岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2011.pdf

1 UDC 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 P GB 50086-2011 岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范 Technical code for engineering of ground anchoring and shotcrete support 规范修编组 2011-07 GB 2 1 总则总则 .6 2 术语、符号术语、符号 .7 2.1 术 语.7 2.2 符 号 .10 3 工程勘察与调查工程勘察与调查 .14 3.1 一般规定.14 3.2 环境地质调查.14 3.3 工程勘察.15 4 预应力锚杆预应力锚杆 .17 4.1 一般规定.17 4.2 锚杆类型与构造.17 （）拉力型与压力型预应力锚杆.17 （）压力分散与拉力分散型锚杆.18 （）可拆芯式锚杆.20 （）树脂卷锚杆与快硬水泥卷锚杆.20 （）涨壳中空注浆锚杆.20 （）摩擦型锚杆.20 4.3 预应力锚杆类型的选择.20 4.4 材料.22 4.5 防腐保护.25 4.6 设计.27 （）锚杆设置.27 （）锚杆的安全系数.27 （）锚杆杆体设计.28 （）注浆体和传力结构.31 （）初始预应力的确定.31 4.7 施工.32 （）一般规定.32 （）钻孔.32 （）杆体制作、存储及安放.33 （）注 浆.33 （）张拉与锁定.34 （）施工质量控制与检验.35 5 非预应力锚杆非预应力锚杆 .36 5.1 一般规定.36 5.2 类型与适用条件.36 5.3 材料.37 5.4 锚杆设计.37 5.5 锚杆施工.38 3 5.6 施工质量控制与检验.39 6 喷射混凝土喷射混凝土 .40 6.1 一般规定.40 6.2 原材料.40 6.3 设计42 6.4 施工44 （）施工设备.44 （）混合料.45 （）喷射作业.46 6.5 喷射混凝土质量控制与检验.49 6.6 施工安全与粉尘控制.49 7 隧道与地下工程锚喷支护隧道与地下工程锚喷支护 .51 7.1 一般规定.51 7.2 围岩分级.52 7.3 一般条件下的锚喷支护设计.55 () 工程类比法设计.55 () 监控量测法.57 () 理论验算法.59 () 抵抗局部危岩的锚杆与喷射混凝土支护设计.60 7.4 特殊条件下的锚喷支护设计.61 () 浅埋土质隧道的锚喷支护设计.61 () 塑性流变岩体中隧洞锚喷支护设计.62 () 水工隧洞锚喷支护设计.62 () 受采动影响的锚喷支护设计.63 () 易发生岩爆的高地应力岩体中隧洞的锚喷支护设计.64 7.5 施工.64 8 边坡锚固边坡锚固 .66 8.1 一般规定.66 8.2 边坡锚固设计.66 8.3 边坡浅层加固与面层防护.72 8.4 边坡锚固工程施工.73 () 一般规定.73 () 边坡爆破施工.73 () 边坡锚杆施工.74 8.5 边坡锚固工程的试验与监测.74 9 基坑锚拉桩（墙）支护基坑锚拉桩（墙）支护 .75 9.1 一般规定.75 9.2 设 计.76 9.3 施工及验收.79 10 基坑土钉支护基坑土钉支护 .80 4 10.1 一般规定.80 10.2 土钉支护设计.81 10.3 喷射混凝土面层与坡体排水.84 10.4 施工与检验.85 11 基础与混凝土坝的锚固基础与混凝土坝的锚固 .87 11.1 基础锚固设计.87 （）承受切向力的基础锚固.87 （）承受倾覆力矩的基础.88 （）承受拉力的基础锚固.89 （）基础锚杆设计.90 11.2 混凝土坝锚杆设计.90 11.3 基础与混凝土坝锚杆的施工、试验与监测.93 12 抗浮锚固抗浮锚固 .94 12.1 一般规定.94 12.2 抗浮锚杆设计.94 12.3 抗浮锚杆施工.96 13 试验试验 .97 13.1 预应力锚杆试验.97 （）一般规定.97 （）基本试验.97 （）蠕变试验.98 （）验收试验.99 13.2 喷射混凝土试验.101 （）一般规定.101 （）抗压强度试验.101 （）粘结强度试验.102 14 工程监测与维护管理工程监测与维护管理 .104 14.1 一般规定.104 14.2 监测项目.104 14.3 预应力锚杆拉力的长期监测.104 14.4 锚杆腐蚀状况检查分析.105 14.5 工程安全状态的预警值.105 14.6 监测信息反馈和处理.106 15 工程质量检验与验收工程质量检验与验收 .107 15.1 一般规定.107 15.2 质量检验.107 15.3 不合格锚杆的处理.108 15.4 验收.109 附录附录 A 预应力锚杆结构图预应力锚杆结构图110 附录附录 B 预应力锚杆的杆体材料性能预应力锚杆的杆体材料性能115 5 附录附录 C 岩土锚固与喷射混凝土支护工程施工记录岩土锚固与喷射混凝土支护工程施工记录117 附录附录 D 荷载分散型锚杆的张拉锁定方法荷载分散型锚杆的张拉锁定方法119 附录附录 E 中空注浆锚杆结构参数与力学性能中空注浆锚杆结构参数与力学性能121 附录附录 F 