深基坑围护设计：锚杆应用规定与注浆要求

（1）锚杆的应用应符合下列规定：

1）锚拉结构宜采用钢绞线锚杆；当设计的锚杆抗拔承载力较低时，也可采用普通钢筋锚杆；当环境保护不允许在支护结构使用功能完成后锚杆杆体滞留于基坑周边地层内时，应采用可拆芯钢绞线锚杆。

2）在易塌孔的松散或稍密的砂土、碎石土、粉土层，高液性指数的饱和黏性土层，高水压力的各类土层中，钢绞线锚杆、普通钢筋锚杆宜采用套管护壁成孔工艺。

3）锚杆注浆宜采用二次压力注浆工艺。

4）锚杆锚固段不宜设置在淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土及松散填土层内。

5）在复杂地质条件下，应通过现场试验确定锚杆的适用性。

（2）锚杆的极限抗拔承载力应符合下式要求：

式中 K_t——锚杆抗拔安全系数；安全等级为一级、二级、三级的支护结构，K_t分别不应小于1.8、1.6、1.4；

N_k——锚杆轴向拉力标准值（kN），按本小节第（3）条的规定计算；

R_k——锚杆极限抗拔承载力标准值（kN），按本小节第（4）条的规定确定。

（3）锚杆的轴向拉力标准值应按下式计算：

式中 N_k——锚杆的轴向拉力标准值（kN）；

F_h——挡土构件计算宽度内的弹性支点水平反力（kN），按本书本章第二节第四小节的规定确定；

s——锚杆水平间距（m）；

b_a——结构计算宽度（m）；

α——锚杆倾角（°）。

（4）锚杆极限抗拔承载力的确定应符合下列规定：

1）锚杆极限抗拔承载力应通过抗拔试验确定。

2）锚杆极限抗拔承载力标准值也可按下式估算，但应按抗拔试验进行验证：

R_k=πd∑q_sikl_i （8-22）

式中 d——锚杆的锚固体直径（m）；

l_i——锚杆的锚固段在第i土层中的长度（m）；锚固段长度（l_a）为锚杆在理论直线滑动面以外的长度，理论直线滑动面按本小节第（5）条的规定确定；

q_sik——锚固体与第i土层之间的极限粘结强度标准值（kPa），应根据工程经验并结合表8-2取值。

表8-2 锚杆的极限粘结强度标准值

（续）

注：1.采用泥浆护壁成孔工艺时，应按表取低值后再根据具体情况适当折减。

2.采用套管护壁成孔工艺时，可取表中的高值。

3.采用扩孔工艺时，可在表中数值基础上适当提高。

4.分段劈裂二次压力注浆工艺时，可在表中二次压力注浆数值基础上适当提高。

5.当砂土中的细粒含量超过总质量的30%时，按表取值后应乘以0.75的系数。

6.对有机质含量为5%～10%的有机质土，应按表取值后适当折减。

7.当锚杆锚固段长度大于16m时，应对表中数值适当折减。

3）当锚杆锚固段主要位于黏土层、淤泥质土层、填土层时，应考虑土的蠕变对锚杆预应力损失的影响，并应根据蠕变试验确定锚杆的极限抗拔承载力。

（5）锚杆的自由段长度应按下式确定（图8-23）：

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图8-23 理论直线滑动面

1—挡土构件 2—锚杆 3—理论直线滑动面

式中 l_f——锚杆自由段长度（m）；

α——锚杆的倾角（°）；

a₁——锚杆的锚头中点至基坑底面的距离（m）；

a₂——基坑底面至挡土构件嵌固段上基坑外侧主动土压力强度与基坑内侧被动土压力强度等值点O的距离（m）；对多层土地层，当存在多个等值点时应按其中最深处的等值点计算；

