抗浮锚杆设计.doc

香年广场地下室抗浮锚杆设计目 录1.抗浮锚杆设计1.1工程概况1.2设计单位提供的技术要求1.3设计依据1.4地层及水文地质条件1.4.1地层1.4.2地下水1.5抗浮锚杆间距及布置方法1.6锚杆直径与长度2 抗浮锚杆检测3 抗浮锚杆施工要求3.1 施工方法与特点3.2 施工工艺流程3.3 操作过程及技术要求1.抗浮锚杆设计1.1工程概况成都九蓉房地产开发有限公司拟建香年广场项目场地位于成都市区南部规划新区天府大道西侧，场地标高484.66485.99m，高差1.33m，地形较平坦。场地地貌单元属岷江水系级阶地。拟建物由四川省建筑设计院设计，拟建物情况见表1.1。 拟建建筑情况一览表 表1.1建筑物名 称结构类型层数及高 度地下室情 况基础砌置深度（m）估计基础形式单位荷载对差异沉降敏感程度1剪力墙36F106.3m-3F约-17.0筏板600kpa敏感2框架核心筒47F176.45m-3F约-17.0筏板800kpa敏感3框剪47F176.45m-3F约-17.0筏板800kpa敏感1.2设计单位提供的技术要求根据四川省建筑设计院香年广场基础平面布置图（图号：2009105-04-S-C-003-00），地下室抗浮板区域内设置抗浮锚杆间距2m2m,单根锚杆抗拔承载力标准值270kN,抗浮锚杆与基础连接处的防水措施由建筑设计单位考虑。1.3设计依据本方案的编制根据以下规范：建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）香年广场基础平面布置图（四川省建筑设计院2010.03.2）高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）花样年香年广场详细勘察阶段岩土工程勘察报告书2009-351（四川省川建勘察设计院）1.4地层及水文地质条件1.4.1地层场地地基土主要由第四系人工填土（Q4ml）、第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）成因的粘性土、粉土、砂及卵石组成，下伏白垩纪灌口组泥岩（K2g）。现将地层从上到下分别描述如下：（1）人工填土a 杂填土：杂色，松散，稍湿。主要由回填建渣组成，夹少量粘性土及植物根茎。该层场地大部分地段分布，层厚0.52.8m。b 素填土：褐灰色、黑灰色，松散稍密,稍湿。以粘性土、粉土为主,含20%左右的植物根茎及少量建筑垃圾。该层场地大部分地段分布,层厚0.52.5m。（2）粉质粘土褐黄色，硬塑坚硬。含氧化铁、铁锰质及铁锰质结核。局部夹薄层粘土或粉土，该层场地局部缺失,层厚0.85.0m。（3）粉土：褐黄色，中密密实，湿很湿。含氧化铁、铁锰质结核及云母碎屑，局部夹薄层粘性土，下部渐变成粉砂、细砂。该层场地局部缺失，层厚0.53.7m。（4） 细砂：褐黄色，褐灰色，松散，稍湿饱和。以长石、石英为主，含少量云母片，局部含少量卵石、圆砾及细粒土。主要以尖灭状分布于卵石层顶板之上。该层场地部分地段分布,层厚0.31.5m。（5） 中砂：褐黄色，褐灰色，松散，稍湿饱和。以长石、石英为主，含少量云母片，局部含少量卵石、圆砾及细粒土。主要以透镜体状分布于卵石层中。该层场地部分地段分布,层厚0.32.0m。（6） 卵石：褐灰、褐黄色、青灰色，稍湿饱和，卵石粒径一般37cm，大者可达20cm以上，成分以花岗岩、石英砂岩为主，微强风化，磨圆度较好，多呈亚圆形，充填砂土、圆砾及少量细粒土。卵石顶板埋深为4.07.2m，标高478.32480.92m，高差2.6m，局部有一定起伏。该层可分为松散、稍密、中密、密实四个亚层（详见工程地质剖面图）。松散卵石：粒径大于20mm，含量5055，该层在场地大部分地段分布。稍密卵石：大于20mm的颗粒含量为5560%，粒径一般3080mm，最大粒径大于120mm，该层在场地大部分地段分布。