隧洞洞室各级围岩物理力学参数与岩体结构面抗剪峰值强度隧洞洞室各级围岩物理力学参数与岩体结构面抗剪峰值强度122 附录附录 G 基坑支护经典法设计基坑支护经典法设计 123 附录附录 H 预应力锚杆极限抗拔力试验预应力锚杆极限抗拔力试验 .126 附录附录 I 锚杆蠕变量锚杆蠕变量时间关系曲线时间关系曲线.127 附录附录 J 锚杆验收试验锚杆验收试验 128 附录附录 K 喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法 .130 附录附录 L 喷射混凝土粘结强度试验喷射混凝土粘结强度试验130 附录附录 M 土钉抗拔试验方法土钉抗拔试验方法.131 6 1 总则总则 1.0.1为使岩土锚固与喷射混凝土支护工程的设计、施工符合安全适用、技术 先进、经济合理、确保质量和保护环境的要求，制定本规范。 1.0.2本规范适用于隧道、洞室、边坡、基坑、结构物抗浮、抗倾和受拉基础 等工程的岩土锚固与喷射混凝土支护的设计、施工、试验、监测及验收。 1.0.3岩土锚固与喷射混凝土支护工程的设计与施工，必须做好工程的地质勘 察工作，因地制宜，正确有效地利用岩土体的自身强度和自稳能力。 1.0.4岩土锚固与喷射混凝土支护工程的设计与施工，除应遵守本规范外，尚 应符合现行国家工程建设标准的有关规定。 7 2 术语、符号术语、符号 2.1 术术 语语 2.1.1 预应力锚杆 anchor、anchorage 能将张拉力传递到稳定的或适宜的岩土体中的一种受拉杆件（体系），一 般由锚头、杆体自由段和杆体锚固段组成。当采用钢绞线或钢丝束作杆体材料 时，可称预应力锚索。 2.1.2 锚杆杆体 anchor tendon 由筋材、防腐保护体、隔离架和对中支架等组装而成的锚杆受力杆件。 2.1.3 锚杆自由段 free anchor length 不与周围浆体或地层粘结的杆体长度。 2.1.4 锚杆锚固段 fixed anchor length 借助灌浆体或机械装置，能将拉力传递到周围地层的杆体长度。 2.1.5 锚头 anchor head 能将拉力由杆体传递到地层面和支承结构面的装置。 2.1.6 永久性锚杆 permanent anchorage 永久留在构筑物内并能保持其应有功能的锚杆,其设计使用期超过 2 年。 2.1.7 临时性锚杆 temporary anchorage 设计使用期不超过 2 年的锚杆。 2.1.8 非预应力锚杆 non tensiled bolt 安设于地层中的全长粘结型锚杆。 2.1.9 土钉 soil nailing 安设于土中的全长粘结或摩擦型锚杆。 2.1.10 压力型锚杆 compression anchorage 能将拉力直接传递到杆体锚固段末端的锚杆。 2.1.11 荷载分散型锚杆 load-dispensive anchorage 在锚杆孔内，安设几个独立的单元锚杆所组成的复合锚固体系，每个单元 锚杆均有其独立的自由段和锚固段，能使锚杆的张拉力均匀分散地分布于各单 8 元锚杆的锚固段上。又称单孔复合锚固体系。 2.1.12 可拆芯式锚杆 removable anchorage 当使用功能完成后须拆除筋体的锚杆，一般采用压力型或压力分散型锚杆。 2.1.13 套管 polyrohylense sheath 预应力筋材的保护外套。用以充分发挥锚杆自由段的功能，并提供防腐保 护。 2.1.14 过渡管 trumpet 在锚具到自由段的过渡区段中起防腐保护作用的管子。 2.1.15 一次注浆 first fill grouting 为形成锚杆的锚固段而进行的注浆。注浆料有水泥系及合成树脂系两种。 2.1.16 二次注浆 post fill grouting 在锚杆张拉锁定后，向杆体护套与钻孔之间的空隙内进行注浆。 2.1.17 二次高压注浆 post high pressure grouting 对锚固段注浆体周边地层进行的高压劈裂注浆，用以提高锚杆承载力。 2.1.18 固结注浆 consolidated grouting 为减小钻孔周围岩体的渗透性或改善地层的力学性能，向钻孔内灌注水泥 浆液。 2.1.19 基本试验 basic test 工程锚杆正式施工前，为确定锚杆设计参数，在现场进行的锚杆极限抗拔 力试验。该试验应采用多循环的分级加荷、持荷和卸荷的试验方法。 2.1.20 验收试验 acceptance test 为检验工程锚杆质量和性能是否符合设计承载力要求的试验。该试验应采 用单循环与多循环的分级加荷、持荷和卸荷相结合的试验方法，并在锚杆施工 中进行。 2.1.21 蠕变试验 creep test 检验在恒定荷载作用下锚杆位移随时间变化的试验。 2.1.22 承载力（拉力）设计值 design anchorage force 锚杆抵抗设计荷载应具有的设计抗力。 9 2.1.23 锁定荷载 lock-off load 在锚杆张拉作业完成时，立即传递于锚头的荷载。 2.1.24 弹性位移 elastic displacement 锚杆试验时测得的可恢复位移。 2.1.25 塑性位移 plastic displacement 锚杆试验时测得的不可恢复位移。 2.1.26 设计荷载 design load 预期作用于锚杆上的最终最大的有效荷载。 