DB42/T 1488-2018 岩石与混凝土自锁锚固技术规程

ICS91.080.40

P25

备案号DB42

湖北省地方标准

DB42/T1488—2018

岩石与混凝土自锁锚固技术规程

Technicalspecificationforbroachingself-lockinganchoragesforrockandconcrete

（报批稿）

2018-12-26发布2019-02-26实施

湖北省住房和城乡建设厅

湖北省市场监督管理局联合发布

DB42/T1488—2018

目次

前言...............................................................................III

引言.................................................................................V

1范围..............................................................................1

2规范引用性文件....................................................................1

3术语、符号........................................................................1

3.1术语............................................................................1

3.2符号............................................................................2

4基本规定..........................................................................3

4.1设计原则........................................................................3

4.2锚杆选型........................................................................4

4.3基材............................................................................4

5材料..............................................................................4

5.1一般规定........................................................................4

5.2锚杆及锚头材料..................................................................5

5.3锚杆孔注浆材料..................................................................5

6设计..............................................................................6

6.1一般规定........................................................................6

6.2岩石基材自锁锚杆设计规定........................................................6

6.3混凝土基材自锁锚杆设计规定......................................................7

6.4自锁锚杆承载力估算..............................................................8

6.5构造规定.......................................................................11

7施工.............................................................................11

7.1一般规定.......................................................................12

7.2扩孔自锁锚杆安装...............................................................12

7.3成品保护.......................................................................13

I

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8工程质量检验与验收...............................................................14

8.1工程质量检验....................................................................14

8.2工程验收........................................................................14

附录A（规范性附录）锚杆受拉承载力现场检验方法......................................15

附录B（资料性附录）混凝土浅孔自锁锚杆性能指标.......................................16

附录C（资料性附录）深孔自锁锚杆性能指标.............................................17

附录D（资料性附录）扩孔钻头性能参数................................................18

本规程用词说明.......................................................................19

条文说明.............................................................................20