中密卵石：大于20mm的颗粒含量为6070%，粒径一般40100mm，最大粒径大于150mm，该层在场地大部分地段分布。密实卵石：大于20mm的颗粒含量为70%以上，粒径一般40120mm，最大粒径大于150mm，该层在场地大部分地段分布。（7）泥岩紫红色，泥质结构，块状构造，泥质胶结，按风化程度可分为强风化、中等风化。a、强风化泥岩：风化裂隙很发育，岩芯呈碎块状、土状，该层在场地局部地段分布。厚度0.33.0m左右。b、中等风化泥岩：岩芯呈柱状，裂隙不发育，较完整。其顶板埋深9.914.5m，标高470.82474.76m，本次最大揭露厚度为24.5m。根据钻探结果显示，在中等风化泥岩下部，标高约450.53453.61m附近，分布薄层石膏，厚度约1cm。1.4.2地下水场地地下水为第四纪孔隙潜水和基岩裂隙水，砂卵石层为孔隙潜水含水层，勘察期间为枯水期，且受附近场地施工降水影响，场地潜水稳定水位在-7.50-8.50m之间，高程476.28m478.02m。 场地地下水受岷江水系及大气降水补给，且有随季节变化的特点，年变化幅度为2.0m左右，根据本区域地质水文资料，在正常情况下，场地年最高潜水位为-4.0m，标高在481.00m左右。场地环境类别为类，强透水层。另据场地的区域水文地质资料，该场地卵石层渗透系数K值为15m/d左右。基岩裂隙水：分布在泥岩中，且具承压性。场地地下水和地下土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性。需特别说明的是：场地在中等风化泥岩下部，标高约450.53453.61m附近，分布薄层石膏岩，厚度约1cm，其可溶岩盐含量较大，因此，当地下水与该层接触时，易溶盐发生溶解，富含硫酸盐，对混凝土具腐蚀性。本工程采取抗浮锚杆进行抗浮，据详勘资料，本抗浮设计设计参数见表1.4，本场地抗浮设防水位标高为481.00m。土体与锚固体粘结强度特征值 表1.4土层粉质粘土粉土细砂中砂松散卵石稍密卵石中密卵石密实卵石强风化泥岩中等风化泥岩frb(kPa)302530407080110130351601.5抗浮锚杆间距及布置方法建筑设计要求单根锚杆抗拔承载力标准值270KN，抗浮锚杆按20002000mm正方形布设，为避免薄层石膏岩对混凝土的腐蚀性，抗浮锚杆底标高不能超过455.00m。 1.6锚杆直径与长度1.6.1锚杆钢筋截面积计算：采用建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）中7.2.1-2及7.2.2式 Na=Q Nak Nak 锚杆轴向拉力标准值（kN）Q 荷载分项系数，取1.3Na 锚杆轴向拉力设计值，取1.3270=351（kN）；As 配置钢筋有效截面面积（m2）；2 锚筋抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69；0 工程重要性系数，取1.0；fy 锚筋抗拉设计强度值；采用HRB400螺纹钢筋取360N/mm2；As1.0351103/0.69360=1413mm2取325钢筋（A=1471 mm2 1413mm2，满足设计要求）1.6.2 锚固体长度确定 采用建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）中7.2.3式。la la 锚固段长度（m）；D 锚固体直径，取150mm；frb 土体与锚固体粘结强度特征值(kPa)，中等风化泥岩取值为160kPa；1 锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00。根据四川省建筑设计院提供的基础平面布置图，单根锚杆的抗拔承载力标准值Nak为270KN。