d——挡土构件的水平尺寸（m）；

φ_m——O点以上各土层按厚度加权的内摩擦角平均值（°）。

锚杆自由段长度除应符合公式（8-23）的规定外，尚不应小于5.0m。

（6）锚杆杆体的受拉承载力应符合下式规定：

N≤f_pyA_p （8-24）

式中 N——锚杆轴向拉力设计值（kN），按本书第二章第一节第一小节第（7）条计算；

f_py——预应力钢筋抗拉强度设计值（kPa）；当锚杆杆体采用普通钢筋时，取普通钢筋强度设计值（f_y）；

A_p——预应力钢筋的截面面积（m²）。

（7）锚杆锁定值宜取锚杆轴向拉力标准值的0.75～0.9倍，且应与按本章式（8-8）确定的锚杆预加轴向拉力一致。

（8）锚杆的布置应符合下列规定：

1）锚杆的水平间距不宜小于1.5m；多层锚杆，其竖向间距不宜小于2.0m；当锚杆的间距小于1.5m时，应根据群锚效应对锚杆抗拔承载力进行折减或相邻锚杆应取不同的倾角。

2）锚杆锚固段的上覆土层厚度不宜小于4.0m。

3）锚杆倾角宜取15°～25°，且不应大于45°，不应小于10°；锚杆的锚固段宜设置在土的粘结强度高的土层内。

4）当锚杆穿过的地层上方存在天然地基的建筑物或地下构筑物时，宜避开易塌孔、变形的地层。

（9）钢绞线锚杆、普通钢筋锚杆的构造应符合下列规定：

1）锚杆成孔直径宜取100～150mm。

2）锚杆自由段的长度不应小于5m，且穿过潜在滑动面进入稳定土层的长度不应小于1.5m；钢绞线、钢筋杆体在自由段应设置隔离套管。

3）土层中的锚杆锚固段长度不宜小于6m。

4）锚杆杆体的外露长度应满足腰梁、台座尺寸及张拉锁定的要求。

5）锚杆杆体用钢绞线应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224—2003）的有关规定。

6）普通钢筋锚杆的杆体宜选用HRB335、HRB400级螺纹钢筋。

7）应沿锚杆杆体全长设置定位支架；定位支架应能使相邻定位支架中点处锚杆杆体的注浆固结体保护层厚度不小于10mm，定位支架的间距宜根据锚杆杆体的组装刚度确定，对自由段宜取1.5～2.0m；对锚固段宜取1.0～1.5m；定位支架应能使各根钢绞线相互分离。

8）钢绞线用锚具应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T 14370—2007）的规定。

9）普通钢筋锚杆采用千斤顶张拉后对螺栓进行紧固的锁定方法，螺栓与杆体钢筋的连接、螺母的规格应满足锚杆拉力的要求。

10）锚杆注浆应采用水泥浆或水泥砂浆，注浆固结体强度不宜低于20MPa。

（10）锚杆腰梁可采用型钢组合梁或混凝土梁。锚杆腰梁应按受弯构件设计。锚杆腰梁的正截面、斜截面承载力，对混凝土腰梁，应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的规定；对型钢组合腰梁，应符合现行国家标准《钢结构设计规范》（GB50018—2011）的规定。当锚杆锚固在混凝土冠梁上时，冠梁应按受弯构件设计，其截面承载力应符合上述国家标准的规定。

（11）锚杆腰梁应根据实际约束条件按连续梁或简支梁计算。计算腰梁的内力时，腰梁的荷载应取结构分析时得出的支点力设计值。

（12）型钢组合腰梁可选用双槽钢或双工字钢，槽钢之间或工字钢之间应用缀板焊接为整体构件，焊缝连接应采用贴角焊。双槽钢或双工字钢之间的净间距应满足锚杆杆体平直穿过的要求。

（13）采用型钢组合腰梁时，腰梁应满足在锚杆集中荷载作用下的局部受压稳定与受扭稳定的构造要求。当需要增加局部受压和受扭稳定性时，可在型钢翼缘端口处配置加劲肋板。

（14）锚杆的混凝土腰梁、冠梁宜采用斜面与锚杆轴线垂直的梯形截面；腰梁、冠梁的混凝土强度等级不宜低于C25。采用梯形截面时，截面的上边水平尺寸不宜小于250mm。

（15）采用楔形钢垫块时，楔形钢垫块与挡土构件、腰梁的连接应满足受压稳定性和锚杆垂直分力作用下的受剪承载力要求。采用楔形混凝土垫块时，混凝土垫块应满足抗压强度和锚杆垂直分力作用下的受剪承载力要求，且其强度等级不宜低于C25。