【摘要】結(jié)合工程實(shí)例，討論土層錨桿在工程抗浮中的應(yīng)用及相關(guān)設(shè)計(jì)過程。
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地下空間得到越來越充分的利用。當(dāng)?shù)叵率衣裆畲?，地下水位高，而建筑自重相對輕的時(shí)候，就會存在水的浮托力大于建筑的自重，而使建筑整體上浮情況，也有可能出現(xiàn)地下室底板被水壓力涌突破壞的情況。以往的抗浮方法主要以壓重法為主，近年來抗浮樁的應(yīng)用也越來越多，但抗浮樁的裂縫控制及耐久性設(shè)計(jì)、抗浮樁與基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)等問題并沒有得到應(yīng)有的重視。本文通過陽光新天地工程的抗浮設(shè)計(jì)，提供其土層抗浮錨桿的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，供同類工程參考
（一）工程概況
陽光新天地位于德州市中心地段，根據(jù)山東省魯北地質(zhì)工程勘察院提供的巖土工程勘察報(bào)告，地下水位相對較高。本工程地下二層為地下車庫，地下一層至地上六層為大型商場，七層至二十五層為非住宅類居住建筑，地下室范圍較主樓（包括裙樓）大三到四跨。由于有兩層地下室，地下水位相對較高，在純地下室部分地下水的浮力大于建筑自重，為了增加基礎(chǔ)的抗浮能力，擬用抗浮錨桿，在滿足抗浮的同時(shí)也起到了減少底板配筋和厚度的作用?！?span id="9jhfh1x" class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">
?。ǘ┕こ痰刭|(zhì)條件
基坑深約11.5m，室外地面以下地層依次為：1、素填土層，結(jié)構(gòu)較松散，基本挖除；2、粉質(zhì)粘土層，軟~可塑，厚度0.70～4.10m；3、粘土層，可塑，層厚0.90～3.50m；4、粉土層，中密~密實(shí)，厚度2.00～5.00m；5、粘土層，可塑~硬塑，厚度0.70～2.80m；6、粉土層，中密~密實(shí)，厚度0.80～3.90m；7、粘土層，可塑，厚度0.50～2.40m；8、粉土層，中密~密實(shí)，厚度0.40～3.10m；9、粉質(zhì)粘土層，可塑，厚度0.50～1.90m；10、粉土層，中密~密實(shí)，厚度0.70～3.60m；11、粘土層，軟~可塑，厚度0.60～5.00m；12、粉土層，密實(shí)，厚度1.40～4.80m；13、粉砂層，密實(shí)，厚度10.80～13.80m；
場地地下水類型為第四季孔隙潛水，水位埋深2.80～3.50m，水位隨季節(jié)變化，年變幅1.0~1.5m，抗浮設(shè)計(jì)水位取-0.80m。
（三）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
主樓與裙房及外擴(kuò)地下室之間考慮建筑使用要求，不設(shè)置沉降縫，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用沉降后澆帶，待主體封頂且沉降穩(wěn)定后再封閉后澆帶。
由于主樓及裙房基底壓力較大，將引起地基的壓縮變形，而外擴(kuò)地下室的基底壓力小于地下水的浮力，則會引起建筑物的上浮變形。同一建筑的兩種相反方向的變形，勢必造成不均勻沉降。設(shè)計(jì)中如何解決不均勻沉降，是地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
抗浮設(shè)計(jì)中對壓載抗浮、樁基抗浮和土層錨桿抗浮三種方案進(jìn)行了比較。由于基坑較深，水浮力大，當(dāng)采用壓載抗浮時(shí)，勢必增大基礎(chǔ)埋深，且效果不明顯，同時(shí)增加了基坑支護(hù)的難度。采用樁基抗浮雖然能夠滿足設(shè)計(jì)要求，但需設(shè)置基礎(chǔ)梁，且底板配筋較大，從經(jīng)濟(jì)方面比較，土層錨桿的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于樁基，受力均勻，在地基承載力滿足的前提下，土層錨桿僅用于平衡水浮力。
根據(jù)地基規(guī)范及統(tǒng)計(jì)資料，對于砂土，主樓封頂時(shí)已完成最終沉降量的80%以上，所以，后澆帶合攏時(shí)，剩余沉降量已經(jīng)很小，沉降計(jì)算滿足相關(guān)規(guī)范要求。
?。ㄋ模┩翆渝^桿的加固機(jī)理
土層錨桿是一種新型的受拉構(gòu)件，它把來自外部的荷載，通過拉桿的拉結(jié)作用傳遞到錨固體，再由錨固體將荷載分散到周圍穩(wěn)定土體中去。它一端與結(jié)構(gòu)物或擋土樁聯(lián)結(jié)，另一端錨固在地基的土層中，以承受結(jié)構(gòu)的抗拔水浮力。當(dāng)它垂直于地面方向，通過錨固體對其周圍土的摩擦力，將錨桿所受的抗拔力傳遞到周圍穩(wěn)定土體中去，便起到土層錨桿的抗浮作用。
?。ㄎ澹┛垢″^桿設(shè)計(jì)與計(jì)算
