9.2.1  锚拉桩(墙)结构应按下列规定进行设计计算和验算：

    1  支护结构计算应符合下列规定：

        1)应考虑整个施工过程中，包括开挖和回筑各工况的结构内力计算，应包括桩(墙)内力、锚杆腰梁内力、锚杆拉力等，需拆除锚头或采用可拆芯式锚杆，应进行拆锚阶段结构验算；

        2)对支护结构有变形限制的一、二级基坑，应进行桩(墙)的水平变形计算；

        3)当锚杆倾角大于30°时，应对锚下结构竖向抗力及桩墙结构竖向承载力进行验算。

    2  基坑稳定性验算应包括下列内容：

        1)当基坑底有软土时，应进行坑底土抗隆起稳定验算；

        2)支护结构抗倾覆稳定验算；

        3)整体稳定验算；

        4)抗渗流稳定验算。

    3  周边环境变形控制计算应包括下列内容：

        1)由于抽降地下水引起的地层固结沉降计算；

        2)由于基坑开挖引起的地层沉降及水平位移计算。

9.2.2  锚杆刚度系数宜由锚杆基本试验确定，当无试验资料时，锚杆刚度系数及支护结构水平支点刚度系数可按下列公式计算：

    式中：kT——锚杆的刚度系数(kN／m)；

          kH——支护结构水平支点刚度系数(kN／m／m)；

          E——锚杆杆体的弹性模量(kN／m2)；

          A——锚杆杆体的横断面面积(m2)；

          Lft——锚杆杆体计算自由长度(m)，对于拉力型锚杆取其自由段与1／3锚固段长度之和，对于荷载分散型锚杆取最前端的单元锚杆杆体的非粘结长度；

          s——锚杆间距(m)；

          θ——锚杆的倾角(°)。

9.2.3  支护结构的计算应按基坑工程施工及使用过程中的最不利内力考虑并应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。

9.2.4  支护结构设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010及现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定，结构设计计算应采用荷载基本组合，并应按下式计算：

    式中：Sd——支护结构的内力设计值(kN)；

          Sk——支护结构的内力标准值(kN)。

9.2.5  锚杆拉力标准值应根据支护结构水平支点力，并应按下式计算：

    式中：Nk——锚杆拉力标准值(kN)； 

          Fk——挡土结构支点力标准值(kN／m)；

          s——锚杆水平间距(m)；

          θ——锚杆的倾角(°)。

9.2.6  锚杆拉力设计值，锚杆锚固段长度、直径及杆体截面计算应符合本规范第4.6节的有关规定。

9.2.7  锚杆自由段长度应超过潜在滑裂面不小于1.5m，且不宜小于5m，滑裂面位置应根据整体稳定计算确定。初步设计时，锚杆自由段长度可按下式计算(图9.2.7)：

    式中：Lf——锚杆自由段长度(m)；

          b——排桩或地下连续墙与腰梁的总厚度(m)；

          θ——锚杆的倾角(°)；

          s1——锚杆的锚头中点至基坑底面的距离(m)；

          s2——基坑底面至排桩或地下连续墙嵌固段土压力为零点O的距离，反弯点也可近似采用土压力为零的点；

          ——O点以上各土层按土层厚度加权的内摩擦角平均值(°)。

图9.2.7  锚杆自由段长度计算简图 

1-排桩或地下连续墙；2-锚杆

9.2.8  支护结构的整体稳定性验算(图9.2.8)可采用条分法按下式进行验算，其中，地下水位以下，土的抗剪强度采用有效应力指标c′和φ′；抗滑力计算(分子部分)△Gi采用有效重度，下滑力计算(分母部分)△Gi采用饱和重度。

    式中：K——整体滑动稳定安全系数，Ⅰ级基坑为1.3，Ⅱ级基坑为1.25，Ⅲ级基坑为1.2；

          ci——第i土条滑弧面上土层的粘聚力；

          i——第i土条滑弧面上土层的内摩擦角；

          li——第i土条滑弧面上的弧长；

          qi——作用在第i土条上的附加分布荷载值；

          bi——第i土条的宽度；

          △Gi——第i土条的天然重力，地下水位以下土条重力计算应采用浮重度；

          θi——第i土条的滑弧面中点处的切线与水平面的夹角；

          Td,j——第j个支点的锚杆受拉承载力设计值；

          αj——第j个支点的锚杆与水平面的夹角；

          sj——第j个支点的锚杆的水平间距；当支点两侧的水平间距不同时，取s＝(s1＋s2)／2，此处s1与s2分别为该支点与相邻两支点的间距。

图9.2.8  基坑整体稳定性验算

9.2.9  当有地下水作用时，锚拉桩(墙)支护整体稳定性验算应在本规范公式(9.2.9)分母项中加入由地下水压力对圆弧滑动体圆心的滑动力矩Mw，Mw可按下式计算：

    式中：γw——水重度；

          hw——基坑底以上水头高度；

          ld——桩(墙)埋深；

          ho——滑弧圆心点至桩顶平面的垂直距离。

9.2.10  支护结构中的锚杆布置应符合下列规定：

    1  锚杆水平间距不宜小于1.5m，当小于1.5m时，应按本规范第4.6.2条的规定处理；

    2  多排锚杆竖向间距不宜小于2.0m；

    3  锚杆的倾角宜取15°～45°；

    4  基坑开挖面向坑内凸出的阳角区域应适当增加锚杆自由段长度，调整锚杆水平角度，将锚杆锚固段置于稳定的地层；

    5  无法设置锚杆的区域可用支撑体系代替，基坑阴角区域可用水平角撑取代锚杆，但支撑两端应有可靠的约束条件，支撑体系应满足稳定及受力要求，并应与锚杆体系变形协调；

    6  相邻基坑的两个开挖面水平距离不远、锚杆锚固段重合时，可采用对拉锚杆支护。

9.2.11  锚拉桩支护中的腰梁应根据实际的约束条件按连续梁或简支梁计算，腰梁荷载应取锚杆的拉力设计值。

9.2.12  腰梁的设计尚应符合下列规定：

    1  腰梁可采用钢筋混凝土梁或型钢组合梁；

    2  钢筋混凝土腰梁宜采用斜面与锚杆轴线垂直的梯形截面或仅在锚头局部留斜面的矩形截面，混凝土强度等级不宜低于C25；钢筋混凝土腰梁与锚杆锚头的构造设计应符合本规范第G.0.1条的规定；

    3  型钢组合腰梁可选用双槽钢或双工字钢组合，两型钢之间应用缀板焊接为整体构件，其间距(净距)应满足锚杆杆体无阻碍穿过的要求，型钢组合梁应采用楔形钢垫块将型钢组合梁支设成斜面或在锚头局部焊接斜台座保证锚杆轴线与受压面垂直。型钢组合腰梁与锚杆锚头的构造设计应符合本规范第G.0.2条的规定。

9.2.13  腰梁、冠梁外露出的杆体长度应能满足台座尺寸及张拉锁定的要求，宜完整保留和保护。

9.2.14  锚杆锁定拉力应根据锚固地层及支护结构变形控制要求确定，宜取锚杆拉力设计值的0.7倍～0.85倍。