8.2 设计计算
8.2.1 锚杆(索)轴向拉力标准值应按下式计算：
式中：Nak——相应于作用的标准组合时锚杆所受轴向拉力(kN)；
Htk——锚杆水平拉力标准值(kN)；
α——锚杆倾角(°)。
8.2.2 锚杆(索)钢筋截面面积应满足下列公式的要求：
普通钢筋锚杆：
预应力锚索锚杆：
式中：As——锚杆钢筋或预应力锚索截面面积(m2)；
ƒy，ƒpy——普通钢筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值(kPa)；
Kb——锚杆杆体抗拉安全系数，应按表8.2.2取值。
表8.2.2 锚杆杆体抗拉安全系数
8.2.3 锚杆(索)锚固体与岩土层间的长度应满足下式的要求：
式中：K——锚杆锚固体抗拔安全系数，按表8.2.3-1取值；
la——锚杆锚固段长度(m)，尚应满足本规范第8.4.1条的规定；
ƒrbk——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值(kPa)，应通过试验确定；当无试验资料时可按表8.2.3-2和表8.2.3-3取值；
D——锚杆锚固段钻孔直径(mm)。
表8.2.3-1 岩土锚杆锚固体抗拔安全系数
表8.2.3-2 岩石与锚固体极限粘结强度标准值
注：1 适用于注浆强度等级为M30；
2 仅适用于初步设计，施工时应通过试验检验；
3 岩体结构面发育时，取表中下限值；
4 岩石类别根据天然单轴抗压强度ƒr划分：ƒr＜5MPa为极软岩，5MPa≤ƒr＜15MPa为软岩，15MPa≤ƒr＜30MPa为较软岩，30MPa≤ƒr＜60MPa为较硬岩，ƒr≥60MPa为坚硬岩。
表8.2.3-3 土体与锚固体极限粘结强度标准值
注：1 适用于注浆强度等级为M30；
2 仅适用于初步设计，施工时应通过试验检验。
8.2.4 锚杆(索)杆体与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式的要求：
式中：la——锚筋与砂浆间的锚固长度(m)；
d——锚筋直径(m)；
n——杆体(钢筋、钢绞线)根数(根)；
ƒb——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值(kPa)，应由试验确定，当缺乏试验资料时可按表8.2.4取值。
表8.2.4 钢筋、钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值ƒb
注：1 当采用二根钢筋点焊成束的做法时，粘结强度应乘0.85折减系数；
2 当采用三根钢筋点焊成束的做法时，粘结强度应乘0.7折减系数；
3 成束钢筋的根数不应超过三根，钢筋截面总面积不应超过锚孔面积的20％。当锚固段钢筋和注浆材料采用特殊设计，并经试验验证锚固效果良好时，可适当增加锚筋用量。
8.2.5 永久性锚杆抗震验算时，其安全系数应按0.8折减。
8.2.6 锚杆(索)的弹性变形和水平刚度系数应由锚杆抗拔试验确定。当无试验资料时，自由段无粘结的岩石锚杆水平刚度系数Kh及自由段无粘结的土层锚杆水平刚度系数Kt可按下列公式进行估算：
式中：Kh——自由段无粘结的岩石锚杆水平刚度系数(kN/m)；
Kt——自由段无粘结的土层锚杆水平刚度系数(kN/m)；
lf——锚杆无粘结自由段长度(m)；
la——锚杆锚固段长度，特指锚杆杆体与锚固体粘结的长度(m)；
Es——杆体弹性模量(kN/m2)；
Em——注浆体弹性模量(kN/m2)；
Ec——锚固体组合弹性模量， 
A——杆体截面面积(m2)；
Ac——锚固体截面面积(m2)；