II

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前言

本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则编写。

请注意本规程的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由湖北省住房和城乡建设厅提出并归口管理。

本标准主要起草单位：武大巨成结构股份有限公司、武汉大学。

本标准参加起草单位：中南建筑设计院股份有限公司、中信建筑设计研究总院有限公司、长江勘测

规划设计研究院、中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司、湖北省电力勘测设计院有限公司。

本标准主要起草人：高作平、周剑波、李霆、李治、陈守祥、吴德绪、徐厚军、谭瑞山、陈明祥、

卢亦焱、何英明、李北星、张畅、张玉峰、周志勇、张可、吴博。

本标准由武大巨成结构股份有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议请寄送

武大巨成结构股份有限公司（地址：武汉市东湖高新技术开发区武大科技园一路4号巨成大厦，邮编：

430223）。

III

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引言

为了使岩石及混凝土扩孔自锁锚杆的设计、施工符合安全适用、技术先进、经济合理、环保技能和

确保质量的要求，制定本规程。

自锁锚固技术的核心部分是扩孔自锁锚杆。扩孔自锁锚杆的施工工艺和锚固原理是：将基材（岩石

或混凝土）上所钻的直孔底部，用特制的扩孔钻头扩成倒锥面或正锥面，然后将一端安装有未张开锚头

的锚杆插入孔底，轴向加压使锚头张开与孔底锥面贴紧，利用锚头与孔壁的机械咬合力（即“自锁”）

和锚杆锚固段注浆后的沿程摩阻力来提供锚固力。

采用扩孔自锁锚杆，使被锚固体与基材连为整体，能充分发挥锚固力大的优势，减小锚固段长度，

且锚固可靠。自锁锚固技术自开发二十年来，在地下工程抗浮、桥台锚固、铁轨锚固、水工结构、风电

基础等很多领域得到应用。对于增加建（构）筑物安全，缩短工期，救灾抢险，节省投资起到了很好的

作用。

作为湖北省首部涉及扩孔自锁锚杆技术的地方规程，本规程旨在为设计人员提供根据工程要求、混

凝土或岩石材料性质、锚杆长度及承载力大小、现场条件和施工方法等因素选择锚杆类型的原则，给出

计算扩孔自锁锚杆承载力的相关参数和计算公式；为施工人员给出操作性强的施工工艺及质量控制要

求；为检测人员提供质量检查和验收的项目内容、方法、合格标准等，使设计、施工、质量检验和验收

各环节都在本规程的指导下进行，确保自锁锚杆工程质量。

为配合规程的编制，主编和参编单位在进行充分的理论研究的基础上，在混凝土基材和岩层承载力

特征值800kPa~1000kPa~1500kPa~4000kPa的不同工程现场作自锁锚杆抗拔试验，所得到的抗拔力均达

到设计值的1.5倍~3倍，试验结果均满足设计要求。

本规程的主要内容有自锁锚杆的类型与选择、材料、设计、施工技术及工程质量检验与验收等方面。

V

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VI

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岩石与混凝土自锁锚固技术规程

1范围

本标准规定了岩石或混凝土自锁锚杆锚固工程的材料、设计、施工及工程质量检验与验收。

本标准适用于以岩石或混凝土为基材的扩孔自锁锚杆的设计、施工与质量验收。

2规范引用性文件

下列文件对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本规程。

GB50007建筑地基基础设计规范

GB50086岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范

GB50330建筑边坡工程技术规范

GB50367混凝土结构加固设计规范

CECS22岩土锚杆（索）技术规程

JGJ145混凝土结构后锚固技术规程

JGJ94建筑桩基技术规范

JGJ120建筑基坑支护技术规程

DB42/203钢筋混凝土结构外粘钢板加固技术规程

3术语和符号

3.1术语

3.1.1基材substrate

承载锚杆的锚固体材料，本规程指岩石或混凝土。

3.1.2扩孔自锁锚杆broachingself-lockinganchorage

利用自锁锚头与基材扩孔壁之间所形成的机械咬合作用来提供锚固力的锚杆。本规程中的“锚杆”，

均指“扩孔自锁锚杆”。对基材为岩石的扩孔自锁锚杆，简称“岩石锚杆”；对基材为混凝土的扩孔自锁

锚杆，简称“混凝土锚杆”。

3.1.3扩孔broaching

利用专用扩孔钻头将直孔内端部或某一部位局部扩大的施工工艺。

3.1.4扩孔钻头broachingdrillbit

在直孔内能通过旋转加压使钻头刀片张开磨削或切割而形成局部扩大孔的钻头。

3.1.5自锁锚头self-lockinganchorhead

安装在扩大孔内，与基材孔壁咬合提供机械锚固力的部件。自锁锚头也称为内锚头。

3.1.6楔缝式内锚头slotandwedgeinsideanchorhead

锚杆端部沿轴向切槽分成多瓣，插入楔块使锚杆端部张开形成锁键的锚头。

3.1.7套筒式内锚头sleeveinsideanchorhead

锚杆端部为正锥体，外套端部沿轴向切缝的套筒，套筒向端部挤压张开形成锁键的锚头。

3.1.8楔块式内锚头wedgeinsideanchorhead

1

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由楔块座、楔块和张开装置组成，张开装置使楔块向外张开形成锁键的锚头。