la =270KN/1.03.140.15m160Kpa=3.6m la取4.7m3.6m1.6.3 杆钢筋与锚固砂浆长度计算： la式中 a锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度（m）； d锚杆钢筋直径（m）； n钢筋（钢绞线）根数（根）； ro边坡工程重要性系数，取1.0； f b钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa），采用3根钢筋点焊成束，粘结强度乘0.7折减系数，取值24000.7 kPa 钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性锚杆取0.60，对临时性锚杆取0.72.经计算la =1.0351/0.6033.140.02524000.7=1.48m la取4.7m1.48m1.6.4抗浮锚杆承载力特征值按下式估算Fa=qsiUiLi=160kpa3.140.15m4.7m=354kN351kN满足设计要求。根据以上计算，考虑到锚杆顶部0.3m压浆效果略差，上部0.3m不计锚固力，因此，确定锚杆长度为5.0m；锚杆底部标高464.60465.95m，高于455.00m，可避免避免薄层石膏岩对混凝土的腐蚀性。钢筋长度6.0m，预留1.0m锚固于抗浮板及基础内，满足钢筋锚入抗浮板及基础不小于35d。因此在上述条件下，共布置抗浮锚杆2300根，总进尺共计11500米。锚杆长5.0m，孔内置325钢筋（HRB335钢筋），钢筋长度6m，预留1m与建筑基础连接，M30水泥砂浆注浆，可提供351KN的容许抗拔力。正式施工前，应在场地先施工3根基本试验锚杆（位置详见香年广场地下室抗浮锚杆平面布置图），通过试验确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，锚杆基本试验的地质条件、锚杆材料和施工工艺等应与工程锚杆一致。为使锚固体与地层间首先破坏，基本试验锚杆配筋为425。根据现场试验结果可对本设计作适当调整。另锚杆的止水施工由土建单位施工完成。2 抗浮锚杆检测 按高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）附录G进行抗浮锚杆抗拔载荷试验，试验点位置由业主、设计、施工、监理及地勘单位共同确定。抗拔试验可在锚杆锚固段浆体强度达到设计强度等级的75%时可进行锚杆试验。抗拔试验数量不少于锚杆总数的5%,即不少于115根，本工程共布置验收试验锚杆118根。3 抗浮锚杆施工要求3.1 施工方法与特点采用MGJ-50等专业锚杆钻机，以高压风驱动偏心潜孔锤钻进成孔至设计深度，终孔后在孔中置入钢筋作为抗拉杆件，然后在孔内填入细石并压浆固结，形成抗浮锚杆，杆身水泥砂浆与土层间的摩阻力抵抗水对建筑物产生的浮力。根据拟建场地的地质条件，5.0m长的锚杆全部锚入中等风化泥岩内，杆体直径150mm；钻孔完成后，将制作好的钢筋下入孔中，回填砾石，最后经压浆固结，形成直径约为150mm的抗浮锚杆。3.2 施工工艺流程基坑开挖至基底垫层顶标高（见抗浮锚杆平面布置图红色线范围为469.70m，其余地段为471.05m）测量放孔MJG-50液压锚杆钻机成孔至设计深度清孔提钻下钢筋束填入砾石自下而上压力注浆并反复补浆，直至孔口满溢成桩抗拔试验捡底0.1m基础垫层、防水、钢筋制安及砼浇注（土建单位完成）3.3 操作过程及技术要求（1）测量放孔：基坑开挖至基底垫层下，实地测放锚杆位置。（2）成孔：采用MGJ-50型锚杆钻机钻进。成孔时孔位准确，钻孔垂直，孔深符合技术要求。（3）下钢筋束及回填砾：在钻孔完成且清洗后，将制作好的钢筋束下入孔中，要求下入设计深度，误差不超过10cm，上部预留1m长度，然后回填砾石（粒径0.5-2.0cm）。（4）压力灌浆：压力灌浆浆液水灰比0.5-1：1，采用PO42.5R水泥，灌浆压力0.5-1