囊式扩体锚杆技术标准.docx
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囊式扩体锚杆技术标准
中国工程建设协会标准
编号：
备案号：
囊式扩体锚杆技术标准
Technicalcodeforunder-reamedgroundanchorswithcapsule
（征求意见稿）
2019-**-**发布2019-**-**实施
中国工程建设标准化协会发布
中国工程建设协会标准
囊式扩体锚杆技术标准
Technicalcodeforunder-reamedgroundanchorswithcapsule
编号：
备案号：
批准部门：
中国工程建设标准化协会
施行日期：
2019年**月**日
前言
根据中国工程建设标准化协会（2017）建标协字第[2017]031号文《关于印发中国工程建设标准化协会2017年第二批标准制、修订项目计划的通知》要求，标准编制组经过广泛调查研究，认真总结工程经验，参考有关国际先进标准，结合我国岩土锚固行业实际情况，并在广泛征求意见的基础上，编制了本标准。
囊式扩体锚杆是一种安全可靠、技术先进、经济适用的岩土锚固技术。
近10年来，囊式扩体锚固技术已在全国10多个省市自治区推广应用，成功运用于建筑结构抗浮、深基坑支护、基础锚固和边坡防护等工程中，解决了我国岩土锚固工程中遇到的技术难题，填补了我国高承载、耐腐蚀扩体锚固技术的空白，节约了建筑材料资源、降低了工程建设成本、促进了环境保护。
本标准分为11章及6个附录，主要技术内容包括：
1.总则；2.术语和符号；3.基本规定；4.锚杆构造；5.锚杆设计；6.基坑及边坡锚固；7.基础结构锚固；8.抗浮结构锚固；9.锚杆施工；10.锚杆试验；11.质量检验与验收。
根据国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》，现批准协会标准《囊式扩体锚杆技术标准》，编号为CECSXXX：
2019，推荐给工程建设的设计、施工和使用单位采用。
本标准由中国工程建设标准化协会地基基础专业委员会CECS/TC27归口管理，由中冶建筑研究总院有限公司负责具体技术内容的解释。
在本标准执行过程中如有意见或建议，请寄送中冶建筑研究总院有限公司（地址：
北京市海淀区西土城路33号，邮编：
100088），以供今后修订时参考。
本标准主编单位：
中冶建筑研究总院有限公司
建研地基基础工程有限责任公司
本标准参编单位：
中国铁道科学研究院
中国水利水电科学研究院
中国京冶工程技术有限公司
中冶京诚工程技术有限公司
中国施工企业管理协会
哈尔滨工业大学
同济大学
中国铁路设计集团有限公司
北京建工集团有限责任公司
国核电力规划设计研究院有限公司
宁夏城建设计研究院有限公司
深圳市工勘岩土集团有限公司
江苏省建筑科学研究院有限公司
浙江坤德创新岩土工程有限公司
山东威建岩土科技有限公司
冀北中原岩土工程有限公司
宁夏夯中岩土工程有限公司
无锡市安曼工程机械有限公司
本标准主要起草人：
刘钟、杨生贵、徐祯祥、郭钢、张义、高文生、刘波、李绪华、
杨松、付文光、范景伦、汤爱平、赖允瑾、王玉杰、李虹、李士锋、
杨道鹏、刘振华、孙涛、张建新、王稳、金永彬、吴畏、张楚福、
吕美东、邢占东、岳霞、张延记、顾建新、万广达、吴新明、屠德钢、
高彬
本标准主要审查人：
Contents
4.4JointWaterproofingbetweenSlabandAnchor19
5.3CheckonBearingCapacityofAnchor27
5.4InitialPrestressofAnchor28
1总则
1.0.1为了保证囊式扩体锚杆工程的设计与施工规范化，符合安全适用、技术先进、经济合理、确保质量与保护环境的要求，制定本标准。
