支护检测——锚杆（索）和土钉检测

支护检测——锚杆（索）和土钉检测

赵诗宏

广州亚邦工程勘察有限公司

摘要：随着地下空间的施工难度加大和支护工程质量的严格控制，对其施工质量检验的要求越来越高，在基坑及边坡支护工程中，由于锚杆设置灵活、施工方便、成本低、可靠性高，大量的锚杆或其他构件与支护结构组合而成，本文探讨了以广东省检测标准的为主的支护锚杆及土钉常用的几种检测方法，分析了检测过程中的要点和存在的问题，保证和提高了锚杆、土钉检测的准确性。

关键词：支护锚杆（索）、土钉检测

1.基本概念

根据JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》第2.1.14条术语：锚杆是一端由杆体（钢绞线、预应力螺纹钢筋、普通钢筋或钢管）、灌浆固结体、锚杆和套管组成，锚固件，与支承结构件相连，另一端锚固于稳定岩土中的一种受力构件，在使用钢绞线的情况下，又称锚索；第2.1.18条：土钉是将土体埋入土中，通过灌浆而形成的一种具有承受拉力与剪力的杆件，比如用钢筋桩身和灌浆加固体构成的钢筋土钉，将其打入土中。

不同之处在于：①锚杆由锚具和套管组成，而土钉只是在桩身四周灌浆，二者的差别在于有没有“锚”；②锚杆主要承受拉力作用，土钉主要承受拉力和剪力作用。所以土钉比起锚杆来说，其抗拔力设计值往往较小。

2. 锚杆检测

锚杆检测是对锚杆承载力、锚杆锚固质量和锚杆变形状态的测试和试验，包括施工前为设计和施工提供依据的基本试验、蠕变试验和施工后为工程竣工验收提供依据的验收试验、锁定力试验。

2.1基本试验

在工程锚杆正式开工之前，对锚杆的极限抗拔承载能力进行研究，为了选择和确定锚杆的设计参数及施工技术。

2.2蠕变试验

在软土中放置的锚杆，在承受较大的载荷时，会发生较大的蠕变，为了解软土中锚杆的工作性能，国内外相关规范均对其进行了规范；国内锚杆规定，凡塑指数在17以上的土壤中、极度风化的泥质岩层中、在节理裂隙发育并充满粘土的岩层中的锚杆，必须进行蠕变实验。

2.3锁定力试验

锚杆锁定力是锚杆材料、加工和施工安装质量的综合反映，是锚杆质量检测的一项基本内容。

2.4验收试验

为了检查工程锚杆是否符合安全锚杆拉拔试验的设计荷载，也称为抗拔承载力试验。

3.检测技术分析

参照行业标准《锚杆检测与监测技术规程》JGJ/T 401-2017及广东省标准《建筑地基基础检测规范》DBJ/T 15-60-2019中相关章节并结合现场实际情况对检测技术的要点进行分析。

