项目抗浮锚杆设计方案Word格式文档下载.docx
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GB50007-2011
03
建筑基坑支护技术规范
JGJ120-2012
04
高压喷射施扩大头锚杆技术规程
JGJ/T282—2012
05
岩土锚杆（索）设计规程
CECS22：
2005
06
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB50202-2008
07
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2011
08
工程测量规范
GB50026-2007
09
预应力混凝土用螺纹钢筋
GB/T20065-2006
10
建筑工程施工质量验收统一标准
GBJ50300-2011
11
建筑桩基技术规范
JGJ94-2008
12
工程地质手册（第四版）
二、工程及设计概况
1．建筑物概况
拟建扬州科技综合体项目位于扬州市润扬北路与文昌西路交叉口西北角，交通十分便捷。
该项目总建筑面积23.7345万平方米，包括主楼、裙房和地下车库，其中地上16.058万平方米，地下两层7.6765万平方米。
主楼共四幢，其中两幢为20层、两幢为24层；
裙房共四幢，均为3层；
地下车库为2层。
主楼为框剪结构，裙房及纯地下室为框架结构，拟建用桩基础。
各栋建筑物±
0.00相对于绝对标高为8.00m,室内外高差为0.2m。
2.地下结构抗浮设计概况
场地地貌类型为长江三角洲高河漫滩相冲（淤）积平原该工程地下设二层地下室，地下建筑面积约7.8万平方米，基坑挖深约10.0m。
根据现场勘察所得的地下水位及近3～5年的地下水位埋深变化范围，结合规范要求，基坑设防水位标高至室外设计地坪标高+500mm,基坑抗浮水位取室外设计地坪标高-500mm。
外扩地下室部位，由于地下水浮力较大，且不均匀，需作抗拔处理。
3．场地地层分布及工程地质特征
场地位于扬子地层区东部，基岩由中元古界海州群及张八岭群区域变质岩系组成，中生代地层发育较齐全，上第三系地层也有分布，第四系以冲积相、三角洲相为主，上部为长江冲积层。
根据勘察可知，在勘探孔揭露深度范围内，按地层成因、时代及各土层物理力学性质等该场地内岩土层分为6层，自上而下依次为：
①素填土层、②粉土层、③粉砂层、④粉质粘土层、⑤强风化砂质泥岩层和⑥中风化含砾砂岩层。
拟建场地±
0.00相对于绝对标高为8.00m，底板底的相对标高为-10.6m。
而第④层粉质粘土层顶板标高为-3.92～-7.39m，层厚2.40～11.90m，故该拟建区基础底板以下涉及抗浮锚固的地层为④——⑥层，如下图所示：
图2-1地层及锚杆锚固示意图
④粉质粘土层：
灰黄色，黄褐色，硬塑~坚硬，干强度高，中等压缩性，中等韧性，土质不均匀，局部为粘土；
含铁锰质结核，局部底部夹少量风化岩屑和砾石，承载力较高。
层厚4.60～8.10m。
⑤强风化砂质泥岩层：
棕红色，夹灰白色，密实，呈砂土状，遇水极易软化，局部夹砾石，呈块状，大小不一；
岩性为石英砂岩，强度高，分布不均匀。
层厚2.40～11.90m，顶板起伏较大。
⑥中风化含砾砂岩层：
棕红色，中等风化，坚硬，岩芯较完整，砾石分布不均匀，砾石含量一般地10%左右，局部富集可达30%；
该层按岩石坚硬程度划分，属软岩，按岩体完整程度分类属较破碎。
该岩层未击穿，最大揭露厚度24.20m，顶板起伏较大。
4.目标锚固地层分析
根据场地的地质条件和土层基本参数，综合考虑地下结构的埋深和抗浮锚固分项的造价最优化，该拟建区域选取④-⑥层为锚杆埋放层，第⑥层中风化含砾砂岩层虽然不是作为扩体段锚固的理想层，但是由于受到对锚杆长度的限制，而自开挖处至第⑤层底的总厚度较小，故需将第⑥层作为扩体段锚固层。
5.含水层及地下水位分析
拟建场地地下水属潜水类型，潜水主要赋存在第①、②、③层土中。
根据勘察资料，稳定地下水位埋深在0.60～3.30m之间，标高在4.40～5.75m之间，据调查近3～5年内地下水埋深变化范围在0.00～3.50m之间，即年最高水位埋深为0.00m，最低水位埋深为3.80m，年一般水位埋深在1.50m左右。
地下水季节性变化明显，丰水期地下水位上升，枯水期地下水位下降，雨季时地下水位较高，地表有积水现象。
地下水对边坡及基坑底板由于水头压差易产生流土、管涌等可能，以及水位回升时，地下水对底板产生浮托力的影响。
6.抗浮锚固中的地下水腐蚀性评价
通过现场勘察并依据《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）确定该场地环境类型为Ⅱ类。
