摘要：地下室抗浮措施有多種途徑：增加自重抗浮法、抗浮樁法、止水，排水法，錨桿抗浮法等。錨桿抗浮法是在地下室底板柱基礎(chǔ)（承臺(tái)）設(shè)置錨桿，錨入深部穩(wěn)定堅(jiān)硬地層中，利用錨桿的抗拔力抗浮。錨桿抗浮法具有樁徑小、抗拔力高、施工簡(jiǎn)單方便快捷、造價(jià)低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，本文以某工程為例，介紹了地下室浮力的計(jì)算、錨桿材料選擇、錨桿布置的選擇、錨桿設(shè)計(jì)與施工，為地下室抗浮的設(shè)計(jì)提供參考。
1引言：
近年隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市用地日趨緊張，地下空間的開發(fā)利用已成我國(guó)大城市必選之路。由于地下水位很淺，地下空間越深，底板承受的浮力就越大，因此就必須采取相應(yīng)的措施抵抗地下水浮力作用，目前，地下室抗浮措施有多種途徑：增加自重抗浮法、抗浮樁法、止水，排水法，錨桿抗浮法等。而錨桿抗浮法是在地下室底板柱基礎(chǔ)（承臺(tái)）設(shè)置錨桿，錨入深部穩(wěn)定堅(jiān)硬地層中，利用錨桿的抗拔力抗浮。其具有樁徑小、抗拔力高、施工簡(jiǎn)單方便快捷、造價(jià)低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
本文以某工程為例，通過各方案的對(duì)比，選擇錨桿抗浮方案是科學(xué)可行、經(jīng)濟(jì)的。通過對(duì)地下室浮力的計(jì)算、錨桿材料選擇、錨桿布置的選擇、錨桿設(shè)計(jì)與施工的介紹，為地下室的抗浮設(shè)計(jì)分析提供參考。
2工程概況
某項(xiàng)目位于廣州市珠江邊，由2棟塔樓和地下室（無上蓋）組成，其中裙樓占地面積為10800m2為一層地下室，地下室底板標(biāo)高為-5.1m，室外地面標(biāo)高為-1.3m，地下室底板厚度為400mm。
工程場(chǎng)地屬珠江三角洲沖積平原，巖土層按成因類型自上而下依次為：人工填土層、沖積土層（淤泥、粘土、砂土）、殘積土層（粉質(zhì)粘土）、白堊系（K）泥質(zhì)粉砂巖帶（全風(fēng)化巖平均厚2.5米、強(qiáng)風(fēng)化巖平均厚3.8米、中風(fēng)化巖平均厚2.8米、微風(fēng)化巖）。微風(fēng)化巖天然濕度單軸抗壓強(qiáng)度為13Mpa。地下水位為室外地面標(biāo)高下1.0米。
根據(jù)本工程場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件，結(jié)合地下室的埋深情況（埋深約4m，無上蓋建筑物），需選擇合理的抗浮措施，防止地下室上浮。通過多種方案的比較，認(rèn)為采用錨桿抗浮方案較適合本工程。該方法施工簡(jiǎn)便，抗浮效果好，造價(jià)低。
3地下室抗浮設(shè)計(jì)
3.1抗浮錨桿類型的選擇
錨桿在材料選擇上有：鋼絞線、高強(qiáng)綱絲和鋼筋（螺紋鋼筋），如選擇鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲時(shí)，錨頭應(yīng)采用專門的錨座和錨具。對(duì)錨具和鎖錨技術(shù)的要求較高；采用鋼筋時(shí)，施工較簡(jiǎn)便，錨頭處理較簡(jiǎn)單，易于施工，效果較好，所以，選擇鋼筋桿較合適。
3.2地下室浮托力計(jì)算
根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件，地下水位標(biāo)高為-2.3，地下室底板標(biāo)高為-5.5m，考慮洪水時(shí)地下水位升至室外地面，產(chǎn)生浮力的壓力為：5.5-1.3=4.2m，即為42kN/m2，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2，地下浮力平均設(shè)計(jì)值為42×1.2=50.4kN/m2，地下室結(jié)構(gòu)自重平均17.5kN/m2，需錨桿的抗浮力平均值為50.4-17.5=32.9kN/m2。
3.3錨桿布置方案分析
抗浮錨桿的平面布置方案的優(yōu)劣直接影響地下室抗浮設(shè)計(jì)方案的安全性和經(jīng)濟(jì)性。一般來說，錨桿抗拔力設(shè)計(jì)值越大，錨桿孔數(shù)就越少，越經(jīng)濟(jì)，但是作為地下室抗浮錨桿安裝在地下室底板上，如果錨桿間距太大，則需要較厚的底板，這樣又造成造價(jià)增高。因此，應(yīng)選取一個(gè)較合理的間距和適中的錨桿抗拔力設(shè)計(jì)值，才能設(shè)計(jì)出既安全又經(jīng)濟(jì)的方案。
