锚杆（索）承载力及变形检测

一、简介

锚杆（索）是一种锚固技术，通过杆体将表层不稳定岩土体的荷载传递至岩土体深部稳定位置，从而实现被加固岩土体的稳定，当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时可称为锚索，广泛用于边坡支挡、基坑支护等围护支挡结构中。

图1 锚杆（锚索）示意图

二、检测标准

1.CECS 22:2005《岩土锚杆（索）技术规程》；

2.GB 50086-2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》；

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.TB 10025-2019《铁路路基支挡结构设计规范》；

6.TB 10450-2020《铁路路基支档结构检测规程》；

7.JGJ 476-2019《建筑工程抗浮技术标准》；

8.GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》；

9.GB 50497-2019《建筑基坑工程监测技术标准》；

10.GB 50739-2011《复合土钉墙基坑支护技术规范》；

11.JTG D30-2015《公路路基设计规范》；

12.JGJ 120-2012《建筑基坑支护技术规程》；

三、试验类型

锚杆（索）试验包括锚杆（索）的基本试验、蠕变试验和验收试验。

基本试验：工程锚杆正式施工前，为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，锚杆（锚索）基本试验应采用多循环张拉方式。

蠕变试验：确定锚杆在不同加荷等级的恒定荷载作用下位移随时间变化规律的试验。

验收试验：检验工程锚杆抗拔承载力是否符合设计要求而进行的锚杆抗拔试验。

四、锚杆试验

因锚杆（索）承载力及变形检测涉及规范较多，规范间存在差异，试验过程中依据设计文件及现场情况选用，这里仅以TB 10025-2019《铁路路基支挡结构设计规范》对铁路工程中锚杆承载力试验及变形检测进行说明。

1.检测时间要求

锚固体强度达到设计强度90%后方可进行试验。

2.检测数量要求

基本试验的数量可按工作锚杆数量的3%控制，且不应小于3根，当有特殊情况可适当增加。

蠕变试验一般检测数量不得少于3根。

验收试验的数量一般按锚杆总数的5%且不小于5根控制。

3.试验荷载控制

基本试验：一般依据杆体屈服强度标准值的0.9倍或者其极限强度标准值的0.85倍控制。

蠕变试验：最大加荷等级取锚杆（索）轴向拉力的1.5倍。

验收试验：荷载对永久性锚杆（索）应取锚杆（索）轴向拉力的1.5倍，对临时性锚杆取1.2倍。

4.试验加荷装置

锚杆试验加载反力装置根据试验条件选择支座横梁反力装置、支撑凳式反力装置、承压板式反力装置。

注：1-试验锚杆；2-工具锚；3-穿心式千斤顶；4-垫板；5-主梁:6-反力支座；7-垫层；8-位移测量仪表；9-基准梁；10-基准桩

图2 支座横梁反力装置示意图

注：1-试验锚杆或土钉；2-工具锚；3-穿心式千斤顶；4-垫板；5-支撑凳；6-喷射混凝土面层、土层；7基准梁与基准

图3 支撑凳式反力装置示意图

注：1-试验锚杆；2-工具锚；3-穿心式千斤顶；4-承压板；5-腰梁或台座；6-支挡结构；7-位移测量装置

图4 承压板式反力装置示意图

5.试验加、卸载要求

锚杆基本试验：

锚杆基本试验应采用多循环张拉方式进行，具体如下：

①每级荷载施加或卸除完毕后，应立即测读变形量。

②在每级加荷等级观测时间内，测读位移不应少于3次，每级荷载稳定标准为3次百分表读数的累计变位量不超过0.10mm；稳定后即可加下一级荷载。

③在每级卸荷时间内，应测读锚头位移2次，荷载全部卸除后，再测读2~3次。

④加、卸荷等级、测读间隔时间宜按表1确定。

表1 锚杆基本试验循环加卸荷等级与位移观测间隔时间

锚杆蠕变试验

锚杆（索）蠕变试验的加荷等级和观测时间应满足表2规定，在观测时间内荷载应保持恒定。

表2 锚杆（索）蠕变试验的加荷等级和观测时间

在每级荷载下按时间间隔1min、2min、3 min、4 min、5 min 、10 min、15 min、20 min、30 min、45 min、60 min、75 min、90 min、120 min、150 min、180 min、210 min、240 min、270 min、300 min、330 min、360 min 记录蠕变量。

锚杆验收试验：

①多循环加卸载法

锚杆（索）多循环验收试验的初始荷载宜为验收试验荷载的0.1倍，各级持荷时间宜为10min，具体见图5。

图5 锚杆(索)多循环张拉验收试验加荷、持荷和卸荷模式

②单循环加卸载法

锚杆单循环张拉验收试验加荷、持荷和卸荷模式（图6）的初始荷载宜为验收试验荷载的0.1倍，最大试验荷载的持荷时间不宜小于5min。

图6 锚杆（索）单循环张拉验收试验加荷、持荷和卸荷模式

最大试验荷载作用下，在规定的持荷时间内锚杆的位移增量应小于1.00mm，不能满足时，则增加持荷时间至60min，锚杆累计位移增量应小于2.00mm。卸荷到验收试验荷载的0.1倍并测出锚头位移；

6.终止加载条件

锚杆(索)试验中出现下列情况之一时可视为破坏，应终止加载:

①锚头位移不收敛，锚固体从岩土层中拔出或锚杆(索)从锚固体中拔出。

②锚头总位移量超过设计允许值。

③土层锚杆(索)试验中后一级荷载产生的锚头位移增量超过上一级荷载位移增量的2倍。

以下是一些实际应用场景示例：

图7 某塌落整治工程锚索承载力检测

图8 某边坡防护工程锚杆承载力检测

结语

锚杆（索）作为岩土工程中的重要支护构件，其承载力和变形性能的检测对于确保工程的安全性及稳定性具有至关重要的意义，在岩土工程的设计、施工和维护过程中，需重视锚杆（索）承载力及变形检测工作。