2.1.27 安全系数 用于锚杆或其他部件设计的极限承载力与设计荷载之比。 2.1.28 喷射混凝土 shotcrete (sprayed) concrete 将水泥、骨料和水按一定比例拌制的混合料装入喷射机，借助压缩空气， 从喷嘴喷出至受喷面所形成的致密均质的一种混凝土。喷射混凝土中一般加入 外加剂，并可加入外掺料和/或纤维。 2.1.29 干拌法喷射混凝土 dry mix shotcrete 将水泥、骨料按一定比例拌制的混合料装入喷射机，用压缩空气输送至喷 嘴，与压力水混合后喷射至受喷面所形成的混凝土。混合料中可加入外加剂、 外掺料（水泥以外的其它胶结料）或纤维。 2.1.30 湿拌法喷射混凝土 wet mix shotcrete 将水泥、骨料和水按一定比例拌制的混合料装入喷射机，并输送至喷嘴处， 用压缩空气将混合料喷射至受喷面上所形成的混凝土。混合料中可加入外加剂、 外掺料或纤维。 2.1.31 回弹物 rebond losses 通过喷嘴喷出的混合物，与受喷面撞击后未粘结在上面的溅落材料。 2.1.32 喷嘴 noggte 位于输料管前端用以喷出混合物的装置，采用干拌法喷射，在喷嘴处加入 水和液态外加剂；采用湿拌法喷射，在喷嘴处加入液态外加剂和压缩空气。 2.1.33 胶凝料 binder 喷射混凝土中水泥和其它具有胶凝作用的外掺料的总称。 10 2.1.34 喷射纤维混凝土 fibres reinforced shotcret 混合料由水泥、骨料和纤维（钢纤维或合成纤维）组成的喷射混凝土。混 合料中加入钢纤维，则称为喷射钢纤维混凝土。 2.1.35 糙率 coefficient of roughness 综合反映隧洞壁面粗糙程度并影响过水断面水头损失的系数，通常用n表示。 2.1.36 初期支护 primary support 隧洞开挖后及时施作的锚喷支护，用以维持隧洞的总体稳定性。 2.1.37 后期支护 final support 根据初期支护后隧洞变形情况和工程使用要求，须进行的二次加强支护， 该加强支护可采用锚喷支护或混凝土衬砌。 2.2 符符 号号 2.2.1 抗力和材料性能 岩土体滑动面上的粘结力、边坡岩体结构面的粘聚力C 坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断粘聚力 C Dr相对密度 Es锚杆杆体弹性模量 Ec锚杆锚固体组合弹性模量 Em锚杆注浆体弹性模量 f 岩土体滑动面上的摩擦系数、坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦 系数 fc 锚固段灌浆体、喷射混凝土抗压强度设计值 ft 喷射混凝土抗拉强度设计值 锚杆钢筋、钢绞线强度标准值 ykptk ff、 fyv 锚杆钢筋抗剪强度设计值 11 fmg 锚固段灌浆体与地层间粘结强度极限值 fms 锚固段灌浆体与筋体间粘结强度极限值 fr 岩石单轴饱和抗压强度 坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断摩擦系数 f KT 锚杆水平刚度系数 Vpm隧洞岩体纵波速度 Vpr 隧洞岩石纵波速度 WL 液限 边坡岩体结构面的内摩擦角 岩石重力密度 w水的重度 土钉与土间的极限摩阻力标准值 2.2.2 作用和作用效应 作用在基础顶面的竖向压力值F Ff 地下水浮力 不稳定岩石块体重量、基础自重及其上的土重、结构自重及其他永G 久荷载标准值之和 不稳定岩石块体平行或垂直作用于滑动面上的分力 t G 不稳定岩石块体垂直作用于滑动面上的分力 n G 、作用于第i条滑动面上的岩土重量、其垂直分力、其G n G t G 切向分力 作用在基础底面形心的力矩值 xy MM、 、分别表示锚固力作用前坝体上的正弯矩（倾覆力矩）或负 ( ) M ( ) M 12 弯矩（抗倾覆力矩）之和 N 作用于基础上的拉力标准值 P 喷射混凝土试件极限荷载 Q 拱形结构作用于基础上的荷载 S锚杆位移、锚杆蠕变量 Se锚杆弹性位移 Sp锚杆塑性位移 隧洞岩体强度应力比 m S 锚杆轴向拉力设计值T Tk锚杆或单元锚杆的拉力标准值 、作用于不稳定岩块上的单根预应力锚杆轴向力设计值在抗滑方 t T n T 向和垂直于滑动方向的分值 锚杆力作用方向与坝基面呈角度时，混凝土坝抗倾覆所需的锚杆 T 力设计值 W基础下抗浮锚杆范围内总的土体重量 垂直于隧洞轴线平面的较大主应力 1 2.2.3 几何参数 岩体边坡滑动面面积、边坡岩体结构面面积、基础底面积A 锚杆预应力筋、土钉杆体的截面积 s A 单元锚杆承载体与锚固段灌浆体横截面净接触面积；为受压面积中 p A 扣除孔道部分的面积 锚固段灌浆体横截面积 m A 与冲切破坏椎体斜截面相交的全部钢筋截面积 svu A 13 隧洞毛跨度B 锚杆锚固段钻孔直径、竖井毛洞洞径、喷射混凝土试件直径；D 钢筋或钢绞线直径，排桩的直径或地下连续墙的厚度d 隧洞洞顶覆盖岩层厚度H h 抗浮设防水位标高与建筑物基础底标高之差 喷射混凝土层有效厚度 0 h 锚杆锚固段长度 a L 锚杆的非锚固段长度、锚杆的自由段长度 f L 锚杆力的力矩（m） ； p t 不稳定岩块出露面的周边长度 m u 结构面与水平面夹角 预应力锚杆的倾角 锚杆直径 2.2.4 计算系数 锚杆锚固体抗拔安全系数、边坡稳定安全系数、抗隆起安全系数、K 