3.1.9自扩孔自锁锚杆self-broachingself-lockinganchorage

在直孔内直接安装，由锚杆端部的扩孔装置扩孔形成机械咬合作用产生锚固力的锚杆。

3.1.10浅孔自锁锚杆shallowholeself-lockinganchorage

埋植深度小于等于40d的自锁锚杆（d为杆体直径）。

3.1.11深孔自锁锚杆deepholeself-lockinganchorage

埋植深度大于40d的自锁锚杆（d为杆体直径）。

3.1.12多层自锁锚杆multilayerself-lockinganchorage

安装在多层扩孔内，由多层锁键锚固的自锁锚杆。

3.1.13预应力自锁锚杆pressuredself-lockinganchorage

施加预应力的自锁锚杆，由杆体、锚固段、自由段和外锚头组成。

3.2符号

3.2.1材料性能

Es——锚杆杆体材料弹性模量；

fsk——锚杆杆体材料抗拉强度标准值；

frk——岩石饱和单轴抗压强度；

frt——岩石的单轴抗拉强度；

——岩石泊松比；

——岩石摩檫角；

fck——混凝土抗压强度标准值；

fyk、fpvk——普通钢筋、预应力钢筋屈服强度标准值；

fl——基材的局部抗压强度标准值；

fmrk——注浆料与岩石或土层的粘结强度标准值；

fmsk——注浆料与锚杆杆体的粘结强度标准值；

fmck——注浆料与混凝土的粘结强度标准值；

fstk、fstk——普通钢筋、预应力钢筋极限强度标准值；

μ——摩擦系数。

3.2.2几何参数

As——锚杆杆体有效截面面积；

H——锚杆的基本锚固深度；

h——自锁锚头的长度；

r0——张开后的锚头半径；

L——锚杆间距；

Lcr——锚杆群锚影响临界间距；

La——锚固段中的直孔段注浆体长度；

Aln——岩石或混凝土基材局部受压垂直投影面积；

D——直孔孔径；

d——锚杆杆体直径；

da——内锚头扩张前外径；

Du——最大扩孔直径；

m——内锚头个数。

3.2.3作用及效应

2

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Ntk——锚杆承受的轴向拉力标准值；

Nusk——锚杆杆体受拉承载力标准值；

Nuck——基材受拉承载力标准值；

Nuak——锚杆锚固段受拉承载力；

Pt——锚杆预应力张拉值；

NRmin——锚杆极限抗拔力实测最小值；

Nt1k——锚固段中的直孔段注浆料的粘结锚固力标准值；

Nt2k——内锚头的自锁锚固力标准值。

3.2.4计算系数及其它

Ks——锚杆杆体受拉破坏安全系数；

Kr——岩石锥体破坏或锚固段破坏受拉承载力安全系数；

Kc——混凝土锥体破坏或锚固段破坏受拉承载力安全系数；

αl——岩石锚杆围压放大系数；

l——基体内部局部抗压强度提高系数；

——锚杆采用2根或2根以上杆体时，界面的粘结强度降低系数；

ψ——锚固长度对粘结强度的影响系数；

λ——基体受拉破坏锥体斜面上拉应力分布曲线的幂指数；

1——群锚修正系数；

βc——混凝土强度影响系数；

βr——岩石抗压强度影响系数。

4基本规定

4.1设计原则

4.1.1本规程采用以理论分析、试验研究和工程案例为依据，以安全系数为表达形式的极限状态设计

法。

4.1.2根据破坏后的危害程度，扩孔自锁锚杆划分为三个安全等级。设计时应按表4.1.2的规定，采

用相应的安全等级，但不应低于被锚固工程的安全等级。

表4.1.2扩孔自锁锚杆的安全等级

安全等级破坏后的危害程度锚杆类型

Ⅰ危害大，会构成公共安全问题重要的锚杆

Ⅱ危害较大，但不致出现公共安全问题一般的锚杆

Ⅲ危害较轻，不构成公共安全问题次要的锚杆

4.1.3扩孔自锁锚杆承载力应采用下列设计表达式进行验算：

K²Ntk≤Nuk（4.1.3）

式中：

K——锚杆承载力计算安全系数。计算锚杆杆体受拉承载力时取Ks，计算岩石基材锚固段受拉承

载力时取Kr，计算混凝土基材锚固段受拉承载力时取Kc；

Ntk——锚杆承受的轴向拉力标准值，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009和《建筑地基

基础设计规范》GB50007的规定进行计算；当自锁锚杆用于抗浮工程时，Ntk为浮力标准值；

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Nuk——锚杆承载力标准值。对锚杆杆体为Nusk，对基材为Nuck。