根据场地“水（土）检测报告”，依据GB50021—2001《岩土工程勘察规范》对水和土腐蚀性得出结论：
按环境类型地下水和土对混凝土结构具微腐蚀性，按地层渗透性水和土对混凝土结构具微腐蚀性，在长期浸水情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，在干湿交替情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
本项目抗浮工程属于永久性工程，需要考虑地下水和土的腐蚀作用对抗浮锚固系统的影响。
由于考虑本项目的重要性以及地下水位较高，可采用多重防腐型扩体锚固技术来综合解决耐久性问题。
三、囊式扩体锚杆方案设计
1.总抗浮力估算
地下室建设控制线范围内包括：
四幢主楼，其中两幢为20层、两幢为24层；
四幢裙房，均为三层；
地下设两层地下室。
主楼处无需做抗浮设计，裙房处及纯地下车库处均需做抗浮设计。
根据《抗拔桩计算书》，各处所需抗浮力计算如下表所示:
表3-1抗浮力计算汇总
区域
裙房处
纯地下车库处
合计
单位面积抗浮力（KN）
71
68.9
——
单位面积所受浮力（KN）
103
面积（m2）
6805.5575
23675.2994
30480.8569
所需增加抗浮力
计算公式式
（单位面积收受浮力-单位面积抗浮力）*面积
抗浮力值（KN）
217777.84
807327.7095
1025105.55
2.囊式扩体锚杆设计
设计单根锚杆长10m，扩体锚固端埋放于第⑥层中风化含砾砂岩层，扩体段直径500mm，扩体段长度为2.0m，普通锚固段长度为8.0m。
完整的抗浮锚杆是在基础底板内形成锚孔孔径150mm、总长为10m的带有多重防腐的扩体锚杆，锚杆杆体采用1Φ32的PSB930级预应力混凝土用螺纹钢筋。
单根囊式扩体锚杆抗拔承载力特征值取450kN。
计算得裙房处布锚484根，纯地下车库处布锚1795根，共2279根。
其方案概念如下图所示：
图3-1方案概念示意图
3.单锚极限抗拔承载力计算
依据《高压喷射扩大头锚杆技术规程》（JGJ/T282—2012），单根高压喷射扩大头锚杆抗拉力设计值T计算如下：
式中:
——锚杆抗拔安全系数，按规范选取；
——锚杆抗拔力极限值（kN）；
——锚杆钻孔直径；
——扩大头直径（m）；
——锚杆普通锚固段的计算长度（m）；
——扩大头长度（m）；
——锚杆普通锚固段注浆体与土层间的摩阻强度标准值（kPa），通过试验确定；
无试验资料时，可按规范取值；
——扩大头注浆体与土层间的摩阻强度标准值（kPa），通过试验确定；
——扩大头前端面土体对扩大头的抗力强度值（kPa），
由于扩体段锚固层第⑥层为中风化含砾砂岩层，故不存在粘聚力（c）及有效内摩擦角（
）值，故
根据经验取值为1800kPa。
根据本工程地质勘察报告和设计的锚杆类型，及《高压喷射扩大头锚杆技术规程》（JGJ/T282—2012），计算出扬州科技综合体囊式扩体锚杆的极限承载力与设计承载力，汇总于下表：
表3-2囊式扩体锚杆计算极限承载力与设计承载力汇总表
土层参数
锚杆参数
极限承载力（kN）
安全系数
K（-）
许用
承载力（kN）
设计
Fmg1
（kPa）
Fmg2
h
（m）
Ld/D1
（m/m）
LD/D2
81.3
140
7.5
7.5/0.15
2/0.5
1106
2.2
502
450
注：
先试验，根据试验结果再取设计值。
对于锚杆杆体强度验算，根据《高压喷射扩大头锚杆技术规程》（JGJ/T282—2012）公式：
As≥
式中：
Kt
Tak
fy
锚杆杆体的抗拉断安全系数，永久性锚杆取Kt=1.6；
锚杆的抗拔力特征值（kN）；
预应力混凝土用螺纹钢筋的抗拉强度设计值（kPa）。
根据《高压喷射扩大头锚杆技术规程》（JGJ/T282—2012）附录A.0.4知1根Φ32的PSB930级精轧螺纹钢抗拉强度设计值fy=930MPa，由1×
Φ32的PSB930级精轧螺纹钢制作的单根锚杆的设计抗拉力:
T=1×
803.84×
10-3×
930/1.6=467.2kN>
锚杆的承载力特征值450kN，满足设计要求。
四、囊式扩体锚杆结构详图
图4-1囊式扩体锚杆
预应力螺母垫片
Φ32精扎螺纹钢筋
锚垫板
图4-2锚杆顶端结构示意图
图4-3基础底板与抗浮锚杆连接节点做法示意图
（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）
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