（福建省建筑科学研究院，福建，福州，350025）
【摘 要】行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012（以下称规程）为支护锚杆检测提供了规范依据和技术要求，笔者从锚杆基本概念出发，认真梳理、分析和比较不同锚杆拉力值和检测方法，对准确掌握和使用技术规程具有指导意义。
【关键词】支护锚杆；抗拔承载力；检测值
引言
在建筑基坑支护工程中，由于设置灵活、方便施工、造价低廉、可靠性高，大量采用了锚杆或和其他构件联合组成的支护结构。本文对锚杆检测技术进行系统、全面的总结分析，对指导锚杆检测工作，保障和提高工程锚杆的质量具有重大的工程实践意义。
1 基本概念
1.1锚杆
锚杆由杆体（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构件连接，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，亦可称为锚索。如图1所示。
1.2锚杆拉力
依据国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008的规定并结合基坑工程自身特殊性，涉及岩土稳定性的承载能力极限状态，规程采用单一安全系数法，提出锚杆轴向力标准值、设计值和极限值。
1.2.1锚杆轴向拉力标准值
Nk=Fhs/(bacosα) （1）
式中：Nk—锚杆轴向拉力标准值；
Fh——挡土构件计算宽度内的弹性支点水平反力（kN）；
s—锚杆水平间距（m）；
ba—挡土结构计算宽度（m）；
α—锚杆倾角（°）。
1.2.2锚杆轴向力设计值
N=γ0γFNk （2）
式中：N—锚杆轴向拉力设计值（kN）；
Nk—锚杆轴向拉力标准值（kN）；
γ0—支护结构重要性系数，对于安全等级为一级、二级、三级的支护结构，其结构重要性系数分别不应小于1.1、1.0、0.9。
γF—作用基本组合的综合分项系数，临时性支护结构构件按承载能力极限状态设计时，作用基本组合的综合分项系数不应小于1.25。
计算可得，N /Nk =1.375、1.25、1.125 （分别对应一级、二级、三级的支护结构）。
1.2.2锚杆极限承载抗拔力
Rk/Nk≥Kt （3）
式中：Rk—锚杆极限承载抗拔力标准值。
Kt—锚杆抗拔安全系数，对于安全等级为一级、二级、三级的支护结构，分别不应小于1.8、1.6、1.4；
Nk—锚杆轴向拉力标准值（kN）；
2 锚杆检测
锚杆检测是对锚杆承载能力、锚杆锚固质量、锚杆受力变形状态的试验与测试，包括施工前为设计和施工提供依据的基本试验、蠕变试验和粘结强度测试，锁定力测试等施工过程质量控制的测试与检测，施工后为工程竣工验收提供依据的验收试验。
2.1基本试验
工程锚杆正式施工前，为选择和确定锚杆设计参数和施工工艺，在现场进行的锚杆极限抗拔承载力试验。基础锚杆又称为承载力试验。
2.2张拉和锁定
锚杆张拉和锁定是锚杆施工的最后一道工序，也是检验锚杆性能最直观的方式。对张拉预紧、锚具的选型等方面进行控制，可满足锚杆张拉的要求。
2.3验收试验
为检验工程锚杆是否符合设计荷载的安全性而进行的锚杆抗拔试验。也称为抗拔承载力检测试验。
本文主要针对锚杆基本试验、张拉锁定和验收试验，进行分析比较如下表1。
注：Nk锚杆轴向拉力标准值（kN）。
3 检测技术分析
3.1单一安全系数法
涉及岩土稳定性的承载能力极限状态，规程采用单一安全系数法，一是由于新制定的国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008中明确提出了可以采用单一安全系数法，不会造成与基本规范不协调统一的问题；二是由于国内岩土工程界目前仍普遍认可单一安全系数法，此法适于岩土工程问题。
需要注意的是，规程中安全系数取值仅适用于锚杆为临时性结构构件。
3.2基本试验检测技术
（1）规程4.7.4条强调了锚杆极限抗拔力应通过现场抗拔试验确定的取值原则。
（2）试验时，应使锚杆在极限承载力下，其破坏形式是锚杆摩阻力达到极限粘结强度时拔出破坏，而不是锚杆杆体被拉断。为了防止锚杆杆体应力达到极限抗拉强度先于锚杆摩阻力达到极限粘结强度，必要时，试验锚杆可适当增加预应力筋的截面面积。
（3）基本试验采用的地层条件、杆体材料、锚杆参数和施工工艺应与工程锚杆相同。
（4）最大试验荷载下的锚杆杆体应力，不应超过其极限强度标准值的0.85倍，对保证工程的安全具有重要意义。
3.3锚杆张拉和锁定检测技术
（1）锚杆张拉和锁定是锚杆施工的最后一道工序，也是检验锚杆性能最直观的方式。
（2）正式张拉前，取0.1~0.2倍设计拉力值对各钢绞线预紧十分重要，有利于减缓张拉过程中各钢绞线的受力不均匀性以及减小锚杆的预应力损失。
（3）锁定时的锚杆拉力应考虑锁定过程的预应力损失量；预应力损失量宜通过对锁定前、后锚杆拉力的测试确定。
（4）锚杆张拉锁定时，张拉值大于锚杆轴向拉力标准值，然后将拉力在锁定值的（1.1~1.15）倍进行锁定。第一，是为了在锚杆锁定时对每根锚杆进行过程检验，当锚杆抗拔力不足时可事先发现，减少锚杆的质量隐患。第二，通过张拉可检验在设计荷载下锚杆各连接节点的可靠性。第三，可减小锁定后锚杆的预应力损失。工程实践表明，锚杆张拉锁定后一般预应力损失较大，造成预应力损失的主要因素有土体蠕变、锚头及连接的变形、相邻锚杆影响等。锚杆锁定时的预应力损失约为10%~15%。
3.2验收试验检测技术
（1）按规程要求验收试验最大试验荷载不应小于锚杆抗拔承载力检测值。对支护结构安全等级为一级、二级、三级的锚杆，分别不应小于1.4 Nk（Nk锚杆轴向拉力标准值）、1.3 Nk、1.2 Nk；此值略大于锚杆轴向拉力设计值；
（2）位移判稳标准：当观测时间内锚头位移增量不大于1.0mm时，可视为位移收敛；否则，观测时间应延长至60min，并应每隔10min测读锚头位移1次；当该60min内锚头位移增量小于2.0mm时，可视为锚头位移收敛，否则视为不收敛。
（3）如果在抗拔承载力检测值下测得的弹性位移量大于杆体自由段长度理论弹性伸长量的80%且位移稳定或收敛，则可判定锚杆合格。
4 结语
锚杆检测在工程实践中越来越多，规程提出了锚杆的试验方法和检测技术要求，为今后的工程实践提供了依据。通过此文对基本概念和检测技术进行分析探讨，以供大家借鉴。
参考文献：
[1]JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程[S]．
[2]GB50153-2008，工程结构可靠性设计统一标准[S]．
[3]刘国彬，王卫东，基坑工程手册（第二版）[M]，北京：中国建筑工业出版社，2009．
论文作者:李杰
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/27
标签：锚杆论文; 拉力论文; 预应力论文; 结构论文; 工程论文; 承载力论文; 位移论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;