1.0.2本标准适用于基坑与边坡锚固、基础结构锚固、抗浮结构锚固等工程的囊式扩体锚杆的设计、施工、试验、检验与验收。
1.0.3囊式扩体锚杆工程的设计与施工应做好岩土工程勘察，正确有效地利用岩土体的自身强度与自稳能力，重视地方经验与工程条件，因地制宜，优化设计，节约资源，保护环境，加强施工质量控制与管理。
1.0.4囊式扩体锚杆工程的设计、施工、试验、检验与验收，除应执行本标准外，尚应符合现行国家与行业有关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1岩土锚杆groundanchor
安设于岩土地层中的受拉杆件及其体系，一般可分为预应力锚杆与非预应力锚杆。
2.1.2囊式扩体锚杆under-reamedgroundanchorwithcapsule
采用机械铰刀或高压喷射等方法在锚孔底部对岩土体进行切割扩孔与注浆，并向锚孔内安放带有膨胀挤压筒的锚杆杆体并对囊袋进行浆液定量有压灌注，形成底部具有大直径扩体锚固段的锚杆。
2.1.3预应力锚杆prestressedanchor
在岩土地层中设有锚筋自由段并施加预应力的锚杆。
2.1.4非预应力锚杆non-prestressedanchor
在岩土地层中不设锚筋自由段且不施加预应力的锚杆。
2.1.5膨胀挤压筒deviceofexpandablecapsule
可控折叠膨胀的全密封囊式筒形装置。
2.1.6杆体anchortendonwithcapsule
由锚筋、套管、防腐保护体、膨胀挤压筒、对中隔离支架等组装而成的杆状部件。
2.1.7锚筋自由段长度freetendonlength
锚杆锚筋的无粘结段长度。
2.1.8细孔锚固段fixedanchorlength
借助注浆材料形成能够将拉力传递到周围岩土体的、保持原状细孔形态且未被扩大的锚固段。
2.1.9扩体锚固段fixedunder-reamedanchorlength
通过机械铰刀或高压喷射方法在锚孔底部对岩土体切割后形成较大直径的锚孔段，并由膨胀挤压筒及水泥浆体或水泥砂浆体填充的、能够将拉力传递到周围岩土体的大直径锚固段。
2.1.10外锚头anchorhead
锚杆杆体出露于锚孔口以外连接外部承载构件的外端头及其连接件，其能够将拉力由杆体传递到地层面或支承结构面。
2.1.11永久性锚杆permanentanchor
长久地为被锚固结构提供锚固功能的锚杆，其使用年限不低于被锚固结构的设计使用年限。
2.1.12临时性锚杆temporaryanchor
用于临时性锚固结构的锚杆，其设计使用年限一般不超过2年。
2.1.13可回收囊式扩体锚杆removableunder-reamedanchorwithcapsule
当使用功能完成后能够拆除筋体的囊式扩体锚杆。
2.1.14压力型囊式扩体锚杆compressiontypeunder-reamedanchorwithcapsule
将拉力直接传递到杆体扩体锚固段末端，且使扩体锚固段注浆体处于受压状态的囊式扩体锚杆。
2.1.15锚孔注浆boreholegrouting
为形成锚固段而进行的锚孔内浆液有压灌注。
2.1.16囊袋注浆capsulegrouting
为使膨胀挤压筒膨胀而向囊袋内部进行的浆液定量有压灌注。
2.1.17锚孔补浆postgrouting
在囊袋定量有压注浆完成后，为置换囊袋以上锚固段内的水泥土浆而进行的水泥浆有压灌注。
2.1.18二次高压注浆secondarygrouting
采取特殊注浆装置，在锚固段注浆体达到一定强度后，能够再次对锚固段注浆体周围岩土地层进行的有序高压劈裂注浆。
