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【摘 要】鉴于各种规范中仍没有明确规定及如何设计抗浮锚杆,现本文对抗浮锚杆进行了介绍,并通过实际工程来阐述了抗浮锚杆应如何设计及应用。
【关键词】抗浮锚杆;浮力;耐久性
1. 抗浮锚杆由来及使用条件
随着近年来越来越多的利用地下空间,由于水浮力产生对建筑物的不利影响——抗浮问题变得越来越多。除了增加配重法、设置抗拔桩法、释放水浮力法外,利用抗浮锚杆来解决抗浮的工程也变得越来越普遍。抗浮锚杆一般适用于较坚硬地层(如岩石锚杆)以及地层加固和容许地层有适当变形的工程。抗浮锚杆依赖于土层与锚固体之间的粘结强度提供的抗拔承载力。有机土、液限WL>50%和相对密度Dr<0.3的底层不得作为永久性锚杆的锚固地层。
抗浮锚杆按是否施加预应力,可分为非预应力抗浮锚杆和预应力抗浮锚杆。非预应力抗浮锚杆主要为全长粘结性锚杆,而预应力抗浮锚杆以部分粘结性锚杆较为常见。按地质条件分又分为岩石锚杆和土层锚杆。土层锚杆的锚固长度不应小于4m,且不宜大于10m,应小于16m;岩石锚杆的锚固长度不应小于3m,且不宜大于45D和6.5m;锚杆的间距,用根据锚定构筑物及其周边地层整体稳定性确定。锚杆的间距除必须满足锚杆的受力要求外,尚宜大于1.5m。锚杆宜采用热轧带肋钢筋或钢绞线,水泥砂浆强度不宜低于30MPa,细石混凝土强度不宜低于C30。[1,2]
2. 抗浮锚杆设计实例
抗浮锚杆的设计包括承载力的计算、杆体截面面积的计算和锚杆数量的计算。
工程概况
2.1 工程概况
本项目为菏泽凤凰城一期商业。建筑地下2层,地上6层,地下2层建筑地面标高-8.400m,。地下部分主要为停车库、设备用房及地下超市。地上部分是商场。结构体系:钢筋混凝土框架。基础型式采用筏板基础,持力层为④粉质粘土与粉土互层,基底标高-9.35m。
2.2 地质概况
场地类别为Ⅲ类,近地表无活动断裂带通过,可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响,拟建场区基本稳定,不液化,适宜该工程的建设。抗浮水位在地表以下2.6M处。建筑地下范围超出地上商业范围约3~5跨。
2.3 抗浮设计
经估算有地上部分,建筑恒载远大于水浮力故没有抗浮问题,纯地下室部分存在抗浮问题,抗浮水头约为7.35m,锚杆间距为L(m)取1.5m,抗浮安全系数为1.05,锚杆直径D(m)取为0.22m,筏板厚度为h=0.6m。
锚杆间距L时L×L面积范围内所需抗拔力 Rt=(10×H×C-25×h) ×L×L =139.9(KN) Ntd=1.35Rt=188.9 (KN) A≥Ntd/ζ2fy 满足截面要求(ζ2为抗拉工作条件系数0.69)[1]
锚杆竖向抗拔承载力特征值Rt=∏×D×t×frb/1.6=144.48(KN)满足承载力要求[3]
钢筋与水泥砂浆的粘结强度设计值fb(Mpa)取2.4×0.7=1.68(0.7为粘结强度折减系数)
钢筋与水泥砂浆粘结力特征值(KN)Rt=ta×0.6×n×∏×D×fb/1.35=1969(KN)满足
锚筋抗拉工作条件系数为0.69,钢筋面积A=1.35*Rt/0.69/360=761㎜2则选用3根三级直径20的钢筋(942㎜2)。
耐久性考虑:根据以往经验,按照平均每年0.5mm的保护层消耗速度,试用期为50年的设计要求0.5×50=25mm,能满足要求。
最终锚杆布置图如下(面积较大仅截取了布置图中部分区域)
3. 结论
通过计算,合理布置设计抗浮锚杆也是能够解决我们实际工作中的抗浮问题的,在成本控制比较严的时候,抗浮锚杆的使用未尝不是一种更加的经济合理的选择。
参考文献:
[1] 全国民用建筑工程设计技术措施 结构2009(地基与基础)[S].北京:中国计划出版社,2009
[2] GB50330-2013建筑边坡工程设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013
