1）一般规定
①当边坡工程采用锚杆方案或包含有锚固措施时，应充分考虑锚杆的特性、锚杆与被锚固结构体系的稳定性、经济性以及施工可行性。设计的锚杆必须达到所设计的锚固力要求，防止边坡滑动剪断锚杆。非预应力锚杆长度一般不超过16 m，单锚设计吨位一般为100~400 kN，最大设计荷载一般不超过450 kN。预应力锚杆（索）长度一般不超过50m，单束锚索设计吨位一般为500~2 500 kN，最大设计荷载一般不超过3 000 kN，预应力锚索的间距一般为4~10 m。
②锚杆设计使用年限应与所服务的边坡工程设计使用年限相同，其防腐等级应达到相应的要求。
③遇到边坡变形控制要求严格、边坡在施工期稳定性很差、高度较大的土质边坡采用锚杆支护、高度较大且存在外倾软弱结构面的岩质边坡采用锚杆支护以及滑坡整治采用锚杆支护等情况，宜采用预应力锚杆。
当坡顶边缘附近有重要建（构）筑物时，一般不允许支护结构发生较大变形。此时，采用预应力锚杆能有效控制支护结构及边坡的变形量，有利于建（构）筑物的稳定。对施工期稳定性较差的边坡，采用预应力锚杆减少变形同时增加边坡滑裂面上的正应力及阻滑力，有利于边坡的稳定。
④锚杆的锚固段不应设置在未经处理的有机质土、淤泥质土、液限ωL>50%的土层、松散的沙土或碎石土等岩土层中。
⑤采用新工艺、新材料或新技术的锚杆（索）、无锚固工程经验的岩土层内的锚杆（索）和一级边坡工程的锚杆（索），应根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）附录C规定进行锚杆实验。
⑥锚杆（索）的形式应根据锚固段岩土层的工程特性、锚杆（索）承载力大小、锚杆（索）材料与长度以及施工工艺等因素综合考虑，可按《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）附录D（见表5.18）锚杆选型。
表5.18 锚杆选型
续表
2）锚杆（索）的设计程序
在锚杆（索）设计之前，应查明边坡的地质结构特征和破坏方式，并分析采用锚杆方案的可行性与经济性。锚杆设计计算程序和内容为：计算作用在支挡结构上的侧压力，根据侧压力大小和边坡实际情况选择合理的锚杆形式，确定锚杆数量、布置形式、承载力设计值，计算锚筋截面、选择锚筋材料和数量。在确定锚筋后，按照锚筋承载力设计值进行锚固体设计（包括锚固段长度、锚固体直径、注浆材料和工艺等）。如果采用预应力锚杆，还要确定预应力张拉值和锁定值，并给出张拉程序。最后是进行外锚头和防腐构造设计，并给出施工建议、试验、验收和监测要求。
在《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）规定的锚杆设计顺序及内容如图5.20所示。
3）锚杆（索）设计与计算
（1）锚杆（索）锚固设计荷载的确定
锚杆（索）锚杆锚固设计荷载应根据边坡的推力大小和支护结构的类型综合考虑进行确定。首先应计算边坡的推力或侧压力，然后根据支挡结构的形式，计算该边坡要达到稳定需要锚固提供的支撑力。根据这个支撑力和锚杆数量、布置，便可确定出锚杆（索）锚固荷载的大小，该荷载的大小作为锚筋截面计算和锚固体设计的重要依据。
锚杆（索）轴向拉力设计值可计算为
式中 Na——锚杆所受轴向拉力设计值，kN；
Nak——锚杆所受轴向拉力标准值，kN；
γQ——荷载分项系数，取1.3，当可变荷载较大时，按荷载规范确定，（°）。
《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）规定，锚杆（索）轴向拉力标准值应计算为
式中 Nak——相应于作用的标准组合时锚杆所受轴向拉力，kN；
图5.20 锚杆设计顺序及内容
Htk——锚杆水平拉力标准值；
α——锚杆倾角，（°）。
（2）锚杆（索）钢筋截面积的计算
据所计算出来的锚杆轴向拉力标准值Nak，则可初步计算出锚杆要达到Nak所需的锚筋截面面积。《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）规定，锚杆（索）钢筋截面面积应满足下列公式的要求：
普通钢筋锚固
预应力钢筋锚固
式中 As——锚杆钢筋或预应力锚索截面面积，m2；
fy，fpy——普通钢筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值，kPa；
Kb——锚杆杆体抗拉安全系数，应按表5.19取值，（°）。
表5.19 锚杆杆体抗拉安全系数
（3）锚杆（索）锚固段长度计算
《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）规定，锚杆（索）锚固体与岩土层间的长度应满足
式中 K——锚杆锚固体抗拔安全系数，按表5.20取值；
la——锚杆锚固段长度，m，尚应满足《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）的构造要求；
frbk——岩土层与锚固体极限黏结强度标准值，kPa，应通过试验确定；当无试验资料时可按表5.21、表5.22取值；(https://www.xing528.com)