2.1.19锚杆极限抗拔承载力ultimateloadholdingcapacityofanchor
锚杆在轴向拉力作用下，锚固体周围岩土体达到破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大轴向拉力值。
2.1.20锚杆抗拔承载力特征值workingloadofanchor
锚杆极限抗拔承载力标准值除以抗拔安全系数后的抗拔力值。
2.1.21锚杆轴向拉力标准值proofloadofanchor
荷载标准组合时作用于锚杆的轴向拉力值。
2.1.22锚杆轴向拉力设计值designloadofanchor
锚杆轴向拉力标准值乘以荷载分项系数与重要性系数后的锚杆轴向拉力值。
2.1.23锁定荷载lockoffload
预应力锚杆张拉锁定作业完成时，立即作用于外锚头的荷载，即在锚筋上产生的初始持有拉力。
2.2符号
2.2.1材料性能
fpy
——
预应力螺纹钢筋或钢绞线的抗拉强度设计值；
fptk
——
预应力筋极限强度标准值；
fpyk
——
预应力螺纹钢筋屈服强度标准值；
fcu,k
——
囊内注浆体的立方体抗压强度标准值；
ft
——
混凝土轴心抗拉强度设计值；
kT
——
锚杆的轴向刚度系数；
Es
——
锚筋的弹性模量。
2.2.2岩土体物理力学参数
γ
——
岩土体的重度；
γ’
——
岩土体的有效重度；
K0
——
岩土体的静止土压力系数；
KP
——
岩土体的被动土压力系数；
Ka
——
岩土体的主动土压力系数；
c
——
岩土体的粘聚力；
φ
——
岩土体的内摩擦角；
ξ
——
扩体锚固段前端岩土体的反映挤密效应的侧压力系数；
Ni
——
计算第i岩土层的未经修正的标准贯入试验锤击数；
N
——
岩土层未经修正的标准贯入试验锤击数；
cu
——
扩体锚固段周边土层的不排水抗剪强度平均值；
cub
——
扩体锚固段前端面附近土体的不排水抗剪强度。
2.2.3作用与作用效应
Nd
——
轴向拉力设计值；
Nk
——
按荷载标准组合计算的轴向拉力标准值；
Nd’
——
局部受压面上作用的局部压力设计值；
Fk
——
挡土结构水平支点力标准值；
Nik
——
荷载效应标准组合下，锚杆基础中第i根锚杆的轴向拉力标准值；
Tk
——
荷载效应标准组合下，作用在基础顶面的竖向力；
Q
——
荷载效应标准组合下，作用在基础上的力；
Gjk
——
抗浮计算单元内参与抗浮的结构恒载；
Gtk
——
抗浮计算单元内参与抗浮的基础底板以上的岩土体有效重量；
Gk
——
基础及上覆土自重标准值；
Mxk、Myk
——
荷载效应标准组合下，作用在基础底面形心的力矩；
Pwk
——
作用于抗浮计算单元基础板底面的地下水浮力标准值；
Pw
——
结构底板抗冲切计算中，作用于冲切破坏锥体底面上的地下水浮力标准值；
Wi
——
抗浮区域内锚固范围内的岩土体有效重量。
2.2.4抗力
Ra
——
锚杆抗拔承载力特征值；
Rai
——
第i根锚杆的抗拔承载力特征值；
Ruk
——
锚杆极限抗拔承载力标准值；
Rsl
——
细孔锚固段的极限侧摩阻力；
RsL
——
扩体锚固段的极限侧摩阻力；
Rsd
——
扩体锚固段前端面的极限端承力。
2.2.5几何参数
d
——
细孔段直径；
D
——
扩体锚固段直径；
Ld
——
细孔锚固段长度；
LD
——
扩体锚固段长度；
As
——
钢筋或钢绞线的横截面积；
AP
——
注浆体受压净面积；
α
——
锚杆倾角；
β
——
边坡滑动面倾角；
Lf
——
锚杆自由段长度；
h1
——
锚杆孔口至基坑底的距离；
h2
——
净土压力零点（主动土压力等于被动土压力）至基坑底的距离；
s
——
锚杆间距；
Lft
——
杆体的计算自由段长度；
xi、yi
——
锚杆i至基础底面形心的y轴、x轴的距离；
