重慶地區(qū)不同規(guī)范中錨桿驗收試驗對比分析

林亮倫，杜清超，張定忠

(1重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400016；2重慶市軌道交通(集團)有限公司，重慶 401120)

0 引言

錨桿作為主要的巖土體工程支護形式廣泛應(yīng)用于重慶地區(qū)邊坡支護工程，而錨桿抗拔承載力是決定錨桿支護作用的關(guān)鍵因素。錨桿驗收試驗關(guān)系到整個邊坡支護工程的質(zhì)量，是邊坡工程驗收的重要依據(jù)。目前適用于重慶地區(qū)錨桿驗收試驗的規(guī)范約有8本之多，這些規(guī)范中，不論是國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)還是標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，針對錨桿驗收試驗彼此存在著不協(xié)調(diào)的地方。本文從錨桿驗收試驗條件、試驗數(shù)量、檢驗荷載值、加載方法、試驗穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)、合格條件或破壞后終止試驗條件等方面對比分析不同現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，進一步規(guī)范錨桿驗收試驗步驟的規(guī)范性和結(jié)論的可靠性。

1 規(guī)范的選用

適用重慶地區(qū)錨桿驗收試驗的規(guī)范中不論是國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，還是錨桿專業(yè)規(guī)范、基坑、邊坡的專業(yè)規(guī)范、地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范以及邊坡檢測專業(yè)規(guī)范，這些規(guī)范都有相應(yīng)的適用范圍。因此，錨桿驗收試驗前需明確采用哪種現(xiàn)行規(guī)范（表1）。

2 錨桿安全系數(shù)歸納

錨桿軸向抗拔荷載主要由錨桿桿體與錨固體之間的粘結(jié)力、錨固體與巖土體之間的粘結(jié)力和桿體強度決定。以《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）為例，由錨桿桿體與錨固體之間的粘結(jié)力計算軸向受拉承載力為：

表1 重慶地區(qū)涉及錨桿驗收試驗的規(guī)范列舉

式中：Nak為標(biāo)準(zhǔn)組合時錨桿所受軸向拉力，n為桿體（鋼筋、鋼絞線）根數(shù)，d為桿體直徑，fb為桿體與錨固體間的粘結(jié)強度，la為桿體與砂漿間的錨固長度，K為錨固體的抗拔安全系數(shù)。

由錨固體與巖土體之間的粘結(jié)力計算軸向受拉承載力為：

式中：D為錨固體直徑，frbk為錨固體與巖土體間的粘結(jié)強度，la為錨固體與巖土體間的錨固長度，K為錨固體的抗拔安全系數(shù)。

由錨桿桿體強度計算軸向受拉承載力為：

式中：fy為桿體抗拉強度設(shè)計值，AS為桿體截面面積，Kb為桿體抗拉安全系數(shù)。

對比各規(guī)范對錨固體的抗拔安全系數(shù)K和桿體抗拉安全系數(shù)Kb的取值（表2）。由表中數(shù)據(jù)可知，對于永久性錨桿，錨固體的抗拔安全系數(shù)K約為2.0～2.4，桿體抗拉安全系數(shù)Kb約為1.8～2.0；對于臨時性錨桿，錨固體的抗拔安全系數(shù)K約為1.6～1.8，桿體抗拉安全系數(shù)Kb為1.4～1.6。

表2 各規(guī)范中錨桿安全系數(shù)列表

3 試驗條件對比

對于錨桿驗收試驗條件，各規(guī)范要求基本一致，均要求錨固體漿液的強度達到設(shè)計強度的80%以上。基坑規(guī)范要求注漿固結(jié)體強度達到15MPa時，可以進行錨桿驗收試驗，但是基坑規(guī)范適用對象為臨時錨桿，試驗檢測時應(yīng)注意規(guī)范的適用范圍（表3）。

表3 各規(guī)范中試驗條件列表

4 檢驗荷載值的對比

錨桿驗收試驗中多數(shù)以錨桿軸向抗拔荷載（設(shè)計值或標(biāo)準(zhǔn)值）的倍數(shù)（永久：1.5倍，臨時：1.2倍）、較少以錨桿設(shè)計荷載、桿體強度控制來確定檢驗荷載值（表4）。以《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）為例，按錨桿桿體強度計算錨桿抗拔驗收試驗荷載值估算為，永久錨桿：N=1.5Nak=1.5fyAs/2.0=0.75fyAs，臨時錨桿：N=1.2Nak=1.2fyAs/1.4=0.86fyAs。 由此可以看出，以錨桿軸向抗拔荷載的倍數(shù)和桿體強度兩種方法確定錨桿驗收試驗檢驗荷載值，在一定意義上是相互吻合的。因此在設(shè)計未明確錨桿驗收檢驗荷載時，可按錨桿桿體強度估算檢驗荷載，具體參見 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DBJ50-047-2016）。

5 檢測數(shù)量的對比

錨桿驗收試驗的檢測比例多數(shù)規(guī)范以5%來要求，建筑邊坡規(guī)范中適當(dāng)減少巖層錨桿的檢測比例（1.5%、3%），最少檢測數(shù)量多數(shù)為3根，邊坡規(guī)范為5根，地基基礎(chǔ)規(guī)范為6根（表5）。

驗收錨桿不合格時，應(yīng)分析不合格的原因，應(yīng)按錨桿總數(shù)的30%重新抽檢，若再有錨桿不合格時應(yīng)全數(shù)檢測。

6 加載方式的對比

錨桿驗收試驗的加載方式采用分級加載和直接卸載為主，每級加載穩(wěn)定觀測時間為5～10min，每級穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為位移小于1.0mm（表6）。

7 合格評定的對比

錨桿驗收試驗在以下幾種條件下，應(yīng)終止試驗（表7）：

（1）錨頭位移不收斂（持續(xù)增長），錨固體或桿體拔出（或桿體拔斷）；

（2）錨頭總位移量超過設(shè)計值；

（3）錨頭位移增量（或單位荷載位移量增量）超過上一級位移增量的2倍。

錨桿驗收試驗的合格評定主要通過承載力和錨桿位移兩個方面進行。錨桿承載力要求為在抗拔承載力檢測值下，錨桿位移穩(wěn)定或收斂。錨桿位移要求為在最大試驗荷載下，錨桿總位移大于桿體自由段長度理論彈性伸長量的80%（或90%），且小于桿體自由段長度與1/2（或1/3）錨固段長度的理論彈性伸長量。

表4 各規(guī)范中檢驗荷載值列表

表5 各規(guī)范中檢測數(shù)量列表

表6 各規(guī)范中加載方式列表

8 結(jié)論

（1）歸納總結(jié)錨桿抗拔承載力的計算方法以及安全系數(shù)的取值；

（2）通過對比分析8本現(xiàn)行規(guī)范中錨桿驗收試驗的試驗條件、檢驗荷載、數(shù)量、加載方式、觀測時間、穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)、合格評定等方面的相關(guān)規(guī)定，為今后更規(guī)范地進行錨桿驗收試驗提供參考。

表7 各規(guī)范中穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)和驗收合格評定列表