基底面抗剪切安全系数、抗倾覆安全系数、抗滑稳定安全系数、结 构抗浮稳定安全系数 锚杆杆体抗拉安全系数 t K 单元锚杆锚固灌浆体局部抗压安全系数 p K 岩体完整性系数 v K 坝体混凝土与坝基接触面之间按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系 K 数； 节理条数 v J 14 隧洞壁综合糙率系数、锚杆根数、试块组数n 粘结强度降低系数 锚固长度对粘结强度的影响系数 有侧限锚固段灌浆体抗压强度增大系数 15 3 工程勘察与调查工程勘察与调查 3.1 一般规定一般规定 3.1.1岩土锚固与喷射混凝土支护工程设计和施工前均应进行工程勘察与调查， 实施过程中还应通过试验和监测，及时反馈，对工程勘察资料和参数进 行验证和调整。 3.1.2岩土锚固与喷射混凝土支护工程勘察根据工程的不同阶段分为可行性研 究勘察、初步勘查和详细勘察。主要内容包括一般调查、工程地质与水 文地质勘察，必要时还应进行专项技术研究。 3.1.3岩土锚固与喷射混凝土支护工程勘察除应符合本规范的规定外，尚应满 足主体建（构）筑物相关的国家现行标准、规范的规定。 3.2 环境地质调查环境地质调查 3.2.1一般调查应包括：搜集区域环境条件与气候条件、水文及地质资料、周 围土地利用与规划情况、以往的挖方或填方记录、以及与工程相关的法 规等；现场探勘和调查工程地形地貌、交通及施工条件、工程影响区域 内的临近建筑物、地下埋设物的状况等。 3.2.2对边坡锚固工程，还应收集和分析工程区域的工程地质、水文地质和地 震等资料，对边坡的历史进行调查，分析人类活动对边坡稳定的影响， 3.2.3对基坑锚固工程，还应调查基坑及锚杆影响范围内的建（构）筑物、各 类地下设施及道路的位置及状况、荷载及变形控制要求等。 3.2.4对抗浮锚固工程，还应调查区域水文地质条件，地质构造及地下水连通 和补给规律，地下水与区域性水文地质条件的关系；地下水的变化规律， 各层水的变化趋势及相关条件，季节性变化情况、近 35 年最高水位， 历史最高水位，以及今后流域的水位变化预测。 16 3.3 工程勘察工程勘察 3.3.1工程地质勘察应正确反映工程地质条件，查明不良地质作用和地质灾害， 提出岩土锚固设计、施工参数。并应包括下列内容： 1场地地层分布及岩土物理力学指标； 2场地地下水分布、地下水位及其变化情况； 3场地地质构造及整体稳定性； 4场地岩土及地下水的腐蚀性； 5具有传力结构时，地基的反力系数； 6岩土锚固与喷射混凝土、结构体系的设计、监测及施工工艺等方面的 建议。 3.3.2隧道和地下工程设计阶段的工程地质勘察应在充分搜集和分析已有的地 质资料的基础上，采用地面工程地质测绘、钻探、地球物理勘探和测试 手段，基本查明该区的地形地貌性态分布和水文地质条件，主要包括： 1地层岩性及其分布、岩组划分、风化程度、岩石物理力学指标； 2断裂构造和破碎带位置、规模、产状和力学属性，划分岩体结构类型； 3不良地质作用的类型、性质、分布； 4主要含水层的分布、厚度、埋深，地下水的类型、水位、补给排泄条 件、渗透系数，水质的腐蚀性； 5岩体初始应力场； 6提出隧道及地下洞室围岩分级、以及锚固设计所需的围岩力学参数。 3.3.3隧道和地下工程施工阶段工程地质勘察应以设计阶段工程地质勘察资料 和结论为基础，采用工作面跟踪地质编录、素描、摄像、量测等手段验 证已有的地质资料，结合超前钻孔、平行导坑、试验坑道和地球物理等 手段的超前探测，及时预报可能发生的塌方、滑动、挤压、岩爆、突然 涌水、流砂及瓦斯溢出等不良地质现象，修正围岩分类，指导动态优化 设计。 3.3.4对于结构形态复杂、高地应力、高地温、高水压、高挤压、大变形等特 17 殊条件下的隧道与地下工程，应根据工程结构形态、特殊地质问题布置 变形、应力、声发射、温度及地下水等专门监测，及时为支护设计提供 地质依据。当洞室可能产生偏压、膨胀压力、岩爆和其它特殊情况时， 应进行专项研究。 3.3.5岩质边坡勘察内容尚应包括边坡工程地质分类、边坡岩体质量分级、边 坡变形破坏机理分析与稳定性评价等。应进行边坡岩体物理力学特性测 试，重点研究对边坡稳定性有影响的软弱夹层（带）的变形特性和不同 条件下的抗剪强度。 3.3.6土质边坡勘察内容尚应包括边坡工程土层特性与土体物理力学性质、边 坡破坏形式和稳定性评价。应进行边坡土体物理力学特性、土体的成因 和颗粒组成分析，进行渗透稳定性分析、振动液化、膨胀性、耐崩解性、 湿陷性等专门性研究。 3.3.7地质环境条件复杂、稳定性较差的边坡宜在勘察期间进行变形和地下水 位动态监测。 3.3.8基坑锚固工程勘察应查明以下内容： 1开挖范围及邻近场地地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情况， 各含水层的补给条件和水力联系，各含水层的渗透系数和渗透影响半 径； 2岩土工程测试参数，包含：土的常规物理试验指标；土的抗剪强度指 标；特殊条件下应根据实际情况选择其它适宜的试验方法测试设计所 需参数。 3.3.9抗浮锚固工程勘察尚应提出抗浮设防水位，应结合区域自然条件、地质 特点、历史记录、现场实测水位、使用期内地下水位的预测以及建筑物 埋置深度综合确定。必要时应进行专项技术研究。 