B0
——
锚杆力作用的力臂；
A0
——
抗浮计算单元的面积；
βh
——
结构底板抗冲切计算中的截面高度影响系数；
um
——
结构底板抗冲切计算中的计算截面周长；
h0
——
结构底板抗冲切计算中的截面有效高度；
h
——
扩体锚固段上覆岩土体的厚度。
2.2.6计算系数及其他
K
——
锚杆抗拔安全系数；
γ0
——
锚固或支护结构的重要性系数；
γF
——
荷载效应标准组合的综合分项系数；
fmg1
——
细孔锚固段注浆体与岩土体之间的极限粘结强度标准值；
fmg2
——
扩体锚固段注浆体与岩土体之间的极限粘结强度标准值；
pD
——
静力分析法中的扩体锚固段前端面岩土体作用于扩体锚固段的极限端阻强度标准值；
qp
——
经验参数计算法中的扩体锚固段前端面岩土体对扩体锚固段的极限端阻力标准值；
αd、αD
——
基于标贯击数的极限侧粘结强度标准值的经验换算系数；
αe
——
基于标贯击数的极限端阻力标准值的经验换算系数；
ca
——
细孔锚固段周边岩土层与细孔锚固段之间的极限粘结强度；
η
——
有侧限围压的扩体锚固段注浆体抗压强度增大系数；
σcon
——
锚杆预应力筋的张拉控制应力；
n
——
锚杆根数；
KQ
——
抗倾覆安全系数；
Kd
——
架空输电线塔基础锚杆抗拔承载力安全系数；
Kτ
——
基础底面的抗剪切安全系数；
KF
——
抗浮稳定安全系数；
f
——
基础底面的摩擦系数；
a
——
蠕变率。
3基本规定
3.1一般规定
3.1.1岩土锚固工程设计前，应根据岩土工程勘察报告、工程条件与要求，对采用囊式扩体锚杆的工程安全性、耐久性、经济性及施工可行性作出评估和判断。
3.1.2锚杆工程的设计使用年限不应低于主体结构或锚固结构的设计使用年限，锚固结构的构造节点、防腐及防水设计除应符合本标准外，尚应符合现行国家与行业标准的有关规定。
3.1.3锚杆工程的设计与施工方案应依据荷载分布与大小、锚固结构与主体结构形式、结构受力与变形要求、地质条件、场地条件、环境条件、地区经验等因素综合确定。
3.1.4永久性锚杆的扩体锚固段不宜设置在下列土层中：
1有机质土、泥炭质土或泥炭土；
2淤泥或液限WL>50%的淤泥质土；
3相对密实度Dr≤0.2或标准贯入试验锤击数N≤5的松散砂土或软弱填土。
3.1.5永久性锚杆的扩体锚固段设置在有机质土层、液限WL>50%的黏土层、塑性指数Ip>20的黏土层、相对密实度Dr≤0.2的松散砂土层等可能产生蠕变的土层时，应进行锚杆基本试验及蠕变试验；对应用于其他特殊性地层时尚应进行专项试验与技术研究。
3.1.6锚杆工程的设计应包括锚杆的结构选型、结构构造、承载力计算以及锚固结构的整体稳定性验算，并应在设计文件中对膨胀挤压筒的质量检验、施工工艺、施工参数、锚杆试验与质量验收提出明确要求。
3.2基本资料
3.2.1囊式扩体锚杆工程的设计与施工应根据工程的不同需要分别搜集场地环境条件、地质条件、施工条件、支护结构设计方案、基础结构设计方案、挡土结构施工图、地下结构施工图及基础施工图等资料。
3.2.2基本资料根据工程的不同需要应包括下列内容：
1岩土工程勘察报告应提供各岩土层的岩性分类、岩土指标、地下水类型与分布、抗浮设防水位、地下水与岩土层的腐蚀性、抗震设防烈度与标准，以及锚固地层对施工方法的适应性等岩土工程条件；
2环境条件应包括场地地形地貌、建设红线范围、地下管线和地下构筑物的分布与埋深，邻近建构筑物的基础形式与埋深，以及施工用水、电、材料的供给条件；
3建构筑物的总平面布置图，建构筑物的荷载类型、安全等级与使用条件；
4支护结构与基础结构的型式、尺寸、标高，作用于被锚固结构的轴向力、力矩及荷载作用效应组合类型等；
5地下结构的柱网布置、锚杆布置与基础底板的计算关系、基础底板的配筋与厚度、防水板类型与板顶面的建筑面层要求；
