基坑支護(hù)工程中錨索張拉值取值的相關(guān)問(wèn)題探討

張小平，許丁亮，甄東華，王民豪，魏軍政

（1.山西冶金巖土工程勘察有限公司，山西 太原 030000；2.中國(guó)冶金地質(zhì)總局三局，山西 太原 030000）

在基坑及邊坡的施工過(guò)程中，對(duì)于錨桿張拉及鎖定值的大小，由于圖紙的不明確，以及巖土計(jì)算中的概念較多，很多技術(shù)人員比較困惑，為此，我們對(duì)于這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行展開(kāi)討論說(shuō)明。

1 張拉階段

首先，我們要明確張拉階段，是進(jìn)行正常的施工張拉，還是要進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)張拉。

（1）對(duì)于正常的施工張拉階段。對(duì)于基坑工程：《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012 中規(guī)定，錨桿的“鎖定時(shí)的錨桿拉力可取鎖定值的1.1～1.15倍，錨桿鎖定值宜取錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值的0.75～0.9倍”。

對(duì)于邊坡工程：《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013 中規(guī)定，“宜進(jìn)行設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值1.05～1.10倍的超張位，預(yù)應(yīng)力保留值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)地層及被錨固結(jié)構(gòu)位移控制要求比較高的工程，預(yù)應(yīng)力錨桿的鎖定值宜為錨桿軸向拉力特征值；對(duì)允許地層及被錨固結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定變形的工程，預(yù)應(yīng)力錨桿的鎖定值宜為錨桿設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值的0.75～0.9倍”。

（2）對(duì)于試驗(yàn)檢測(cè)張拉階段。錨桿的抗拔承載力檢測(cè)值，如表1所示。

表1 錨桿的抗拔承載力檢測(cè)值

2 其次要搞清楚幾個(gè)概念

（1）標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值：在巖土計(jì)算中，標(biāo)準(zhǔn)值一般小于設(shè)計(jì)值，涉及到材料的都取設(shè)計(jì)值。在結(jié)構(gòu)計(jì)算中，標(biāo)準(zhǔn)值一般大于設(shè)計(jì)值。巖土與結(jié)構(gòu)計(jì)算中兩個(gè)值是有區(qū)別的，下面以巖土計(jì)算中不同規(guī)范中對(duì)兩值取值規(guī)定舉例，如表2所示。

表2 巖土計(jì)算中不同規(guī)范中對(duì)兩值取值規(guī)定表

以錨桿桿體受拉承載力驗(yàn)算為例：

式中：N——錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值，kN；

γF——基本組合的綜合分項(xiàng)系數(shù)，取不應(yīng)小于1.25；

γo——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，安全等級(jí)一、二、三級(jí)分別取不應(yīng)小于1.1、1.0、0.9。

（2）極限抗拔承載力（標(biāo)準(zhǔn)值）Rk與錨桿軸向拉力（標(biāo)準(zhǔn)值）Nk：

Rk=Nk×Kt

式中：Kt——錨桿抗拔安全系數(shù)。

對(duì)于基坑工程：安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，Kt分別不小于1.8、1.6、1.4。

對(duì)于邊坡工程，如表3所示。

表3 邊坡工程安全系數(shù)表

（3）張拉值與鎖定值。張拉值：是錨索張拉過(guò)程中千斤頂要進(jìn)行張拉的最大值。鎖定值：錨索最終鎖定的力值，對(duì)巖層、砂土層保持10min，對(duì)粘性土層保持15min，然后卸荷至鎖定荷載設(shè)計(jì)值進(jìn)行鎖定。

3 張拉鎖定的過(guò)程

（1）對(duì)于正常的施工階段?！稁r土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》CECS212-2005中“錨桿張拉荷載的分級(jí)和位移觀測(cè)時(shí)間應(yīng)遵守”表4要求：其中Nt代表錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值，如表4所示。

表4 錨桿張拉荷載的分級(jí)和位移觀測(cè)時(shí)間表

（2）對(duì)于試驗(yàn)檢測(cè)張拉階段。此階段又分為多循環(huán)加載試驗(yàn)和單循環(huán)加載試驗(yàn)。當(dāng)采用多循環(huán)加載試驗(yàn)時(shí)，如表5所示。

表5 多循環(huán)加載試驗(yàn)表

當(dāng)采用單循環(huán)加載試驗(yàn)時(shí)，如表6所示。

表6 單循環(huán)加載試驗(yàn)表

4 錨索施工階段取值分析

錨索施工階段張拉標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值取值計(jì)算，如表7所示。

表7 錨索施工階段張拉標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值取值表

根據(jù)表7計(jì)算可知：標(biāo)準(zhǔn)值Nk=(0.727～0.889)N。

對(duì)于基坑工程，鎖定時(shí)的錨桿拉力可取鎖定值的1.1～1.15 倍，錨桿鎖定值宜取錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值的0.75～0.9倍。

(1)以一級(jí)基坑為例：

錨桿的鎖定值=（0.75～0.9）Nk=(0.545～0.654)N；錨桿的張拉值=（1.1～1.15）錨桿的鎖定值=(0.825～1.035)Nk=(0.599-0.752)N。

(2)以二級(jí)基坑為例：

錨桿的鎖定值=（0.75～0.9）Nk=(0.6～0.72)N；錨桿的張拉值=（1.1～1.15）錨桿的鎖定值=(0.825～1.035)Nk=(0.66-0.828)N。

(3)以三級(jí)基坑為例：

錨桿的鎖定值=（0.75～0.9）Nk=(0.668～0.8)N；錨桿的張拉值=（1.1～1.15）錨桿的鎖定值=(0.825～1.035)Nk=(0.735-0.92)N。

5 結(jié)論與經(jīng)驗(yàn)

根據(jù)上述內(nèi)容得出如下結(jié)論，以基坑為例：標(biāo)準(zhǔn)值一般取設(shè)計(jì)值的0.727～0.899倍，錨桿的鎖定值一般取設(shè)計(jì)值的0.545～0.8 倍，錨桿的張拉值取設(shè)計(jì)值的0.599～0.92 倍，工程技術(shù)人員應(yīng)熟悉各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，深刻理解其內(nèi)在關(guān)系，以指導(dǎo)施工。實(shí)際工程中，鎖定值一般由設(shè)計(jì)師根據(jù)錨索長(zhǎng)度、地層情況、支護(hù)型式等經(jīng)驗(yàn)取值，不一定取很大值，工程往往張拉結(jié)束后張拉段鋼鉸線先不截除，后期根據(jù)基坑變形情況進(jìn)行補(bǔ)張拉處理，因此數(shù)值上基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，一般經(jīng)驗(yàn)上張拉值取鎖定值的1.3倍左右，實(shí)際工程中應(yīng)向設(shè)計(jì)人員獲取錨桿（索）軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值具體數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)復(fù)核，具體工程具體對(duì)待。