第三节 锚杆设计的原则及现有规范规程

一、相关技术规程

锚杆设计的现行技术规范规程如下。

（1）《水电工程预应力锚固设计规范》（DL/T 5176—2003）。

（2）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086—2015）。

（3）《水电水利工程边坡设计规范》（DL/T 5353—2007）。

（4）《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）。

（5）《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22：2005）。

（6）《公路边坡柔性防护系统构件》（JT/T 528-2004）。

（7）《岩土工程勘察规范》（GB 5021—2001）。

二、岩体锚固中的预应力锚杆设计原则

在锚杆设计前，应充分收集场地工程地质条件与工程要求，特别是岩体的结构特性与强度特性，需要在设计前对场地进行现场勘察，并依据工程要求、锚固地层的性质、锚杆使用年限进行锚杆设计。需要收集的资料如下。

（1）建筑物级别与建筑工程布置图。

（2）锚固区域地形地质条件；特别需要收集锚固工程部位的地质平面图、地质剖面图。

（3）施工场地条件。

（4）不稳定岩体的范围与边界条件。

（5）围岩质量及主要结构面的产状与分布组合特征。

（6）锚固工程处岩体的强度特性、可能失稳结构面的抗剪强度指标、地下水的分布特征等。

锚杆设计的原则如下。

（1）锚杆的布置形式应根据锚杆的数量、施工条件、工艺要求的不同，选用方形、梅花形、矩形或菱形布置。

（2）预应力锚杆的轴线方向宜按最优锚固角布置，当受施工条件和地形条件限制时，需经技术经济比较后可适当调整轴线方向。

（3）锚杆的间距和长度，应根据被锚固岩体的稳定条件选择，一般而言，锚杆的间距除必须满足锚杆的受力要求外，应大于1.5m。

（4）对于锚杆钻孔的直径，应保证预应力筋的保护层厚度不小于20mm。锚杆的上覆地层厚度不宜小于4.5m。

（5）锚杆的安装倾角要避开-10°~10°的范围。

三、锚杆安全系数的确定

工程实践表明，有黏结预应力锚杆的破坏主要有3种情况：①锚杆体与注浆体间的黏结强度不够而导致锚杆体从黏结材料中抽出；②注浆体与孔壁围岩间的黏结强度不够，导致注浆体连锚杆杆体一起从孔中抽出；③由于锚杆材料存在一定的缺陷或强度不能满足作用于锚杆上的荷载，导致杆体拉断等。因此，在进行锚杆设计时，必须要考虑一定的安全储备，即设定一安全系数（表1-6）。

根据岩土锚杆（索）技术规程的规定，在设计预应力锚杆的锚固段长度或直径时，应考虑杆体与锚固段注浆体及注浆体与地层间的黏结安全系数，其数值可参考表1-6选用，而在设计或选用锚杆杆体材料截面时，则可按表1-7的规定选用安全系数。当进行永久性锚杆抗震验算时，安全系数应按0.8折减。