1、抗浮錨桿布置方案：由于非主樓地下室部份的自重已不能完全平衡水浮力，因此采用抗浮錨桿均勻布置于抗浮底板的中部較為合理，抗浮錨桿呈矩形網(wǎng)格狀布置，承擔(dān)所有凈浮力。網(wǎng)格間距經(jīng)計(jì)算確定，并按永久性錨桿考慮。
2、荷載計(jì)算：需要考慮的不利荷載為水壓力，有利荷載包括結(jié)構(gòu)自重及覆土重
抗浮水頭：H=11.5-0.8=10.7（m）
每平米底板水壓力標(biāo)準(zhǔn)值：PWk=10×10.7＝107kN／m2
底板及填土自重標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=25×0.6＋19×0.9＝32.1kN／m2
3、錨桿計(jì)算
單根錨桿按承受一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)平面荷載考慮，根據(jù)柱網(wǎng)尺寸，取錨桿間距2.1~2.6m，經(jīng)計(jì)算錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值不大于200kN
4、錨桿構(gòu)造及施工
經(jīng)計(jì)算，錨桿間距取2.2~2.6m不等，錨桿錨固體直徑220mm，鋼筋取2根直徑25mm的HRB400級鋼筋每孔，錨桿長度為9.5m。
施工前應(yīng)檢查原材料和施工設(shè)備的主要技術(shù)性能是否符合設(shè)計(jì)要求。
（1）鉆孔成孔：錨桿鉆孔不得擾動周圍地層；錨桿水平、垂直方向的孔距誤差不應(yīng)大于100mm，鉆頭直徑不應(yīng)小于設(shè)計(jì)鉆孔直徑3mm；鉆孔軸線的偏斜率不應(yīng)大于錨桿長度的2%；鉆孔深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)長度，也不宜大于設(shè)計(jì)長度的500mm
（2）清孔：鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行清孔，要求沉渣厚度小于200mm
（3）錨桿制作及安放：應(yīng)保證鋼筋錨桿桿體的加工質(zhì)量；桿體安放時(shí)，插入孔內(nèi)的深度不應(yīng)小于錨桿長度的95%，桿體安放后，不得隨意敲擊，不得懸掛重物
（4）注漿：注漿管的出漿口應(yīng)插入距孔底300-500mm處，漿液應(yīng)自下而上連續(xù)灌注，且確保從孔內(nèi)順利排水排氣；注漿設(shè)備應(yīng)有足夠的漿液生產(chǎn)能力和所需的額定壓力，采用的注漿管應(yīng)能在1小時(shí)內(nèi)完成單根錨桿的連續(xù)注漿，注漿后不得隨意敲擊桿體；注漿漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，并在初凝前用完，嚴(yán)防石塊、雜物混入漿液
5、試驗(yàn)與驗(yàn)收
（1）水泥結(jié)石體強(qiáng)度檢驗(yàn)用的試塊每30根錨桿不應(yīng)少于一組，每組不應(yīng)少于6個(gè)試塊
（2）錨桿施工前應(yīng)進(jìn)行極限抗拔試驗(yàn)，試驗(yàn)錨桿的地層條件、桿體材料、錨桿參數(shù)及施工工藝應(yīng)與工程錨桿相同，數(shù)量不應(yīng)少于3根，做破壞性試驗(yàn)，位置現(xiàn)場確定，試驗(yàn)錨桿處的水位控制應(yīng)盡量符合實(shí)際工況
錨桿極限抗拔試驗(yàn)應(yīng)采用分級循環(huán)加荷，錨桿極限承載力應(yīng)取破壞荷載的前一級荷載
（3）錨桿應(yīng)進(jìn)行蠕變試驗(yàn)，數(shù)量不少于3根
（4）驗(yàn)收試驗(yàn)：驗(yàn)收試驗(yàn)的錨桿數(shù)量不得少于錨桿總數(shù)的5%，且不得少于3根，最大試驗(yàn)荷載應(yīng)取錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值得1.5倍，驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)分級加荷
（六）結(jié)束語
1、土層錨桿荷載水平較低，布置非常靈活，造價(jià)低，施工快捷，施工機(jī)械及設(shè)備的作業(yè)空間不大，是一種很好的抗浮措施，同時(shí)數(shù)量較多，錨固效率高，有利于底板均勻受力，減小底板厚度及配筋。
2、土層抗剪強(qiáng)度，灌漿壓力，錨桿形式都直接影響錨桿的抗拔力，施工前應(yīng)做試樁，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)所估算的錨固長度是否安全，并可檢驗(yàn)所采用的土質(zhì)參數(shù)是否合理。
3、錨固于砂質(zhì)土、硬粘土層并要求較高承載力的錨桿，可采用端部擴(kuò)大頭型錨固體；錨固于淤泥質(zhì)土層并要求較高承載能力的錨桿，可采用連續(xù)球體型錨固體。在一次注漿完成后，水泥結(jié)合體強(qiáng)度達(dá)到5MPa后，進(jìn)行二次高壓注漿，可更好地提高錨桿的抗拔能力。
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