α——锚杆倾角(°)。
8.2.7 预应力岩石锚杆和全粘结岩石锚杆可按刚性拉杆考虑。
条文说明
8.2 设计计算
本节将锚杆(索)设计部分涉及的杆体(钢筋、钢绞线、预应力钢丝)截面积、锚固体与地层的锚固长度，杆体与锚固体(水泥浆、水泥砂浆等)的锚固长度计算由原规范中的概率极限状态设计方法转换成传统意义的安全系数法计算，以便与国家现行岩土工程类多数标准修改稿的思路保持一致。对应的地层(岩石与土体)与锚固体之间粘结强度特征值由地层与锚固体间粘结强度极限标准值替代。原规范中的临时性锚杆、永久性锚杆的荷载分项系数、杆体抗拉工作条件系数、锚固体与地层间粘结工作条件系数、杆体与锚固体粘结强度工作条件系数在锚杆杆体抗拉安全系数和岩土锚杆锚固体抗拔安全系数中综合考虑。
此外，对不同边坡工程安全等级所对应的临时性锚杆、永久性锚杆的锚杆杆体抗拉安全系数和锚杆锚固体抗拔安全系数按不同的边坡工程安全等级逐一作出了规定。
8.2.1 用于边坡支护的锚杆轴向拉力Nak是荷载分项系数1.0的荷载效应基本组合时，锚杆挡墙计算求得的锚杆拉力组合值，可按本规范第6章的静力平衡法或等值梁法(附录F)计算的锚杆挡墙支点力求得。
用于滑坡和边坡抗滑稳定支护的锚杆轴向拉力为荷载分项系数1.0时，用满足滑坡和边坡安全稳定系数(表5.3.2)时的滑坡推力和边坡推力对锚杆挡墙计算求得。
8.2.2～8.2.4 锚杆设计宜先按式(8.2.2)计算所用锚杆钢筋的截面积，选择每根锚杆实配的钢筋根数、直径和锚孔直径，再用选定的锚孔直径按式(8.2.3)确定锚固体长度la[此时，锚杆(索)承载力极限值N＝Asƒy(Asƒpy)或πDƒrbkila的较小值]。然后再用选定的锚杆钢筋面积按式(8.2.3)和式(8.2.4)确定锚杆杆体的锚固长度la。
锚杆杆体与锚固体材料之间的锚固力一般高于锚固体与土层间的锚固力，因此土层锚杆锚固段长度计算结果一般均为式(8.2.3)控制。
极软岩和软质岩中的锚固破坏一般发生于锚固体与岩层间，硬质岩中的锚固端破坏可发生在锚杆杆体与锚固体材料之间，因此岩石锚杆锚固段长度应分别按式(8.2.3)和式(8.2.4)计算，取其中大值。
表8.2.3-2主要根据重庆及国内其他地方的工程经验，并结合国外有关标准而定的；表8.2.3-3数值主要参考现行国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086及国外有关标准确定。锚杆极限承载力标准值由基本试验确定，对于二、三级边坡工程中的锚杆，其极限承载力标准值也可由地层与锚固体粘结强度标准值与其两者的接触表面积的乘积来估算。
锚杆设计顺序和内容可按图3进行。
图3 锚杆设计顺序及内容
8.2.6 自由段作无粘结处理的非预应力岩石锚杆受拉变形主要是非锚固段钢筋的弹性变形，岩石锚固段理论计算变形值或实测变形值均很小。根据重庆地区大量现场锚杆锚固段变形实测结果统计，砂岩和泥岩锚固性能较好，3
25四级精轧螺纹钢，用M30级砂浆锚入整体结构的中风化泥岩中2m时，在600kN荷载作用下锚固段钢筋弹性变形仅为1mm左右。因此非预应力无粘结岩石锚杆的伸长变形主要是自由段钢筋的弹性变形，其水平刚度可近似按式(8.2.6-1)估算。
自由段无粘结的土层锚杆主要考虑锚杆自由段和锚固段的弹性变形，其水平刚度系数可近似按式(8.2.6-2)估算。
8.2.7 预应力岩石锚杆由于预应力的作用效应，锚固段变形极小。当锚杆承受的拉力小于预应力值时，整根预应力岩石锚杆受拉变形值都较小，可忽略不计。全粘结岩石锚杆的理论计算变形值和实测值也较小，可忽略不计，故可按刚性拉杆考虑。