4.1.4扩孔自锁锚杆的极限抗拔承载力，除应满足本规程的相关计算规定外，还应经过现场抗拔试验

验证。

4.1.5锚杆设计除应满足承载力要求外，还要求变形不影响结构的正常使用。

4.1.6应根据工程的使用年限，特殊使用环境下的锚杆应采取专门的防护措施。

4.1.7采用扩孔自锁锚杆时，应充分考虑锚杆的特性、锚杆与锚固体的稳定性，以及经济性和施工可

行性。

4.1.8扩孔自锁锚杆用于岩石工程时，设计前应进行包括工程地形、地貌以及周围环境条件（如房屋、

道路、交通、气象等）、施工条件等方面的调查。

4.1.9岩石工程中采用扩孔自锁锚杆时，还应调查下列内容：

1以往的挖方或填方记录；

2临近建筑物的状况及对锚固工程的影响程度；

3地下埋设物。

4.1.10岩石工程中采用扩孔自锁锚杆时，除应查明岩层的工程地质条件和水文地质条件外，还应包括

以下内容：

1岩石的单轴饱和抗压强度、重力密度、抗剪强度等物理力学指标；

2地下水分布情况和孔隙水压力；

3岩石层的地质构造和裂隙；

4岩石层的可钻性、可注性、对施工方法的适应性等；

5岩石层和地下水对锚杆材料的腐蚀性。

4.1.11扩孔自锁锚杆用于混凝土工程时，设计前应确定混凝土强度等级，进行包括锚杆锚入深度影响

范围内混凝土是否有孔洞、疏松、破损、裂缝等缺陷以及钢筋的配置等方面的调查或检测。

4.2锚杆选型

4.2.1本规程适用的扩孔自锁锚杆包括浅孔自锁锚杆、深孔自锁锚杆、多层扩孔自锁锚杆及自扩孔自

锁锚杆四类。

4.2.2选用扩孔自锁锚杆的类型时，应根据工程要求、基材性质、锚杆承载力、锚杆长度、现场条件、

施工方法等因素综合确定。

4.3基材

4.3.1严重裂损混凝土、不密实混凝土、结构抹灰层、装饰层等，均不得作为锚固基材。

4.3.2混凝土基材强度指标及取值应根据现场实测结果按现行国家标准GB50010《混凝土结构设计规

范》确定。

4.3.3锚固对象和岩石基材组成的锚固结构体系应能满足整体稳定性。

5材料

5.1一般规定

5.1.1锚杆和部件采用的材料应满足设计要求。其质量指标及验收标准，除本规程提出的专门要求外，

均应符合国家或行业现行标准的有关规定。

5.1.2锚杆杆体钢筋应符合下列规定：

1普通钢筋的力学性能指标应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢》GB1499和《钢筋混凝土用余

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热处理钢筋》GB13014的规定；预应力螺纹钢筋的力学性能指标应符合现行国家标准《预应力混凝土用

螺纹钢筋》GB/T20065的规定；钢绞线的力学性能指标应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》

GB／T5224的规定。

2锚杆杆体钢筋的强度指标按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定采用。

3钢筋的连接部位应能承受杆体的极限抗拔承载力。

5.1.3锚头可采用铸钢或球墨铸铁一次成型，其外形尺寸应符合设计图纸要求，材质应符合对应牌号

的国家标准。

5.2锚杆及锚头材料

5.2.1楔缝式锚头的锚杆杆体宜采用HRB400级及以上强度等级普通钢筋、精轧螺纹钢；楔块宜采用铸

钢ZG200400，也可采用铸铁HT250350。

5.2.2套筒式锚头的锚杆杆体宜采用高强度预应力钢筋，也宜采用HRB500或HRB400级钢筋；套筒宜采

用Q345级钢；锚杆膨胀锥头可采用Q345级钢或铸钢ZG300400。

5.2.3楔块式锚头的锚杆杆体宜采用高强度预应力螺纹钢筋，也宜采用HRB500或HRB400级钢筋；楔块

宜采用铸钢ZG200400，也可采用铸铁HT250350；楔块座可采用Q345级钢或铸钢ZG300400。

5.2.4杆体材料的选择应考虑锚杆的工作条件和特性。

5.3锚杆孔注浆材料

5.3.1岩石锚杆应采用水泥基注浆材料，混凝土锚杆可采用水泥基注浆材料或合成树脂基注浆材料。

5.3.2水泥基注浆材料宜采用具有可灌注性能好、不泌水、微膨胀、早强、高强特性的水泥基注浆材

料定型产品，水泥基注浆材料的技术指标应符合表5.3.2的要求。水泥基注浆材料拌和时，加水量一般

应按随货提供的产品合格证上的推荐用水量。拌合水宜采用能饮用的自来水或洁净的天然水，不得使用

工业废水、污水、沼泽水和酸性水（PH值小于4）。拌合水的水质应符合现行《混凝土拌合用水标准》

JGJ63的规定。现场使用时，严禁在水泥基注浆材料中掺入任何外加剂、外掺料。

表5.3.2水泥基注浆材料的技术性能要求

项目技术指标检验方法

粒径1.18mm方孔筛筛余/%0JC/T986

初凝/h≥2

凝结时间GB/T50080

终凝/h≤12

初始值/mm≥300

流动度GB/T50448

30min保留值/mm≥270

泌水率/%0GB/T50080

1d/MPa≥20

抗压强度3d/MPa≥40GB/T50448

28d/MPa≥60

3h/%0.1~2

竖向膨胀率1d/%0.2~2GB/T50119

28d/%0.2~2

与钢筋光圆钢筋,28d/MPa≥7.0DL/T5150

粘结强度螺纹钢筋,28d/MPa≥13.0DL/T5150

对钢筋锈蚀作用应说明对钢筋有无锈蚀作用GB8076

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5.3.3水泥基注浆材料亦可采用普通水泥砂浆或水泥浆液，水泥砂浆或水泥浆液的配制应满足要求。