3.3.10 基础与混凝土坝锚固工程勘察除应查明一般基础与混凝土坝工程设计要 求的工程地质与水文地质条件外，尚应勘察查明锚杆锚固地层的岩土性 状与地质构造。 18 19 4 预应力锚杆预应力锚杆 4.1 一般规定一般规定 4.1.1预应力锚杆宜用于将结构物的拉力传递给深部稳定的岩土体或加固岩土 体的局部不稳定块体。 4.1.2锚固工程设计前，应依据工程岩土勘察报告及工程条件与要求，对采用 预应力锚杆的工程安全性、经济性及施工可行性作出评估和判断。 4.1.3永久性锚杆的设计使用期限应不低于工程结构的设计使用年限。 4.1.4永久性锚杆的锚固段不应设置在下列未经处理的地层中： 1有机质土； 2液限 WL50%的土层； 3相对密实度 Dr2 年 钢绞线1.61.82.0 钢筋1.41.61.6 4.6.8永久锚杆抗震验算时其安全系数应按 0.8 折减。 （）锚杆杆体设计）锚杆杆体设计 4.6.9锚杆或单元锚杆的杆体截面面积应按公式 4.6.9-1 和公式 4.6.9-2 确定： (4.6.9-1) td s ptk K T A f (4.6.9-2) td s yk K T A f 式中： Kt锚杆杆体抗拉安全系数，按表 4.6.7 选取 T锚杆或单元锚杆的拉力设计值（kPa） ； fyk 、fptk钢筋、钢绞线抗拉强度标准值（kPa） 。 4.6.10 压力及压力分散型锚杆锚固段灌浆体承压面积应按公式 4.6.10 验算： (4.6.10) p K d T c p m P f A A A )(35 . 1 5 . 0 式中： 单元锚杆锚固灌浆体局部抗压安全系数，取 2.0； p K 单元锚杆轴向拉力设计值；T 单元锚杆承载体与锚固段灌浆体横截面净接触面积；为受压面 P A 31 积中扣除孔道部分的面积； 锚固段灌浆体横截面积； m A 有侧限锚固段灌浆体强度增大系数，由试验确定； 锚固段灌浆体轴心抗压强度设计值。 c f 4.6.11 锚杆及单元锚杆的锚固段长度可按公式 4.6.11-1 和公式 4.6.11-2 估算， 并取其中的较大值： (4.6.11-1) a mg KT L D f (4.6.11-2) a ms KT L ndf 式中：K锚杆锚固体抗拔安全系数，按表 4.6.6 选取； T锚杆或单元锚杆拉力设计值（KN） ； La锚固段长度（m） ； fmg锚固段灌浆体与地层间粘结强度极限值（MPa 或 kPa） ，应通过试 验确定，当无试验资料时，可按表 4.6.11-1 取值； fms锚固段灌浆体与筋体间粘结强度极限值（kPa） ，应通过试验确定， 当无试验资料时，可按表 4.6.11-2 取值； D锚杆锚固段钻孔直径（mm） ； d钢筋或钢绞线直径（mm） ； 采用 2 根或 2 根以上钢筋或钢绞线时，界面粘结强度降低系数，取 0.70.85； 锚固长度对粘结强度的影响系数； n钢筋或钢绞线根数。 表 4.6.11-1 锚杆锚固段灌浆体与周边地层间的极限粘结强度标准值 岩土类别极限粘结强度标准值（Mpa） 32 硬岩1.52.5 中硬岩1.01.5 软岩0.61.2 岩石 强风化岩0.61.0 100.10.2 200.150.25 300.250.30 砂砾N 值 400.300.40 100.100.15 200.150.20 300.200.27 400.280.32 砂N 值 500.30.4 软塑0.020.04 可塑0.040.06 硬塑0.050.07 粘性土 坚硬0.080.12 注：1、表中数值为锚杆粘结段长 10m（土层）或 6m（岩石）的灌浆体与岩土层间的平均极限粘结强度经 验值，灌浆体采用一次重力灌浆； 2、当采用二次简易型压力灌浆，其平均极限粘结强度值可提高 3040%；采用有密封袋和袖阀管装置 的二次高压灌浆，其平均极限粘结强度值可提高 5070%。 表 4.6.11-2 锚杆锚固段灌浆体与筋体间的极限粘结强度标准值 拉杆材料极限粘结强度标准值（MPa） 螺纹钢筋2.03.0 钢绞线3.04.0 注：1、表中数值为粘结段长为 6m 时锚杆锚固段灌浆体与筋体间的极限粘结强度经验值。 2、本表适用于水泥砂浆或水泥浆结石体的强度等级为 M25M40，M25 取表中下限值，M40 取表中 上限值。 4.6.12 锚固段长度对粘结强度的影响系数 应由试验确定，无试验资料时，可 按表 4.6.12 取值。 表 4.6.12 锚固长度对粘结强度的影响系数 建议值 33 锚固地层土层软岩或极软岩 锚固段长 度(m) 1316101310106639126966442 取值 0.80.6 1.00.8 1.01.01.31.31.60.80.61.00.81.01.01.31.31.6 4.6.13 拉力型或压力型锚杆的锚固段长宜为 38m（岩石）和 612m（土层） 。 4.6.14 压力分散与拉力分散型锚杆的锚固段设计尚应符合以下规定： 1单元锚杆锚固段长宜为 23m（软岩）和 36m（土层） ； 2锚杆锚固段总长度宜不小于 12m（软岩）和 18m（土层） ； 3锚固体直径不宜小于 130mm。 4.6.15 锚杆的自由段穿过潜在滑裂面的长度不应小于 1.5m。 4.6.16 锚杆自由段长度不应小于 5.0m，且应能保证锚杆和被锚固结构体系的整 体稳定。 （）注浆体和传力结构）注浆体和传力结构 4.6.17 预应力锚杆锚固段灌浆体的抗压强度，应根据锚杆的结构类型与锚固地 层按表 4.6.17 确定。 表 4.6.17 预应力锚杆锚固段灌浆体的抗压强度 锚固地层锚杆类型抗压强度标准值（MPa） 拉力型及拉力分散型 20 土层 压力型及压力分散型 30 拉力型及拉力分散型 30 岩石 压力型及压力分散型 35 4.6.18 传递锚杆拉力的格梁、腰梁、台座的截面尺寸与配筋，应根据锚杆拉力 设计值、地层承载力及锚杆工作条件由计算确定。 4.6.19 传力结构应具有足够的强度和刚度，传力结构混凝土强度等级不应低于 C25。 34 （）初始预应力）初始预应力的确定的确定 4.6.20 锚杆初始预应力（锁定拉力）值的确定应符合下列要求： 1对地层及被锚固结构位移控制要求较高的工程，预应力锚杆的初始预 应力（锁定荷载）值宜为锚杆拉力设计值。 2对地层及被锚固结构位移控制要求较低的工程，预应力锚杆的初始预 应力（锁定荷载）值宜为锚杆拉力设计值的 0.700.85 倍。 3对显现明显流变特征的高应力低强度岩体中隧洞和洞室支护工程，预 应力锚杆的初始预应力宜为拉力设计值的 0.50.6 倍。 4对用於特殊地层或被锚固结构有特殊要求的锚杆，其初始预应力值可 根据经验确定。 4.7 施工施工 （）一般规定）一般规定 4.7.1锚杆工程施工前，应根据锚固工程的设计条件、现场地层条件和环境条 件，编制出能确保安全及有利于环保的施工组织设计。 4.7.2施工前应认真检查原材料和施工设备的主要技术性能是否符合设计要求。 4.7.3在裂隙发育以及富含地下水的岩层中进行锚杆施工时，应对钻孔周边孔 壁进行渗水试验。当向钻孔内注入 0.20.4MPa 压力水 10min 后，锚固段 钻孔周边渗水率超过 0.01m3 /min 时，则应采用固结注浆或其他方法处理。 （）钻孔）钻孔 4.7.4锚杆钻孔应符合下列规定： 1钻孔应按设计图所示位置、孔径、长度和方向进行，并应特别注意不 破坏周边地层； 35 2钻孔应保持直线和设定的方位； 3向钻孔安放锚杆杆体前，应将孔内岩粉和土屑清洗干净。 4.7.5在不稳定地层中，或地层受扰动导致水土流失会危及邻近建筑物或公用 设施的稳定时，宜采用套管护壁钻孔。 4.7.6压力分散型锚杆和可重复高压灌浆型锚杆施工宜采用套管护壁钻孔工艺。 （）杆体制作、存储及安放）杆体制作、存储及安放 4.7.7杆体的组装和保管应符合下列规定： 1杆体组装宜在工厂或施工现场专门作业棚内的台架上进行； 2杆体组装应按设计图所示的形状、尺寸、和构造要求进行组装； 3压力分散型或拉力分散型锚杆杆体结构组装时，必须对各单元锚杆的 外露端作出明显的标记； 4在杆体的组装、存放、搬运过程中，应防止筋体锈蚀、防护体系损伤、 泥土或油渍的附着和过大的残余变形。 4.7.8杆体的安放应符合下列要求： 1根据设计要求的杆体设计长度向钻孔内插入杆体； 2杆体正确安放就位至注浆料硬化前，不得被晃动。 （）注）注 浆浆 4.7.9注浆设备与注浆工艺应符合以下规定： 1搅拌机和注浆泵应有足够的生产能力，注浆管应有足够的尺寸，以保 证能在 1h 内完成单根锚杆的连续注浆； 2对下倾的钻孔注浆时，注浆管应插入距孔底 300500mm 处； 3对上倾的钻孔注浆时，应在孔口设置密封装置，并将排气管内端设于 孔底； 4.7.10 锚杆注浆浆液的制备应符合下列规定： 1注浆材料应根据设计要求确定，并不得对杆体产生不良影响，对锚杆 36 孔的首次注浆，宜选用水灰比为 0.50.55 的纯水泥浆或灰砂比为 1:0.51:1 的水泥砂浆，必要时可加入一定量的外加剂或搀和料； 2注入水泥砂浆浆液中的砂子直径应不大于 2mm； 3注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防粒石、 杂物混入浆液。 4.7.11 采用密封装置和袖阀管的可重复高压注浆型锚杆的注浆还应遵守下列规 定： 1重复注浆材料宜选用水灰比 0.450.55 的纯水泥浆； 2对密封装置的注浆应待孔口溢出浆液后进行，注浆压力不宜低于 2.0MPa； 3初次重力注浆结束后，应将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净； 4对锚固体的重复高压劈裂注浆应在初次注浆的水泥结石体强度达到 5.0MPa 后，分段依次由锚固段底端向前端实施，重复高压灌浆的劈开 压力不宜低于 2.5MPa。 （）张拉与锁定）张拉与锁定 4.7.12 锚杆的张拉和锁定应符合下列规定： 1锚杆锚头处的锚固作业应使其得到所设定的锚固时的张拉力； 2锚杆张拉时，注浆体与台座混凝土抗压强度值应符合表 4.7.12 的规定； 3锚头台座的承压面应平整，并与锚杆轴线方向垂直； 4锚杆张拉应有序进行，张拉顺序应考虑邻近锚杆的相互影响； 5张拉用的千斤顶必须事先进行校准； 6锚杆进行正式张拉前，应取 0.10.2 的拉力设计值，对锚杆预张拉 12 次，使杆体完全平直，各部位的接触紧密， ； 7锚杆的张拉荷载与变形应做好记录。 表 4.7.12 锚杆张拉时灌浆体与台座混凝土的抗压强度值 锚杆类型抗压强度值（MPa） 37 灌浆体台座混凝土 拉力型1520 土层锚杆 压力型及压力分散型2520 拉力型2525 岩石锚杆 压力型及压力分散型3025 4.7.13 锚杆按第 13.1 节（）验收试验规定，通过多循环或单循环验收试验后， 以 50 kN/min100kN/min 的速率加荷至锁定荷载值锁定。 