3.1锚杆基本试验

1）支护锚杆应采用多循环加卸载法；土钉宜采用单循环加卸载法。

2）支护工程常见的锚杆一般为拉力型锚杆，其基本试验最大试验荷载（Qmax）预估值的确定：

①取锚固段注浆体与岩土体之间破坏荷载预估值、杆体与锚固段注浆体之间破坏荷载预估值两者中较小者的（1.0~1.5）倍；

②钢绞线锚杆杆体应力不应超过杆体极限强度（抗拉强度）标准值的0.85倍；钢筋锚杆杆体应力不应超过杆体屈服强度标准值的0.90倍；

③当设计有要求时，应按设计要求取值。

3）全长粘结型锚杆宜设置0.5m~1.0m的自由段，以减少承压板下的土体应力对全长粘结型锚杆、土钉承载力的影响。

4）支护锚杆、土钉的初始荷载（Q0）宜取最大试验荷载预估值的10%；支护钢绞线锚杆宜取最大试验荷载预估值的30%；

5）在加载到最大载荷预估值时，如果没有达到规范所要求的极限载荷，则应按照最大载荷预估价10%的载荷增量进行1~2个周期的加、卸载试验。

3.2锚杆蠕变试验

1）蠕变试验分为临时锚杆和永久锚杆两种，临时锚杆的初始荷载为0.50NK（锚杆轴向拉力标准值），永久锚杆的初始荷载为0.25NK。

2）在非最大荷载作用下，达到观测时间后可施加下一级荷载。达到最大荷载1.50 NK后，满足观测时间可分级卸载。

3.3锚杆锁定力（持有荷载）试验

1）锁定力检测应在锚索张拉锁定后的12h内完成试验。

2）持有荷载试验的最大试验荷载不应大于验收荷载，防止超张拉。

3）初始荷载为锚杆设计锁定力值的30%，加载应分级进行，每级为设计锁定力值的5%。

4）当锚头出现位移突变或锚具松动时，应继续（2~4）级加载后终止试验；

5）在试验载荷达到验收载荷的情况下，如果没有发生锚头的位移突变或者锚杆松动，则试验结束。

3.4锚杆验收试验

1）支护锚杆可采用单循环法或多循环法，土钉采用单循环法。

2）锚杆验收试验的最大试验荷载不应小于锚杆验收荷载；系统锚杆宜采用统计评价，土钉应采用统计评价，最大试验荷载宜取锚杆验收荷载的（1.1~1.2）倍。

3）支护锚杆、土钉初始荷载宜取最大试验荷载的30%。

4）验收荷载的取值按图纸设计引用的规范取大值：

①按行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120―2012 设计的锚杆：对支护结构安全等级为一级、二级、三级工程中的锚杆，应分别取 1.4 NK、1.3 NK、1.2 NK；

②按国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330 - 2013 设计的锚杆：永久性锚杆应取 1.50N

k、临时性锚杆应取 1.20Nk；

③按国家标准《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086 - 2015 设计的锚杆：永久性锚杆应取 1.2Nd（锚杆轴向拉力设计值），临时性锚杆应取 1.1Nd；永久性锚杆 Nd =1.35γw Nk（γw：工作条件系数，一般情况取 1.1），临时性锚杆 Nd =1.25 Nk；

④按行业标准《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282 - 2012 设计的锚杆：永久性锚杆应取 1.5Rt（锚杆轴向拉力特征值），临时性锚杆应取 1.2 Rt；

⑤按行业标准《建筑基坑支护技术规程》JG J120 - 2012 设计的土钉，对安全等级为二级、三级的土钉墙中的土钉，应分别取 1.3 Nk、1.2 Nk；

⑥按广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15 - 31 - 2016 设计的锚杆与土钉：对支护结构安全等级为一级、二级、三级工程中的锚杆，应分别为 1.6 Nk、1.45 Nk、1.3 Nk；对支护结构安全等级为二级、三级工程中的土钉，应分别为 1.45 Nk、1.3 Nk。
4.锚杆检测遇到的一些问题

1）如何区分系统锚杆与局部（随机）锚杆：系统锚杆就是为保证地下洞室围岩、地面边坡、地基的稳定安全而采用的一种锚固措施，一般是全开挖面网格布设，系统锚杆有多种类型。系统锚杆一般与开挖面上的喷混凝土层同时采用，联合受力，即具有锚杆、铺设铁丝网或菱形格构梁、喷射混凝土三要素。例如：①隧道的初期支护锚杆。②类似土钉墙的山体边坡支护锚杆。

2）在验收试验中，受检锚杆（不含预应力钢绞线锚杆）、土钉应当在未铺设喷砼内铁丝网或浇筑混凝土格构梁时进行试验，以免受到喷砼内铁丝网或构梁中钢筋绑扎的影响，使抗拔力检测值内包含了锚杆与支护结构中的铁丝网或钢筋的焊接点结合力。

3）百分表支座的安装应设置在单独的简易基准桩或梁上，测试锚头相对边坡面的轴向伸长距离，不应设置在千斤顶上，测试千斤顶活塞的伸长量。

锚杆验收试验

锚索锁定力试验

结束语

根据目前的检测标准和方法，支护锚杆及土钉的检测理论已经非常成熟，但是现场实际操作仍具有一定的危险性和试验设备安装的难度，由于许多支护结构存在高度较高，试验设备重量大，检测时为了安装和操作方便忽略了一些试验要点，所以现在仍需要开发一种更为易于安装与使用的检测设备，以确保得到更为精准的检测数据。

参考文献：

[1]广东省标准《建筑地基基础检测规范》（DBJ/T 15-60-2019）［S］

[2]中华人民共和国行业标准《锚杆检测与监测技术规程》（JGJ/T 401-2017）［S］

[3]中国建筑科学研究院. 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）［S］

[4]GB50153-2008，工程结构可靠性设计统一标准[S]．

[5]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．