[3] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011
【关键词】抗浮锚杆;浮力;耐久性
1. 抗浮锚杆由来及使用条件
随着近年来越来越多的利用地下空间,由于水浮力产生对建筑物的不利影响——抗浮问题变得越来越多。除了增加配重法、设置抗拔桩法、释放水浮力法外,利用抗浮锚杆来解决抗浮的工程也变得越来越普遍。抗浮锚杆一般适用于较坚硬地层(如岩石锚杆)以及地层加固和容许地层有适当变形的工程。抗浮锚杆依赖于土层与锚固体之间的粘结强度提供的抗拔承载力。有机土、液限WL>50%和相对密度Dr<0.3的底层不得作为永久性锚杆的锚固地层。
抗浮锚杆按是否施加预应力,可分为非预应力抗浮锚杆和预应力抗浮锚杆。非预应力抗浮锚杆主要为全长粘结性锚杆,而预应力抗浮锚杆以部分粘结性锚杆较为常见。按地质条件分又分为岩石锚杆和土层锚杆。土层锚杆的锚固长度不应小于4m,且不宜大于10m,应小于16m;岩石锚杆的锚固长度不应小于3m,且不宜大于45D和6.5m;锚杆的间距,用根据锚定构筑物及其周边地层整体稳定性确定。锚杆的间距除必须满足锚杆的受力要求外,尚宜大于1.5m。锚杆宜采用热轧带肋钢筋或钢绞线,水泥砂浆强度不宜低于30MPa,细石混凝土强度不宜低于C30。[1,2]
2. 抗浮锚杆设计实例
抗浮锚杆的设计包括承载力的计算、杆体截面面积的计算和锚杆数量的计算。
工程概况
2.1 工程概况
本项目为菏泽凤凰城一期商业。建筑地下2层,地上6层,地下2层建筑地面标高-8.400m,。地下部分主要为停车库、设备用房及地下超市。地上部分是商场。结构体系:钢筋混凝土框架。基础型式采用筏板基础,持力层为④粉质粘土与粉土互层,基底标高-9.35m。
2.2 地质概况
场地类别为Ⅲ类,近地表无活动断裂带通过,可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响,拟建场区基本稳定,不液化,适宜该工程的建设。抗浮水位在地表以下2.6M处。建筑地下范围超出地上商业范围约3~5跨。
2.3 抗浮设计
经估算有地上部分,建筑恒载远大于水浮力故没有抗浮问题,纯地下室部分存在抗浮问题,抗浮水头约为7.35m,锚杆间距为L(m)取1.5m,抗浮安全系数为1.05,锚杆直径D(m)取为0.22m,筏板厚度为h=0.6m。
锚杆间距L时L×L面积范围内所需抗拔力 Rt=(10×H×C-25×h) ×L×L =139.9(KN) Ntd=1.35Rt=188.9 (KN) A≥Ntd/ζ2fy 满足截面要求(ζ2为抗拉工作条件系数0.69)[1]
锚杆竖向抗拔承载力特征值Rt=∏×D×t×frb/1.6=144.48(KN)满足承载力要求[3]
钢筋与水泥砂浆的粘结强度设计值fb(Mpa)取2.4×0.7=1.68(0.7为粘结强度折减系数)
钢筋与水泥砂浆粘结力特征值(KN)Rt=ta×0.6×n×∏×D×fb/1.35=1969(KN)满足
锚筋抗拉工作条件系数为0.69,钢筋面积A=1.35*Rt/0.69/360=761㎜2则选用3根三级直径20的钢筋(942㎜2)。
耐久性考虑:根据以往经验,按照平均每年0.5mm的保护层消耗速度,试用期为50年的设计要求0.5×50=25mm,能满足要求。
最终锚杆布置图如下(面积较大仅截取了布置图中部分区域)
3. 结论
通过计算,合理布置设计抗浮锚杆也是能够解决我们实际工作中的抗浮问题的,在成本控制比较严的时候,抗浮锚杆的使用未尝不是一种更加的经济合理的选择。
参考文献:
[1] 全国民用建筑工程设计技术措施 结构2009(地基与基础)[S].北京:中国计划出版社,2009
[2] GB50330-2013建筑边坡工程设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013
[3] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011