5.3.4合成树脂基注浆材料应满足锚固体强度和耐久性的要求。

5.3.5合成树脂基注浆材料应满足工程施工的要求，包括胶凝时间、养护时间、粘度和储存期要求。

6设计

6.1一般规定

6.1.1扩孔自锁锚杆设计时，应根据锚杆的安全等级控制其破坏形态。对Ⅰ、Ⅱ级安全等级的锚杆，

应控制为锚杆杆体破坏，不应发生基材锥体破坏和锚固段破坏。

6.1.2扩孔自锁锚杆孔内应灌注注浆材料。

6.1.3对被锚固体位移控制要求较高的工程，预应力锚杆施加的预应力锁定拉力宜不小于锚杆拉力设

计值；对被锚固体位移控制要求较低的工程，预应力锚杆施加的预应力锁定拉力宜为锚杆拉力设计值的

0.75～0.90倍。

6.1.4抗震验算时，锚杆承载力标准值应除以承载力抗震调整系数0.8。

6.1.5锚杆体的使用年限应根据建筑物的使用年限、锚固型式等确定。

6.2岩石基材自锁锚杆设计规定

6.2.1岩石基材在承受施工荷载和使用荷载作用时的安全系数Kr，应根据锚杆的安全等级按表6.2.1采

用。

表6.2.1岩石承载力安全系数Kr

安全等级安全系数Kr

Ⅰ2.2

Ⅱ2.0

Ⅲ2.0

注：对锚固在蠕变明显的岩层中的锚杆，最小抗拔安全系数取2.5。

6.2.2锚杆杆体截面受拉承载力安全系数Ks应按表6.2.2确定。

表6.2.2锚杆杆体受拉承载力安全系数Ks

杆体材料永久锚杆

钢绞线、预应力螺纹钢筋1.8

HRB500、HRB400钢筋1.6

6.2.3灌注水泥基注浆材料时，注浆料与锚杆粘结强度标准值fmsk可按表6.2.3确定。

表6.2.3水泥基注浆材料与钢筋的粘结强度标准值fmsk

粘结材料粘结强度标准值(MPa)

水泥砂浆或水泥结石体与钢绞线3.0~4.0

水泥砂浆或水泥结石体与螺纹钢筋2.0~3.0

水泥基注浆材料（定型产品）与螺纹钢筋6.0~8.0

注：水泥砂浆或水泥结石体强度等级为M25～M40，M25取表中下限值，M40取表中上限值，中间可内插。

6

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6.2.4灌注水泥基注浆材料时，注浆料与岩石的粘结强度标准值fmrk可按表6.2.4确定。

表6.2.4水泥基注浆料与岩石的粘结强度标准值fmrk

岩石单轴饱和抗压普通砂浆、水泥浆结石体与岩石水泥基注浆材料（定型产品）与岩

岩石类别

强度值(MPa)粘结强度标准值(MPa)石粘结强度标准值(MPa)

极软岩<50.2～0.30.3~0.5

软岩5～150.3～0.80.4~1.0

较软岩15～300.8～1.21.0~1.5

较硬岩30～601.2～1.61.5~2.0

硬岩>601.6～3.02.0~3.5

注：1普通砂浆、水泥浆体的强度等级不小于M30；

2在岩体结构面发育时，粘结强度取表中下限值。

6.2.5灌注水泥基注浆材料时，注浆料与土层的粘结强度标准值fmrk可按表6.2.5确定。

表6.2.5水泥基注浆料与土层的粘结强度标准值fmrk

普通砂浆、水泥浆结石体与土层水泥基注浆材料与土层粘结

土的种类土的状态

粘结强度标准值(kPa)强度标准值(kPa)

软塑30～5035～60

可塑50～6565～80

粘性土

硬塑65～8075～95

坚硬80～100