、1.33 和 1.50 倍。加荷至最大试验荷载并观测10 min，待位移稳定后即卸荷至 0.1 倍设计值。

由此可见该规程中，对于基本试验推荐采用多循环加载法，对于验收试验，推荐采用分级维持荷载法。

通过以上比较分析可以总结，对于基础锚杆，不论基本试验还是验收试验，均可采用分级维持荷载法，具体检测方法可参照 GB 50007－2011 执行，对于支护工程锚杆，基本试验时，优先选用多循环加载法，其次选用单循环加载法。对于验收试验，可采用单循环加载法。

5 结论

虽然涉及锚杆检测规范众多，给检测人员带来很大困扰，尤其是最大加载量和检测方法，但通过比较分析，对于检测时的最大加载量和检测方法可以得出如下结论。

1）对于基础锚杆，最大加载量为锚杆设计荷载的2 倍，对于支护工程锚杆，基本试验时，最大加载值杆体的极限承载力进行预估，通过试验确定锚杆的极限抗拔承载力。验收试验时，应根据设计依据，即设计根据GB 50330－2013 还是 JGJ 120－2012 进行设计，并根据锚杆类型或基坑安全等级确定最大加载量。

2）对于基础锚杆，不论基本试验还是验收试验，均可采用分级维持荷载法，具体检测方法可参照GB 50007－2011 执行，对于支护工程锚杆，基本试验时，优先选用多循环加载法，其次选用单循环加载法。对于验收试验，可采用单循环加载法。