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作者：白若冰

任职于：厦门合立道集团土建一院

引言

           前一阵子研究锚杆的群锚效应时，大白曾专门请教了规程主要编写人，期间大佬说过这么一段话：      “岩体工程还是要眼见为实，就拿检测来说，一些项目检测效果很好，但到现场看会有很多问题……对保证锚杆工程质量的关键性因素，有些技术人员并没有意识到。”      这段话不禁让大白注意到，自己在锚杆设计及验证过程中过多关注抗拔承载力，反倒对耐久性问题重视不足。      有鉴于此，近段时间大白对锚杆耐久性相关文献进行了广泛地阅读，记录于本文并加入自身粗浅的理解，期望能引起大家对这个问题的足够重视。

文章比较长，建议先收藏或转发朋友圈留存后再细读。

       1  耐久的重要性      


上世纪60年代以来，我国各类型工程项目中大量使用了锚索、锚杆和土钉支护技术，其总数当以亿万计。这些锚杆、锚索、土钉工法的先进性和经济性无人怀疑。需要指出的是，在用作永久支护的无数工程中，它们的使用寿命究竟有多长，会否有一天寿终正寝，成为工程中的“定时炸弹”，使工程毁于一旦？这是重庆大学郭映忠教授在2000年5月香港“边坡灾害及其防治研讨会”上提出的一个语惊四座的问题。细想一下，房屋建筑地下室的抗浮锚杆似乎也面临着同样的拷问。抗浮锚杆是房屋结构体系的组成部分，故原则上其设计使用年限不应低于主体结构的设计使用年限。因锚杆的使用寿命由其耐久性所决定，若材料性能劣化（如防腐或防水失效），将难以保证主体结构的正常使用。因此，JGJ476-2019《建筑工程抗浮技术标准》（以下简称抗浮标准）规定，锚杆的耐久性年限应与主体结构设计使用年限保持一致。

《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068－2018 规定，结构极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态以及耐久性极限状态。《抗浮标准》将后两者进行合并，要求按两类极限状态进行设计，同时在正常使用极限状态中包含了耐久性极限状态的要求。2022年1月1日开始实施的GB55001-2021《工程结构通用规范》规定，结构的耐久性是保证结构在设计工作年限内，能够正常使用的必要条件。

属于强制性条文！！

       2  关于腐蚀      

影响锚杆耐久性的最大威胁来自于金属锚筋的腐蚀。而局部腐蚀是普通锚杆失效的主要原因。实际项目中因锚杆耐久性不足导致工程失效的案例时有发生。例如，美国世贸大厦基础内有几根实心钢筋锚杆仅仅服役两年左右就因锈蚀而发生断裂，原因是煤渣形成的酸性腐蚀性环境中地下水具有腐蚀性；1986 年，国际预应力协会(FIP)曾对35起因腐蚀造成锚索体断裂的事故进行调查，发现其中永久锚索占 69%，临时锚索占 31%。工程实践表明，岩土锚杆的腐蚀来源除空气之外，还有岩土体环境及地下水，后两者对锚杆的腐蚀作用较前者更为明显[1]。

锚杆在地层中的腐蚀以电化学腐蚀和散乱电流腐蚀为主，地层中的腐蚀介质通过地下水和空气共同作用在锚杆外表面，引起砂浆和锚杆的腐蚀，从而导致锚固失效[2]。鉴于腐蚀机理的复杂性，《抗浮标准》对锚杆工作环境类别进行了区分。

工程上广泛使用的普通锚杆属于单一注浆体包裹锚杆，注浆体为其唯一的防腐保护层。由于注浆体的水泥浆层中总是存在毛细孔道，况且锚杆的工作条件较恶劣 ，锚杆安装时的注浆不饱满、注浆体受岩层错动变形应力的影响产生开裂、锚杆体在钻孔中的偏置等，都容易导致水和空气对锚杆体的侵蚀而使锚杆腐蚀。[3]

△  锚杆易受水和空气侵蚀的几种情况[3]

总参工程兵科研三所的初步研究证实：优质砂浆锚杆的使用寿命高达 75～169年；而施工质量不良者的寿命降低到约 50年；质量不良且环境恶劣时其寿命仅剩下 20～25年[4]。

从现有资料来看，锚筋的腐蚀状态主要为坑蚀，其特点为蚀坑深浅不一，分布状态各不相同[5]。

△  锚杆结构破坏示意图[6]

因此,不能用平均腐蚀速率，而应该用最大蚀坑深度对应的腐蚀速率对锚杆腐蚀程度进行描述！！

△  锚杆表面腐蚀形态[7]

△  锚杆表面腐蚀穿孔和坑蚀剖面[7]


       3  《抗浮标准》7.5.8条      



关于《抗浮标准》的7.5.8条，工程界存在很大争议。

争议的焦点在于，若严格执行该条文，对于绝大数抗浮锚杆设计项目，由于锚固体拉应力的相关限制，实际上仅有一种技术选择：

压力型预应力锚杆

△  压力型锚杆结构简图[8]《抗浮标准》编制组在一份释义文件中[8]，对上述限制要求作出了如下解答：