D——锚杆锚固段钻孔直径，mm。
表5.20 岩土锚杆锚固体抗拔安全系数K
表5.21 岩石与锚固体极限黏结强度标准值frbk
注：1.适用于注浆强度等级为M30。
2.仅适用于初步设计，施工时应通过试验检验。
3.岩体结构面发育时，取表中下限值。
4.岩石类别根据天然单轴抗压强度fr划分：fr<5 MPa，为极软岩；5 MPa≤fr<15 MPa，为软岩；15 MPa≤fr<30 MPa，为较软岩；30 MPa≤fr<60 MPa，为较硬岩；fr≥60 MPa，为坚硬岩。
表5.22 土体与锚固体极限黏结强度标准值frbk
注：1.适用于注浆强度等级为M30。
2.仅适用于初步设计，施工时应通过试验检验。
（4）锚杆（索）杆体与砂浆锚固长度计算
《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）规定，锚杆（索）杆体与砂浆间的锚固长度应满足
式中 la——锚筋与砂浆间的锚固段长度，m；
d——锚筋直径，m；
n——杆体（钢筋、钢绞线）根数，根；
fb——钢筋与锚固砂浆之间的黏结强度标准值，kPa，应由试验确定，当缺乏试验资料时可按表5.23取值。
表5.23 钢筋、钢绞线与砂浆之间的黏结强度设计值fb
注：1.当采用两根钢筋点焊成束的做法时，黏结强度应乘0.85折减系数。
2.当采用3根钢筋点焊成束的做法时，黏结强度应乘0.7折减系数。
3.成束钢筋的根数应不超过3根，钢筋截面总面积应不超过锚孔面积的20%。当锚固段钢筋和注浆材料采用特殊设计，并经试验验证锚固效果良好时，可适当增加锚筋用量。
计算中，永久性锚杆抗震验算时，其安全系数应按0.8折减。
（5）锚杆弹性变形计算
锚杆（锚索的）弹性变形和水平刚度系数应由锚杆抗拔试验确定。当无试验资料时，自由段无黏结的岩石锚杆水平刚度系数Kh及自由段无黏结的土层锚杆水平刚度系数Kt可进行估算，即
式中 Kh——自由段无黏结的岩石锚杆水平刚度系数，kN/m；
Kt——自由段无黏结的土层锚杆水平刚度系数，kN/m；
lf——锚杆无黏结自由段长度，m；
la——锚杆锚固段长度，特指锚杆体与锚固体黏结的长度，m；
Es——杆体弹性模量，kN/m2；
Em——注浆体弹性模量，kN/m2；
Ec——锚固体组合弹性模量，kN/m2，即
A——杆体截面面积，m2；
Ac——锚固体截面面积，m2；
α——锚杆倾角，（°）。
自由段无黏结的非预应力岩石锚杆的受拉变形基本上是自由段钢筋的弹性变形。其水平变形可计算为
式中 δh——锚杆水平变形，m；
Hik——锚杆所受水平拉力标准值，kN；
Kh——锚杆水平刚度系数，kN/m。
预应力岩石锚杆和全黏结岩石锚杆可按刚性拉杆考虑。
锚杆设计宜先按式（5.20）和式（5.21）计算所用锚杆钢筋的截面积，选择每根锚杆实配的钢筋根数、直径和锚孔直径，再用选定的锚孔直径按式（5.22）确定锚固体长度la。此时，锚杆（索）承载力极限值N=As fy（As fpy）或πDfrbki la的较小值。然后再用选定的锚杆钢筋面积按式（5.22）和式（5.23）确定锚杆杆体的锚固长度la。
锚杆杆体与锚固体材料之间的锚固力一般高于锚固体与土层间的锚固力。因此，土层锚杆锚固段长度计算结果一般均由式（5.22）控制。
极软岩和软质岩中的锚固破坏一般发生于锚固体与岩层之间，硬质岩中的锚固端破坏可发生在锚杆杆体与锚固体材料之间。因此，岩石锚杆锚固段长度应分别按式（5.22）和式（5.23）计算，取其中大值。
表5.23主要根据重庆及国内其他地方的工程经验，并结合国外有关标准而定；表5.24数值主要参考现行国家标准《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB 50086—2015）及国外有关标准确定。锚杆极限承载力标准值由基本试验确定，对于二、三级边坡工程中的锚杆，其极限承载力标准值也可由地层与锚固体黏结强度标准值与其两者的接触表面积的乘积来估算。
自由段作无黏结处理的非预应力岩石锚杆受拉变形主要是非锚固段钢筋的弹性变形，岩石锚固段理论计算变形值或实测变形值均很小。根据重庆地区大量现场锚杆锚固段变形实测结果统计，砂岩、泥岩锚固性能较好，3ϕ25四级精轧螺纹钢，用M30级砂浆锚入整体结构的中风化泥岩中2m时，在600 kN荷载作用下锚固段钢筋弹性变形仅为1mm左右。因此，非预应力无黏结岩石锚杆的伸长变形主要是自由段钢筋的弹性变形。其水平刚度可近似按式（5.24）估算。
自由段无黏结的土层锚杆主要考虑锚杆自由段和锚固段的弹性变形。其水平刚度系数可近似按式（5.25）估算。
预应力岩石锚杆由于预应力的作用效应，锚固段变形极小。当锚杆承受的拉力小于预应力值时，整根预应力岩石锚杆受拉变形值都较小，可忽略不计。全黏结岩石锚杆的理论计算变形值和实测值也较小，可忽略不计，故可按刚性拉杆考虑。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