6施工现场的施工装备与机具、进出场条件、锚杆施工与结构施工的配合顺序等。
3.3岩土工程勘察要点
3.3.1拟采用囊式扩体锚杆工程的场地应进行岩土工程勘察和现场调查，勘察与调查工作应综合考虑锚固工程要求、建构筑物结构类型、岩土工程条件，以及锚固工程的安全性、耐久性、经济性以及施工条件等影响因素。
3.3.2工程设计与施工资料调查与搜集应包括下列内容：
1工程的环境条件、气候条件、地表水系状态、周围土地利用与规划情况，以及与工程相关的法律法规；
2邻近场地的交通设施、地下管线、地下建构筑物分布和埋深，相邻建构筑物现状、基础型式与埋深，水、电、气、通信线路等工程场地资料；
3场地的地形地貌、山体滑坡及挖填方记录，对边坡锚固工程应调查分析地质变迁与人类活动对边坡稳定性的影响；
4拟建建构筑物的平面布置图、基础或地下室的平面图与剖面图、山体护坡方案、基坑支护方案、结构抗浮方案、结构物锚固方案等设计资料；
5施工机械的设备技术参数、动力条件、施工条件与方案等施工资料；
6施工场地与相邻建筑地界的距离，建设红线位置，采用可回收囊式扩体锚杆的可行性；
7当地已有锚杆工程项目的设计方案、施工方法及工程经验。
3.3.3岩土工程勘察应查明工程场地的工程与水文地质条件，主要包括下列内容：
1依据地貌单元、地层时代与地层岩性组合三大要素进行工程地质勘察，确定岩土地层划分与分布、岩土体特性、岩土体化学稳定性及腐蚀性；
2场地地质构造应包括地层断裂构造与破碎带的位置、规模与力学属性，岩体结构类型、风化等级与程度，软弱夹层的变形特性与抗剪强度；
3岩土层的岩土重度、抗剪强度指标，标准贯入试验与静力触探试验等原位试验数据，锚固地层的岩土体结构与整体稳定性，锚固地层对施工方法的适应性；
4地下水的类型与分布，主要含水层的分布、厚度、埋深，地下水位、补给排泄条件、渗透系数、水质及腐蚀性；
5抗浮锚固工程应提供抗浮设防水位，抗浮设防水位应结合区域自然条件、地表水体、地质构造、历史记录、现场实测水位、使用期内地下水位动态预测以及建构筑物埋置深度等因素综合确定；
6边坡防护工程应给出边坡可能的破坏形式与稳定性评价，对于地质环境条件复杂、稳定性较差的大型边坡宜在岩土工程勘察阶段开始进行山体变形以及地下水位动态监测；
7当锚杆用于线状、分布式点状或分区工程结构锚固时，应分点、分线或分区进行岩土工程勘察；
8应提供锚固工程及其施工可行性建议。
4锚杆构造
4.1结构构造
4.1.1囊式扩体锚杆的结构构造应包括外锚头、台座、杆体、对中隔离支架、细孔锚固段、扩体锚固段、膨胀挤压筒、承载盘和注浆体。
锚杆分为压力型囊式扩体锚杆与拉压型囊式扩体锚杆，按照受力锚筋的不同类型还可以分为预应力螺纹钢筋囊式扩体锚杆与钢绞线囊式扩体锚杆（图4.1.1）。
（a）预应力螺纹钢筋囊式扩体锚杆（b）钢绞线囊式扩体锚杆
图4.1.1囊式扩体锚杆的结构构造示意图
1—膨胀挤压筒；2—钢筋锚具；3—囊内注浆体；4—锚孔注浆体；5—预应力螺纹钢筋；6—承压板；
7—外锚具外罩；8—无粘结钢绞线；9—钢绞线锚具；10—过渡管；11—锚座
4.1.2膨胀挤压筒装置（图4.1.2）应由可折叠膨胀囊袋、上套筒组件与下套筒组件、内注浆管、隔离支撑管、承载盘、单向注浆阀、抽气检测阀、控压排气阀和导向帽等必备组件构成；作为高承载囊式扩体锚杆核心装置的膨胀挤压筒尚应符合本标准第4.1.3条的结构功能的规定。
（a）锚筋为预应力螺纹钢筋
（b）锚筋为预应力钢绞线
图4.1.2膨胀挤压筒的结构构造示意详图
1—外注浆管；2—活接头；3—上套筒组件；4—内注浆管；5—单向注浆阀；6—抽气检测阀；
7—可折叠膨胀囊袋；8—钢绞线；9—控压排气阀；10—上盖板；11—隔离支撑管；12—下套筒组件；
