基坑支护工程中锚索张拉值取值的相关问题探讨

张小平，许丁亮，甄东华，王民豪，魏军政

（1.山西冶金岩土工程勘察有限公司，山西 太原 030000；2.中国冶金地质总局三局，山西 太原 030000）

在基坑及边坡的施工过程中，对于锚杆张拉及锁定值的大小，由于图纸的不明确，以及岩土计算中的概念较多，很多技术人员比较困惑，为此，我们对于这个问题进行展开讨论说明。

1 张拉阶段

首先，我们要明确张拉阶段，是进行正常的施工张拉，还是要进行试验检测张拉。

（1）对于正常的施工张拉阶段。对于基坑工程：《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012 中规定，锚杆的“锁定时的锚杆拉力可取锁定值的1.1～1.15倍，锚杆锁定值宜取锚杆轴向拉力标准值的0.75～0.9倍”。

对于边坡工程：《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013 中规定，“宜进行设计预应力值1.05～1.10倍的超张位，预应力保留值应满足设计要求，对地层及被锚固结构位移控制要求比较高的工程，预应力锚杆的锁定值宜为锚杆轴向拉力特征值；对允许地层及被锚固结构产生一定变形的工程，预应力锚杆的锁定值宜为锚杆设计预应力值的0.75～0.9倍”。

（2）对于试验检测张拉阶段。锚杆的抗拔承载力检测值，如表1所示。

表1 锚杆的抗拔承载力检测值

2 其次要搞清楚几个概念

（1）标准值与设计值：在岩土计算中，标准值一般小于设计值，涉及到材料的都取设计值。在结构计算中，标准值一般大于设计值。岩土与结构计算中两个值是有区别的，下面以岩土计算中不同规范中对两值取值规定举例，如表2所示。

表2 岩土计算中不同规范中对两值取值规定表

以锚杆杆体受拉承载力验算为例：

式中：N——锚杆轴向拉力设计值，kN；

γF——基本组合的综合分项系数，取不应小于1.25；

γo——结构重要性系数，安全等级一、二、三级分别取不应小于1.1、1.0、0.9。

（2）极限抗拔承载力（标准值）Rk与锚杆轴向拉力（标准值）Nk：

Rk=Nk×Kt

式中：Kt——锚杆抗拔安全系数。

对于基坑工程：安全等级为一级、二级、三级的支护结构，Kt分别不小于1.8、1.6、1.4。

对于边坡工程，如表3所示。

表3 边坡工程安全系数表

（3）张拉值与锁定值。张拉值：是锚索张拉过程中千斤顶要进行张拉的最大值。锁定值：锚索最终锁定的力值，对岩层、砂土层保持10min，对粘性土层保持15min，然后卸荷至锁定荷载设计值进行锁定。

3 张拉锁定的过程

（1）对于正常的施工阶段。《岩土锚杆（索）技术规程》CECS212-2005中“锚杆张拉荷载的分级和位移观测时间应遵守”表4要求：其中Nt代表锚杆轴向拉力设计值，如表4所示。

表4 锚杆张拉荷载的分级和位移观测时间表

（2）对于试验检测张拉阶段。此阶段又分为多循环加载试验和单循环加载试验。当采用多循环加载试验时，如表5所示。

表5 多循环加载试验表

当采用单循环加载试验时，如表6所示。

表6 单循环加载试验表

4 锚索施工阶段取值分析

锚索施工阶段张拉标准值与设计值取值计算，如表7所示。

表7 锚索施工阶段张拉标准值与设计值取值表

根据表7计算可知：标准值Nk=(0.727～0.889)N。

对于基坑工程，锁定时的锚杆拉力可取锁定值的1.1～1.15 倍，锚杆锁定值宜取锚杆轴向拉力标准值的0.75～0.9倍。

(1)以一级基坑为例：

锚杆的锁定值=（0.75～0.9）Nk=(0.545～0.654)N；锚杆的张拉值=（1.1～1.15）锚杆的锁定值=(0.825～1.035)Nk=(0.599-0.752)N。

(2)以二级基坑为例：

锚杆的锁定值=（0.75～0.9）Nk=(0.6～0.72)N；锚杆的张拉值=（1.1～1.15）锚杆的锁定值=(0.825～1.035)Nk=(0.66-0.828)N。

(3)以三级基坑为例：

锚杆的锁定值=（0.75～0.9）Nk=(0.668～0.8)N；锚杆的张拉值=（1.1～1.15）锚杆的锁定值=(0.825～1.035)Nk=(0.735-0.92)N。

5 结论与经验

根据上述内容得出如下结论，以基坑为例：标准值一般取设计值的0.727～0.899倍，锚杆的锁定值一般取设计值的0.545～0.8 倍，锚杆的张拉值取设计值的0.599～0.92 倍，工程技术人员应熟悉各个参数之间的关系，深刻理解其内在关系，以指导施工。实际工程中，锁定值一般由设计师根据锚索长度、地层情况、支护型式等经验取值，不一定取很大值，工程往往张拉结束后张拉段钢铰线先不截除，后期根据基坑变形情况进行补张拉处理，因此数值上基本达到标准值，一般经验上张拉值取锁定值的1.3倍左右，实际工程中应向设计人员获取锚杆（索）轴向拉力标准值或设计值具体数据进行校验复核，具体工程具体对待。