4.6 设 计
Ⅰ 锚杆设置
4.6.1 锚杆的间距与长度应满足锚杆所锚固的结构物及地层整体稳定性的要求。
4.6.2 锚杆锚固段的间距不应小于1.5m，当需锚杆间距小于1.5m时，应将相邻锚杆的倾角调整至相差3°以上。
4.6.3 锚杆与相邻基础或地下设施间的距离应大于3.0m。
4.6.4 锚杆的钻孔直径应满足锚杆抗拔承载力和防腐保护要求，压力型或压力分散型锚杆的钻孔直径尚应满足承载体尺寸的要求。
4.6.5 锚杆锚固段上覆土层厚度不宜小于4.5m，锚杆的倾角宜避开与水平面成—10°～＋10°的范围，10°范围内锚杆的注浆应采取保证浆液灌注密实的措施。
Ⅱ 锚杆设计
4.6.6 预应力锚杆的拉力设计值可按下列公式计算：
式中：Nd——锚杆拉力设计值(N)；
Nk——锚杆拉力标准值(N)；
γw——工作条件系数，一般情况取1.1。
4.6.7 预应力锚杆结构的设计计算，应包括下列内容：
1 锚杆筋体的抗拉承载力计算；
2 锚杆锚固段注浆体与筋体、注浆体与地层间的抗拔承载力计算；
3 压力型或压力分散型锚杆，尚应进行锚固注浆体横截面的受压承载力计算。
4.6.8 锚杆或单元锚杆杆体受拉承载力应符合下列规定并应满足张拉控制应力的要求：
1 对于钢绞线或预应力螺纹钢筋应按下式计算：
2 对于普通钢筋应按下式计算：
式中：Nd——锚杆拉力设计值(N)；
fpy——钢绞线或预应力螺纹钢筋抗拉强度设计值(N／mm2)；
fy——普通钢筋抗拉强度设计值(N／mm2)；
As——预应力筋的截面积(mm2)。
4.6.9 锚杆预应力筋的张拉控制应力σcon应符合表4.6.9的规定：
表4.6.9 锚杆预应力筋的张拉控制应力σcon
4.6.10 锚杆及单元锚杆锚固段的抗拔承载力应按下列公式计算，锚固段的设计长度应取设计长度的较大值：
式中：Nd——锚杆或单元锚杆轴向拉力设计值(kN)；
La——锚固段长度(m)；
fmg——锚固段注浆体与地层间极限粘结强度标准值(MPa或kPa)，应通过试验确定，当无试验资料时，可按表4.6.10取值；
f′ms——锚固段注浆体与筋体间粘结强度设计值(MPa)，可按本规范表4.6.12取值；
D——锚杆锚固段钻孔直径(mm)；
d——钢筋或钢绞线直径(mm)；
K——锚杆段注浆体与地层间的粘结抗拔安全系数，按本规范表4.6.11取值；
ξ——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0.70～0.85；
ψ——锚固段长度对极限粘结强度的影响系数，可按本规范表4.6.13选取；
n——钢筋或钢绞线根数。
表4.6.10 锚杆锚固段注浆体与周边地层间的极限粘结强度标准值(N／mm2)
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，灌浆体采用一次注浆；若对锚固段注浆采用带袖阀管的重复高压注浆，其极限粘结强度标准值可显著提高，提高幅度与注浆压力大小关系密切。
2 N值为标准贯入试验锤击数。
4.6.11 锚杆锚固段注浆体与周边地层间的粘结抗拔安全系数，应根据岩土锚固工程破坏后的危害程度和锚杆的服务年限，按表4.6.11确定。
表4.6.11 锚杆锚固段注浆体与地层间的粘结抗拔安全系数
注：蠕变明显地层中永久锚杆锚固体的最小抗拔安全系数宜取3.0。
4.6.12 锚杆锚固段灌浆体与杆体间的粘结强度设计值可按表4.6.12取值。
表4.6.12 锚杆锚固段灌浆体与杆体间粘结强度设计值(MPa)
4.6.13 锚杆锚固段长度对粘结强度的影响系数ψ应由试验确定，无试验资料时，可按表4.6.13取值。
表4.6.13 锚固段长度对粘结强度的影响系数ψ建议值
4.6.14 根据地层条件，锚杆的锚固段长度尚应符合以下规定：
1 拉力型或压力型锚杆的锚固段长宜为3m～8m(岩石)和6m～12m(土层)。
2 压力分散型与拉力分散型锚杆的单元锚杆锚固段长宜为2m～3m(软岩)和3m～6m(土层)。
4.6.15 压力及压力分散型锚杆锚固段注浆体承压面积应按下式验算：
式中：Nd——锚杆或单元锚杆轴向拉力设计值；
Ap——锚杆承载体与锚固段注浆体横截面净接触面积；
Am——锚固段注浆体横截面积；
η——有侧限锚固段注浆体强度增大系数，由试验确定；
fc——锚固段注浆体轴心抗压强度设计值。
4.6.16 锚杆的自由段穿过潜在滑裂面的长度不应小于1.5m。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。
Ⅲ 注浆体和传力结构
4.6.17 预应力锚杆锚固段注浆体的抗压强度，应根据锚杆结构类型与锚固地层按表4.6.17确定。
表4.6.17 预应力锚杆锚固段注浆体强度
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 传力结构混凝土强度等级不应低于C25。
Ⅳ 初始预加力的确定
4.6.20 预应力锚杆初始预加力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，初始预加力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，初始预加力值宜为锚杆拉力设计值的0.70倍～0.85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，初始预加力宜为拉力设计值的0.5倍～0.6倍；
4 对用于特殊地层或被锚固结构有特殊要求的锚杆，其初始预加力可根据设计要求确定。