本工程地下室底板厚度為400mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)按C25考慮，錨桿受力按點(diǎn)荷載考慮，可計(jì)算得底板的抗沖切承載力為：aftumh。
=0.6×1.3×1784×350=487032N（487KN），取重要性系性1.1【1】，則487÷1.1=442kN，因此，在錨桿布置時(shí)，錨桿的抗拔力設(shè)計(jì)值宜取小于442kN作用在底板上的凈浮力為50.4-0.4×2.5=40.4kN/m2，單錨控制面積宜小于442÷40.4=10.9m2，錨桿間距宜小于m=3.3m。由以上計(jì)算分析，采用均勻分布抗浮錨桿的布置方案較適宜。
由于每一柱位下有三根管樁，其每根樁抗浮力按80KN考慮，且考慮柱荷載對(duì)底板的壓力的抗浮作用，二項(xiàng)合并作為一點(diǎn)荷載作用在底板上。
算列一：7500×8100柱網(wǎng)
單錨力設(shè)計(jì)值為（8.1×7.5×40.4-620）÷5=367kN
算列二：6600×8100柱網(wǎng)
單錨力設(shè)計(jì)值為（8.1×6.6×40.4-574）÷5=317kN
算列三：6000×7500柱網(wǎng)
單錨力設(shè)計(jì)值為（7.5×6.0×40.4-521）÷5=259kN
算列四：6000×7500柱網(wǎng)
單錨力設(shè)計(jì)值為（2）（7.5×6.0×40.4-521）÷4=324kN
⊕-抗拔錨孔
3.4錨桿設(shè)計(jì)
1、錨桿鋼筋截面面積計(jì)算（抗力分項(xiàng)系數(shù)取K=1.4）
A≥
A≥mm選3?28（1847mm）
A≥mm選4?22（1520mm）
A≥mm選4?20（1256mm）
A≥mm選4?22（1520mm）
2、錨固長(zhǎng)度計(jì)算
a、僅錨入可～硬土層時(shí)：
?150孔
L≥==21.8ｍ
L≥==18.8ｍ
L≥==15.4ｍ
L≥==19.3ｍ
?168孔
L≥==19.5ｍ
L≥==16.8ｍ
L≥==15.4ｍ
L≥==19.3ｍ
b、僅考慮入巖錨固力時(shí)
?150孔
L≥==3.63ｍ
L≥==3.14ｍ
L≥==2.56ｍ
L≥==3.21ｍ
?168孔
L≥==3.24ｍ
L≥==2.80ｍ
L≥==2.29ｍ
L≥==2.86ｍ
上述進(jìn)行了土層錨桿及巖層錨桿的錨固長(zhǎng)度計(jì)算，由于本工程地下室抗浮錨桿為永久性的結(jié)構(gòu)，而土層錨桿在長(zhǎng)期荷載作用下蠕變量較大，所以建議采用巖層錨桿，為了使抗浮錨桿工程達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的目的，建議在正式施工前進(jìn)行錨桿實(shí)驗(yàn)，以準(zhǔn)確確定錨固力參數(shù)。
4錨桿施工要求
由上述設(shè)計(jì)計(jì)算分析結(jié)果，不同的抗拔力選用不同的鋼筋組合：
1、錨桿應(yīng)在樁基施工完成，地下室挖完畢且澆搗墊層后施工，采用巖芯鉆機(jī)成孔，為確保鋼筋保護(hù)層厚度，成孔直徑應(yīng)≥?168。
2、錨桿加工時(shí)，鋼筋采用對(duì)焊或采用直螺紋接頭，確保接頭質(zhì)量；每隔2m應(yīng)設(shè)對(duì)中架，確保鋼筋對(duì)中。
3、注漿前必須清干凈孔內(nèi)殘?jiān)?，采?525普通硅酸鹽水泥配制純水泥漿，水灰比為0.45，注漿壓力為1.0~1.5Mpa，漿液充滿整個(gè)鉆孔。
4、為了確保錨桿鋼筋的防銹效果，建議加設(shè)波紋套管保護(hù)（費(fèi)用稍高）
5、要求錨桿鋼筋伸入地下室底內(nèi)≥45d（d為鋼筋直徑）。
錨桿的平面布置形式及鋼筋組合構(gòu)造詳。
6、建議正式施工前，進(jìn)行錨桿認(rèn)準(zhǔn)確定抗浮錨桿的力學(xué)參數(shù)，以便選擇經(jīng)濟(jì)合理的方案。
5結(jié)束語
在地下水位較高區(qū)域，結(jié)構(gòu)荷載不可以抵抗地下水浮力時(shí)，地下構(gòu)筑物的抗浮難題接著而到來。通過對(duì)地下室浮力的計(jì)算，對(duì)錨桿材料選擇、錨桿布置的選擇、錨桿設(shè)計(jì)分析，認(rèn)為采用巖石錨作為抗浮對(duì)策，既可滿足安全必要，施工也方便、造價(jià)相對(duì)低廉。當(dāng)然，規(guī)范還沒有對(duì)該拉錨抗浮法做明確規(guī)定，且因?yàn)橥恋牧W(xué)性能、參數(shù)離散性較大，施工時(shí)依然是應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錨桿基本試驗(yàn)來確定設(shè)計(jì)基本參數(shù)。
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