4.7.14 当锁定荷载等于锚杆拉力设计值时，荷载分散型锚杆的张拉锁定宜采用 并联千斤顶组同时对各单元锚杆实施张拉并锁定。当锁定荷载小于锚杆 拉力设计值时，也可按附录 C.0.3 的规定采用由钻孔底端向顶端逐次对 各单元锚杆张拉后锁定，分次张拉的荷载值的确定，应满足锚杆在设计 承载力条件下各钢绞线受力均等的原则。 （）施工质量控制与检验）施工质量控制与检验 4.7.15 锚杆施工全过程中，必须认真做好锚杆的质量控制检验和试验工作。 4.7.16 锚杆的位置、孔径、倾斜度、自由段长度和锁定力值等，应符合表 15.2.3 的规定。 38 5 非预应力锚杆非预应力锚杆 5.1 一般规定一般规定 5.1.1非预应力锚杆宜用于地层加固并容许被锚固地层有适度变形的工程。 5.1.2非预应力锚杆应根据工程对象、地质条件、工程性质和使用要求等分别 选用普通水泥浆（砂浆）锚杆、普通中空注浆锚杆、自钻式中空注浆锚 杆和纤维增强塑料锚杆。 5.1.3非预应力锚杆杆体应全长用注浆料固结，应严格控制注浆饱满度。 5.1.4非预应力锚杆的杆体长度和浆体的饱满度宜采用无损检测方法检验。 5.2 类型与适用条件类型与适用条件 5.2.1普通水泥浆（砂浆）锚杆杆体宜由钢筋杆体、托板和螺母组成，宜用于 一般地层的加固工程。 5.2.2普通中空注浆锚杆杆体宜由表面带有标准螺纹的中空高强钢管、等强度 连接器、止浆塞、托板和螺母组成，其结构参数与技术性能应符合附录 D 的要求。 5.2.3自钻式锚杆杆体宜由表面带有标准螺纹的中空高强钢管、等强度连接器、 钻头、定位支架、托板和螺母组成，其结构参数与技术性能应符合附录 D 的要求。 5.2.4纤维增强塑料锚杆宜纤维增强塑料、注浆体、托板、螺母组成，宜用于 防腐、防静电要求较高或有剪断要求的地层加固工程。 5.2.5非预应力锚杆的类型可根据锚杆的工作特性与工程使用要求按表 4.3.3 选 择。 39 5.3 材料材料 5.3.1普通水泥砂浆锚杆杆体宜采用 HRB335、HRB400 热轧螺纹钢筋，钢筋 直径宜为 1632mm。 5.3.2中空注浆锚杆和自钻式中空注浆锚杆杆体宜采用 Q345 和 37MnSi 等高强 钢管轧制而成，杆体直径宜为 2552mm。 5.3.3纤维增强塑料锚杆宜采用抗拉强度不低于 HRB335 钢筋的纤维增强塑料， 杆体直径宜为 20、22 mm。 5.3.4注浆用水泥、水、砂应符合本规程第 4.3.7、4.3.8、4.3.9 条的有关规定。 5.3.5锚杆托板可用 Q235 钢板，厚度不宜小于 6mm，尺寸不宜小于 150mm*150mm。 5.4 锚杆设计锚杆设计 5.4.1非预应力锚杆类型应根据工程要求、地层条件、锚杆承载力大小、锚杆 长度及现场条件等综合因素确定，也可按表 4.3.3 的要求选定。 5.4.2不同类型工程的非预应力锚杆设计长度与承载力设计值可根据地层条件 按经验或稳定性分析确定。 5.4.3非预应力锚杆的杆体截面积应按公式 5.4.3 计算确定： （5.4.3） yS K Tf AA 式中：杆体抗拉强度设计值； y f 杆体横截面面积； S A 锚杆承载力设计值；T 杆体抗拉安全系数，临时性锚杆取 1.1，永久性锚杆取 1.2。K 5.4.4锚杆布置宜为菱形或矩形，锚杆间距应不大于锚杆长度的 1/2。 40 5.4.5永久性非预应力锚杆杆体应设有居中构造，水泥浆保护层厚应不小于 10mm。 5.4.6锚杆杆体与孔壁间的水泥浆或水泥砂浆结石体的强度等级应不低于 M20。 5.5 锚杆施工锚杆施工 5.5.1岩石中的非预应力锚杆应采用机械成孔，土层中的非预应力锚杆也可采 用人工成孔。 5.5.2钻孔应按设计图所示的位置、孔径、长度和方向进行，并不得破坏周边 地层。 5.5.3非预应力锚杆的杆体制作与安放应遵守下列规定： 1严格按设计要求制备杆体、托板、螺母等锚杆部件，杆体上应附有居 中构造； 2锚杆杆体放入孔内或注浆前，必须清除孔内岩粉和积水。 5.5.4非预应力锚杆注浆尚应遵守下列规定： 1根据锚孔部位和方向，可采用先注浆后插杆或先插杆后注浆的施工； 2采用先注浆后插杆的施工方法时，注浆管必须插入孔底，然后拔出 50100mm 开始注浆，注浆管随浆液的注入缓慢匀速拔出，使孔内填满 浆体； 3对仰斜孔采用先插杆后注浆的方法时，务必在孔口设置止浆器及排气 管，待排气管或中空锚杆空腔出浆时方可停止注浆； 4如遇塌孔或孔壁变形，注浆管插不到孔底时，必须对锚杆孔进行处理， 必要时应补打锚孔或使用自钻式锚杆； 5自钻式锚杆宜采用边钻边注水泥浆工艺，直至钻至设计深度。 5.5.5锚杆杆体同面层的钢筋网必须联结牢固。 5.5.6锚杆安装后，在注浆体强度达到 70%设计强度前，不得敲击、碰撞或牵 拉，与钢筋网联结的锚杆，孔口处必须固定牢固。 41 5.6 施工质量控制与检验施工质量控制与检验 5.6.1 在锚杆施工过程中，必须认真做好锚杆的质量控制、检验与实验工作。 5.6.2 锚杆位置、孔径、孔深、孔斜和注浆饱满度应符合本规范表 15.2.3 的规定。 42 6 喷射混凝土喷射混凝土 6.1 一般规定一般规定 6.1.1喷射混凝土适用于隧道、洞室、边坡和基坑等工程的面层支护。 