某地下車庫(kù)抗浮設(shè)計(jì)

蔣清華

1 工程概況

本工程位于成都市錦江區(qū)，北側(cè)為牛沙路，南側(cè)毗鄰其他單位用地。地上24層為住宅，地下2層為停車庫(kù)及設(shè)備用房?？偨ㄖ娣e38 118 m2，其中地上建筑面積為29 136 m2，地下建筑面積為8 989 m2。主樓部分采用剪力墻結(jié)構(gòu)，純地下室部分為框架結(jié)構(gòu)。地下1層層高為4.2 m，地下2層層高為3.8 m。地下室頂板設(shè)計(jì)標(biāo)高為-1.85 m?！?.00絕對(duì)標(biāo)高為494.90 m。

根據(jù)甲方提供的中國(guó)冶金建設(shè)集團(tuán)成都勘察研究總院的《勘察技術(shù)報(bào)告》，本工程場(chǎng)地內(nèi)地質(zhì)層自上而下依次為:雜填土，素填土，粉土，淤泥質(zhì)粉土，細(xì)砂，中砂，松散卵石層，稍密卵石層，中密卵石層，密實(shí)卵石層，強(qiáng)風(fēng)化泥巖，中風(fēng)化泥巖，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類?？垢≡O(shè)計(jì)水位為490.00 m。主樓采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，純地下室部分采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)加抗水板。

2 設(shè)計(jì)過程中的主要問題

1)地下室底板板面標(biāo)高為-9.85 m，相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高485.05 m。底板厚400 mm，板底絕對(duì)標(biāo)高即為484.65 m，抗浮設(shè)計(jì)水頭為5.35 m。主樓之外純地下室部分有整體抗浮不滿足及地下室底板承受水浮力較大的問題。

2)地下室長(zhǎng) 92.60 m，寬 61.97 m，不設(shè)永久縫，均屬于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，存在混凝土因溫度應(yīng)力而收縮產(chǎn)生裂縫的問題。

3 解決方案

1)地下室整體抗浮。

塔樓以外純地下室部分平均壓重為:[(0.4+0.12+0.16+0.1)×25+0.9×18]×0.9=32.13 kN/m2(注:0.1為梁柱折合板厚)。

水浮力為5.35×10=53.5 kN/m2＞32.13 kN/m2。

故地下室整體抗浮不滿足要求，本工程采取滿堂設(shè)置抗浮錨桿的措施以解決該問題。

抗浮錨桿的荷載設(shè)計(jì)值 Nk=1.2×53.5-32.13=32.07 kN/m2。

本工程中錨桿布置多數(shù)為2.5m×(2.5～2.7)m及3 m×(2.5～2.7)m網(wǎng)格，極個(gè)別為3 m×2.8 m網(wǎng)格，以3 m×2.8 m計(jì)算，每根錨桿應(yīng)提供抗拔力設(shè)計(jì)值。

Nt=32.078×2.8×3=269.47 kN，取270 kN計(jì)算。

根據(jù)CECS 22∶2005錨桿桿體鋼筋面積(HRB335級(jí)鋼筋 fyk=300 N/mm2)。

選用 3φ 25，As=1 470 mm2＞1 440 mm2，滿足設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)選筋情況，錨桿錨固段的鉆孔直徑 D取180 mm，錨固段注漿漿體強(qiáng)度為M30。

故建議錨固段長(zhǎng)度大于6.6 m，施工中以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。

2)抗水底板計(jì)算。

板底抗浮水頭H=5.35 m。

400厚板底處水反力設(shè)計(jì)值:q=水浮力-壓重=1.2×5.35×10-0.4×25×0.9=55.2 kPa。

800厚獨(dú)基礎(chǔ)底處水反力設(shè)計(jì)值:q=水浮力-壓重=1.2×5.75×10-0.8×25×0.9=51.00 kPa＜55.2 kPa。

在倒樓蓋模型中采用SATWE復(fù)雜樓板分析與設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行分析，得出抗水板板底彎矩極值(不包括柱底)為80 kN?m，按受彎控制的配筋為650 mm2，按裂縫(＜0.2 mm)控制的配筋為1 250 mm2，選配φ 16@150;抗水板板頂彎矩極值為74 kN?m，按受彎控制的配筋為598 mm2，按裂縫(＜0.3 mm)控制的配筋為946 mm2，選配φ 16@200。

另外在倒樓蓋模型中輸入面荷載標(biāo)準(zhǔn)值32.13/1.35=23.80 kN/m2，計(jì)算得出除框架柱外柱底反力小于270 kN，與整體抗浮計(jì)算中單根錨桿抗拔設(shè)計(jì)值相符。

3)對(duì)超長(zhǎng)地下室采取相應(yīng)的構(gòu)造措施以減小混凝土的收縮、開裂。具體措施如下:a.沿主樓設(shè)置800 mm寬沉降后澆帶。設(shè)置一定數(shù)量的膨脹加強(qiáng)帶，每道加強(qiáng)帶之間的混凝土區(qū)域長(zhǎng)度控制在30 m～40 m。b.底板(包括獨(dú)立基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)及筏板)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)用C35集料級(jí)配防水混凝土，內(nèi)摻“Saho-HF高性能混凝土膨脹劑”，限制膨脹率要求不小于0.02%。在底板、頂板、-1層梁板及側(cè)墻混凝土中加入“XD-F聚丙烯纖維”，摻量為0.9 kg/m3。膨脹加強(qiáng)帶的限制膨脹率要求不小于0.03%。c.在施工過程中加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)措施。必要時(shí)采取麻袋或薄膜覆蓋及澆水養(yǎng)護(hù)。

通過以上措施基本解決本工程設(shè)計(jì)中存在的主要問題。

該工程現(xiàn)已通過施工圖審查進(jìn)入施工階段。

4 結(jié)語

1)本工程地下水位較高，采用抗浮錨桿能夠有效解決抗浮問題。

2)設(shè)計(jì)過程中采用倒樓蓋模型進(jìn)行分析，不僅能夠準(zhǔn)確分析抗浮底板受力情況，亦能準(zhǔn)確檢驗(yàn)每個(gè)錨桿能否滿足抗拔要求。

[1] GB 50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] CECC 22∶2005，巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程[S].