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陜西土木建筑網首頁 > 建筑論文 > 巖土工程 > 抗浮錨桿在地下室抗浮設計中的應用

閱讀 8001 次抗浮錨桿在地下室抗浮設計中的應用

摘要：本論文介紹了抗浮錨桿在晶島國際購物中心項目地下室底板中的應用，通過設計計算與施工來解釋和說明抗浮錨桿的應用。...

抗浮錨桿在地下室抗浮設計中的應用

唐榮光

陜西省旅游設計院陜西西安 710061

一、前言

地下構筑物的抗浮問題是工程建設中的一個重要課題。由于地下水浮力作用造成地下室、車庫、水池等地下結構上浮、開裂、傾斜破壞等事故時有發生。對于這種抗浮問題，一般有以下幾種治理措施：降排水技術、抗浮樁技術、抗浮錨桿技術、壓載抗浮技術等措施。本人在深圳工作期間，所設計的晶島國際購物中心項目，地下水豐富, 需采取抗浮措施才能有效解決抗浮問題，下面是該項目采用抗浮錨桿來解決建筑物抗浮問題的實例。

二、工程概況

晶島國際購物中心為全現澆鋼筋混凝土框架結構，主體為地下四層、地面以上一層。地下部分的外皮尺寸為：181.6mX200.5m,基底標高約為自然地面以下17m深。首層頂為綠化屋面，覆土2m且種有大樹等植物。建筑物東西兩邊有約7m深的下沉式廣場。結構抗震設防烈度7度，抗震等級為三級。

三、工程地質與水文地質條件

場地土層分布自上而下分別為：人工填土、第四系沖洪積含有機質粉質粘土、第四系沖洪積層（由粉質粘土、中砂、礫砂構成）、第四系殘積礫質粘土層，場地下伏基巖為燕山晚期花崗巖，按風化程度可分為全、強、中、微風化四帶。場地抗浮地下水位，根據地質報告和近若干年水文地質資料，通過有關專家論證取為下沉式廣場地面標高，即現地面下7m。地下水的浮托力將給建筑物構成威脅，必須采取抗浮措施。

四、抗浮錨桿的設計

1、單根抗浮錨桿抗拔承載力特征值的計算

1）根據擬建場地巖土工程勘察報告，水泥砂漿或混凝土與巖石或土粘結強度特征值（f_i或q_s）如下：

第四系沖洪積礫砂：150kPa

第四系殘積礫質粘土：50kPa

燕山晚期花崗巖全風化：70kPa

燕山晚期花崗巖強風化：180kPa

燕山晚期花崗巖中風化：350～420kPa

燕山晚期花崗巖微風化：550kPa

2）單根抗浮錨桿抗拔力特征值的計算

根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007—2002）8.6.3條，錨桿抗拔力特征值公式如下：

R_t≤0.8πd₁ΣL_if_i

式中：R_t—錨桿抗拔力特征值

d₁—錨桿孔直徑

L_i—錨桿的有效錨固長度

f_i—砂漿或混凝土與巖石或土的粘結強度特征值

在勘察報告書中取出三個不同中風化頂面高程勘察孔進行驗算，分別為中風化頂面低值（-37.8m）、中間值（-23.4m）和高值（-18.8m）對應的勘察孔參數如下表：

勘察孔號	建筑基底高程m	基底下殘積礫質土層（厚度）m	全風化層頂高程（層厚）m	強風化層頂高程（層厚）m	中風化層頂高程（層厚）m	微風化層頂高程（層厚）m
1^#	-12.95	（4.8）	-17.8 （7.7）	-25.5（12.3）	-37.8（5.3）	-43.1
21^#	-12.95	（0.5）	-13.4 （8.0）	-21.4（2.0）	-23.4（1.0）	-24.4
32^#	-12.95	（0）	-15.8（2.8）	-15.82（3.0）	-18.8（5.55）	-24.3

根據以上三個勘察孔，進行單根抗浮錨桿抗拔承載力特征值計算，其中中風化巖層頂面高程低于-28.0m時取自由段長度7m，中風化巖層頂面高程-28.0～-22.0m時取自由段長度3m，中風化巖層頂面高程高于-22.0m時取自由段長度2m，成孔入巖（中風化）按3m計算結果如下：

單根錨桿抗拔力特征值計算表

單根錨桿承載力特征值計算表
鉆孔	土層名稱						錨固力(kN)
鉆孔	礫質粘土	全風化	強風化	中風化	錨桿長	自由段	全風化	強風化	中風化	合計
1＃	4.8	7.70	12.30	3.00	26.85	7	183.08	1043.32	565.49	1791.89
21＃	0.5	8.00	2.00	3.00	13.45	3	84.12	169.65	565.49	819.25
32＃	0.00	2.87	3.00	3.13	9.00	2	28.70	254.47	589.99	873.16

由此可見，將成孔深度控制在9～27m, 成孔入中風化巖不小于3m，可以使抗拔承載力特征值R_t≥700kN，在設計中取承載力特征值700kN，采用5*7Ф5（1860MPa）鋼絞線，錨桿桿體材料強度設計值可達774.3 kN（安全系數取1.65）。

2、抗浮錨桿布置

本建筑基礎形式為天然地基上梁板式筏板基礎，抗浮設計最高水位與下沉式廣場地面標高相同，抗浮水頭10.8m；上部結構自重：N1部位（1～6軸）為25kN/ m²，N2部位（6～25軸）為75kN/ m²；在8mX8.5m標準柱網下，錨桿所承受的拔力標準值：N1部位為5304 KN，N2部位為2108 KN。為滿足抗浮要求，每柱網下需要布置的錨桿數為：N1部位8根，N2部位4根。

3、抗浮承載力驗算

    1）地下工程的抗浮設計,一般采用安全系數法,公式表示為:
                                   N+F≤KV
                  式中N——結構自重；
                     F——抗浮力；
                       V——靜水浮力；
                  K ——抗浮安全系數，一般取1.05

2）N1部位：1.05X5304=5569.2<8X700=5600

N2部位：1.05X2108=2213.4<4X700=2800

均滿足抗浮要求。

五、對抗浮錨桿的施工要求

采用鋼絞線作為桿體材料適用于大噸位的抗浮錨桿，但是鋼絞線桿體存在易腐蝕等不利因素，在本設計中采取了如下有效的施工工藝和防腐措施來滿足永久抗浮錨桿的要求：錨固段桿體采用人工外刷防銹漆，防止桿體腐蝕，并在注漿體中摻入適量的膨脹劑，錨桿注漿飽滿、密實；自由段單根錨索外刷防銹漆后，涂抹防蝕油，并用波紋管封套住，通過三層防護措施能有效防止錨桿自由段的腐蝕破壞。錨桿二次注漿完成后，在墊層下方開挖350*350*250mm的槽，并在槽內做好防水后鋪上墊層，等張拉鎖定完成后，在進行梁板澆注時將錨頭一起澆注封閉。

六、結論

1．抗浮錨桿具有良好的抗拔能力,且造價低,受力均勻,施工快捷,施工機械及設備的作業空間小,是一種很好的抗浮措施。

2．本工程采用了二次注漿工藝，只要充盈系數在1.1～1.3之間，即可滿足注漿量要求，過大的注漿量并不能提高錨桿抗拔力。

參考文獻：

[1]《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002

[2]《建筑邊坡工程技術規范》GB 50330-2002

(本文來源：陜西省土木建筑學會文徑網絡：文徑尹維維編輯劉真審核)