建筑物抗浮锚杆设计

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摘要：抗浮锚杆没有对应的国家规范，主要参照《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）和《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22:2005），而这两本规范是主要针对边坡工程的，与抗浮设计还有一定差异，所以相对于规范，当地经验、施工工艺和实验结果更重要，在施工图中应注明单根锚杆抗拔承载力应由现场试验确定。

关键词：抗浮锚杆，地下室，抗浮设计

中图分类号： U455.7+1 文献标识码： A 文章编号：

在水位较浅的地区，如果高层建筑物有突出主楼的地下室，或者单层、多层建筑设有地下室时，很多时候会存在建筑物抗浮的问题。

地下室抗浮设计经常采用的方法有：配重、盲沟排水(人工降低水位减少水浮力)；锚杆抗浮。由于配重覆土会增加结构自重及影响建筑层高，盲沟排水是一个长期过程且操作复杂，而锚杆抗浮工艺成熟、施工简单、造价低廉，且不影响建筑使用，是当前抗浮设计采用最广泛的的方法。

进行抗浮锚杆设计之前需要具备的相关资料：

1.场地地层结构：应由地质勘察部门提供，并确定地层中有适合设置锚杆的土（岩）层。永久性锚杆的锚固段不应设置在以下地层中：（1）有机质土、淤泥质土；（2）液限WL>50%的土层；（3）相对密实度Dr

2.抗浮水位：应由地质勘察部门提供，最高抗浮水位应与建筑物的设计使用年限一致。

3. 锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值fmg：应由地质勘察部门提供，初步设计时可参照《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22:2005）表7.5.1-1、7.5.1-2中的推荐值。

4.锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值fms：应通过试验确定，初步设计时可参照《规程》表7.5.1-3中的推荐值。

5.相关系数：其他相关参数的选取可参照《规程》相应条款。

二、抗浮锚杆的设计内容：

1. 锚杆的布置：抗浮锚杆的布置可分为基础下集中布置、基础下满布和止水筏板下满布。如果基础形式采用柱（墙）下独立基础、柱（墙）下条形基础、梁筏时，可把锚杆集中布置到扩展基础或基础梁下，这样可以利用结构自重消除一部分水浮力，但止水筏板配筋较大；基础下满布适用于各种基础形式，水浮力全部由抗浮锚杆承担，形式简单，施工方便，但没有有效利用结构自重，锚杆较多；止水筏板下满布适用于条形基础+止水笩板、梁筏等基础形式，要求上部自重能够消除一部分水浮力，而锚杆仅与筏板共同工作，此种布置方式经济简单,受力明确,但受基础形式限制较大。

2.确定单根锚杆承担的水浮力，即锚杆的轴向拉力设计值（Nt）；

3.确定锚杆的截面面积，即计算杆体的钢筋面积；

4.确定锚杆的长度，应根据锚固段注浆体与地层间的粘结强度、锚固段注浆体与筋体间的粘结强度分别确定锚杆的长度，并取大值；

5.抗浮锚杆设计中还应考虑基础底板的裂缝情况。

三、工程实例：

郑州郑东新区某综合科研楼,主楼17层,裙房6层,北边、西边有两跨突出主楼的单层地下车库,地下室基底标高-7.500m,室内外高差300,单层地下室柱网为6350×8000,工程抗浮水位埋深1m。

基底土层为：③层粉土,平均厚度1.00m；④层粘土,平均厚度7.00m,土体与锚杆粘结强度特征值20kPa；⑤层细砂,平均厚度11.00m,土体与锚杆粘结强度特征值80kPa。

主楼基础采用CFG桩+1200厚筏板基础,裙房基础采用800厚筏板基础,单层地下室基础采用独立基础+止水笩板。经验算，主楼和裙房均能满足抗浮要求，仅对单层地下车库设置抗浮锚杆，设计过程如下：

1.计算水浮力：

=1.05×10×（7.5-1.3）=65.1KN/㎡。

2.锚杆截面面积：选用直径150全长粘结型锚杆，单层地下室下按间距2.0m满布。

=2.0×2.0×65.1=260KN

=（1.6×260×1000）/400=1040㎜,

选用322,截面积1140㎜2；

3.锚固段长度：

=1.5×3.14×0.15×(20×7+80×8)

=551KN

=3×3.14×0.022×0.8×2500×15×1.5

=9326KN

KNt=2.0×147=294KN，因此选择锚杆的锚固长度可取15m满足要求,锚杆总长为16m。

四、重点问题：

抗浮锚杆没有对应的国家规范，主要参照《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）和《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22:2005），而这两本规范是主要针对边坡工程的，与抗浮设计还有一定差异，所以相对于规范，当地经验、施工工艺和实验结果更重要，因此在施工图中应注明单根锚杆抗拔承载力应由现场试验确定。在锚杆的选取上，可参照《规程》附录C,但不能过于局限，相对边坡工程中水平向或斜向锚杆而言，竖直向的抗浮锚杆施工更方便，锚杆质量更有保证，因此个人认为锚杆长度可适当放宽、锚固长度对粘结强度的影响系数可取大值。

参考文献：

[1]CECS22:2005 岩土锚杆(索)技术规程.

[2]GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范

[3]GB50010-2010 混凝土结构设计规范