13—密封卡箍或抱压箍；14—承载盘；15—挤压锚；16—导向帽；17—预应力螺纹钢筋；18—锁定螺母
4.1.3膨胀挤压筒的各组件应具备下列功能：
1可折叠膨胀囊袋应具有足够的抗拉、抗压、抗刺破、防渗浆等材料功能性要求；
2上下套筒组件应能够为膨胀挤压筒提供固定密封的功能，同时下套筒组件应能够与囊内注浆体共同承担作用于承载盘上的局部压力；
3内注浆管与单向注浆阀应具有向囊袋内进行压力注浆，以及防止水泥浆液从囊袋内回流的止回保压功能；
4抽气检测阀应具有抽气检测并确定膨胀挤压筒密封性能的功能；
5控压排气阀应具有在设定压力下排出囊内气体、保证囊内注浆体充盈度达到设计要求的功能；
6隔离支撑管应具有为膨胀挤压筒提供固定密封的功能，还应具有实现锚筋在施工现场与膨胀挤压筒快速连接装配的功能；
7可回收囊式扩体锚杆应增设机械分离型或U型锚等拆芯机构以及自卸载锚具，拆芯机构与自卸载锚具应具有能够安全便捷地拆除锚筋的功能。
4.2材料
4.2.1囊式扩体锚杆的各部件与使用材料应满足强度、防腐和耐久性的设计要求，各部件还应满足刚度的设计要求。
4.2.2锚杆材料、各部件（含膨胀挤压筒）的质量检验、质量标准与验收标准应执行本标准的规定，且应符合现行国家与行业标准的有关规定。
4.2.3杆体采用钢筋时应符合下列规定：
1宜采用预应力螺纹钢筋，其性能应符合现行国家标准《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T20065与《钢筋混凝土用环氧涂层钢筋》GB/T25826的有关规定；
2预应力螺纹钢筋的连接器应具有不小于钢筋的极限受拉承载力，且连接器的性能应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370的有关规定。
4.2.4杆体采用钢绞线时应符合下列规定：
1钢绞线、环氧涂层钢绞线、无粘结钢绞线应符合现行国家与行业标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224、《环氧涂层七丝预应力钢绞线》GB/T21073、《填充型环氧涂层钢绞线》JT/T737与《无粘结预应力钢绞线》JGJ161的有关规定；
2用于永久性与可回收锚杆的钢绞线应采用无粘结钢绞线或有保护管的钢绞线；
3除非用于修复时，钢绞线不得连接。
4.2.5注浆用水泥应符合下列规定：
注浆用水泥应根据地下水与地基土对建筑材料的腐蚀性与腐蚀等级，按表4.2.5选用水泥品种，选用水泥应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175和《抗硫酸盐硅酸盐水泥》GB748的有关规定。
注浆用水泥的强度等级不应低于42.5。
表4.2.5根据不同腐蚀介质和腐蚀等级可选用的水泥品种
腐蚀等级
腐蚀介质
硅酸盐水泥品种
微腐蚀
—
P·O、P·Ⅰ、P·Ⅱ、P·S、P·F、P·C
弱腐蚀性/中等腐蚀
硫酸盐
P·MSR
强腐蚀性
硫酸盐
P·HSR
注：
1地下水或地基土腐蚀等级按《岩土工程勘察规范》GB50021划分；
2现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175规定的水泥品种代号：
P·O——普通硅酸盐水泥
P·Ⅰ、P·Ⅱ——硅酸盐水泥
P·S——矿渣硅酸盐水泥
P·F——粉煤灰硅酸盐水泥
P·C——复合硅酸盐水泥
3现行国家标准《抗硫酸盐硅酸盐水泥》GB748规定的水泥品种代号：
P·MSR——中抗硫酸盐硅酸盐水泥
P·HSR——高抗硫酸盐硅
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