6.1.2喷射混凝土的设计强度等级不应低于 C20；用于大型洞室及特殊条件下 的工程支护时，其设计强度等级宜不低于 C25。 6.1.3开挖后呈现明显塑性流变或高应力易发生岩爆的岩体中的隧洞、受采动 影响、高速水流冲刷或矿石冲击磨损的隧洞和竖井，宜采用喷射钢纤维 混凝土支护。 6.1.4大断面隧道及大型洞室喷射混凝土支护，宜采用湿拌喷射法施工；基坑、 边坡喷射混凝土支护，宜采用干拌喷射法施工；矿山井巷及小断面隧洞 喷射混凝土支护，宜采用半湿拌喷射法施工。 6.2 原材料原材料 6.2.1水泥：应符合第 4.4.7 条规定的要求。 6.2.2骨料应符合下列要求： 1粗骨料应选用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径不宜大于 15mm；当使用碱 性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。 2细骨料应选用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数不宜大于 2.5。干拌法 喷射时，骨料的含水率应保持恒定并不小于 6%。 3喷射混凝土骨料级配宜控制在表 6.2.2 数据范围内。 表 6.2.2 喷射混凝土骨料通过各筛经的累计质量百分率（） 骨料粒径 （mm） 项目 0.150.300.601.202.505.0010.0015.00 优57101517222331354350607382100 43 良4852213311841265440706290100 6.2.3拌合水应符合第 4.4.8 条规定的要求。 6.2.4喷射混凝土速凝剂应符合下列要求： 1掺加正常用量速凝剂的水泥净浆初凝不应大于 3min，终凝不应大于 12min； 2加速凝剂的喷射混凝土试件，28d 强度应不低于不加速凝剂强度的 90%； 3宜用无碱或低碱型速凝剂。 6.2.5喷射混凝土中的矿物掺合料，应符合以下规定： 1粉煤灰的品质应符合现行国家标准用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB1596 的有关规定。粉煤灰的级别不应低于级，烧失量不应大于 5%。 2硅粉的品质应符合表 6.2.5 的要求。 表 6.2.5 硅粉质量控制指标要求 项 目指 标 比表面积（m3/kg） 15000 二氧化硅含量（%） 85 3粒化高炉矿渣粉的品质应符合现行国家标准用于水泥和混凝土中粒 化高炉矿渣粉GB/T18046 的有关规定。 6.2.6纤维：喷射混凝土用钢纤维及合成纤维应符合以下规定： 1钢纤维 钢纤维的抗拉强度应不低于 1000N/mm2，直径宜为 0.400.80mm，长 度宜为 2535mm，并不得大于混合料输送管内径的 0.7 倍，长径比为 3580。 2合成纤维 合成纤维的抗拉强度不应低于 280N/mm2，直径宜为 10100m，长度 44 宜为 425mm。 6.2.7喷射混凝土中各类材料的总碱量（Na2O 当量）不得大于 3 kg / m3；氯离 子含量不应超过胶凝材料总量的 0.1%。 6.36.3 设计设计 6.3.1喷射混凝土 1d 龄期的抗压强度应不低于 5.0MPa；28d 龄期的抗压强度 应不低于 20MPa。 6.3.2不同强度等级的喷射混凝土的设计强度应按表 6.3.2 采用。 表 6.3.2 喷射混凝土的强度设计值(N/mm2) 喷射混凝土 强度等级 强度种类 C20C25C30C35C40 轴心抗压fc 9.611.914.316.719.1 轴心抗拉 1.11.271.431.571.71 6.3.3喷射混凝土与岩石或混凝土基底间的最小粘结强度应符合表 6.3.3 规定。 粘结强度的试验方法应符合附录 L 的规定。 表 6.3.3 喷射混凝土与基底的最小粘结强度 粘结类型与岩石的最小粘结强度（MPa）与混凝土的最小粘结强度（MPa） 结构作用型0.81.0 防护作用型0.20.5 注：表中粘结强度系三个试件龄期 28d 的平均值，其中粘结强度较低的不得低于表中要求值的 75%。 6.3.4喷射混凝土的体积密度可取 22002300kg/m3，弹性模量可按表 6.3.4 采 用。 表 6.3.4 喷射混凝土的弹性模量 喷射混凝土强度等级弹性模量（MPa） C202.3104 C252.6104 C302.8104 45 C353.0104 C403.15104 6.3.5喷射钢纤维混凝土或喷射混凝土用于含有大范围粘土的剪切带、高塑性 流变或高应力岩层时，其抗弯强度应不小于表 6.3.5 的规定。 表 6.3.5 喷射混凝土的最小抗弯强度（MPa） 抗压强度等级C30C35C40 抗弯强度 3.84.24.4 6.3.6处于大变形隧洞中的喷锚支护工程，宜采用具有高韧性的喷射钢纤维混 凝土。不同韧性等级的喷射钢纤维混凝土各韧性等级的残余抗弯强度应 不小于表 6.3.6 的规定值。 表 6.3.6 不同韧性等级的喷射钢纤维混凝土的残余抗弯强度 残余抗弯强度（MPa） 变形等级 梁的挠度 （mm） 韧性等级 1韧性等级 2韧性等级 3韧性等级 4 0.51.52.53.54.5 低11.32.33.34.3 普通21.02.13.04.0 高40.51.52.53.5 6.3