抗浮錨桿設(shè)計(jì)及應(yīng)用

【摘 要】鑒于各種規(guī)范中仍沒(méi)有明確規(guī)定及如何設(shè)計(jì)抗浮錨桿，現(xiàn)本文對(duì)抗浮錨桿進(jìn)行了介紹，并通過(guò)實(shí)際工程來(lái)闡述了抗浮錨桿應(yīng)如何設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】抗浮錨桿；浮力；耐久性

1. 抗浮錨桿由來(lái)及使用條件

隨著近年來(lái)越來(lái)越多的利用地下空間，由于水浮力產(chǎn)生對(duì)建筑物的不利影響——抗浮問(wèn)題變得越來(lái)越多。除了增加配重法、設(shè)置抗拔樁法、釋放水浮力法外，利用抗浮錨桿來(lái)解決抗浮的工程也變得越來(lái)越普遍。抗浮錨桿一般適用于較堅(jiān)硬地層（如巖石錨桿）以及地層加固和容許地層有適當(dāng)變形的工程?？垢″^桿依賴(lài)于土層與錨固體之間的粘結(jié)強(qiáng)度提供的抗拔承載力。有機(jī)土、液限WL>50%和相對(duì)密度Dr<0.3的底層不得作為永久性錨桿的錨固地層。

抗浮錨桿按是否施加預(yù)應(yīng)力，可分為非預(yù)應(yīng)力抗浮錨桿和預(yù)應(yīng)力抗浮錨桿。非預(yù)應(yīng)力抗浮錨桿主要為全長(zhǎng)粘結(jié)性錨桿，而預(yù)應(yīng)力抗浮錨桿以部分粘結(jié)性錨桿較為常見(jiàn)。按地質(zhì)條件分又分為巖石錨桿和土層錨桿。土層錨桿的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于4m，且不宜大于10m，應(yīng)小于16m；巖石錨桿的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于3m，且不宜大于45D和6.5m；錨桿的間距，用根據(jù)錨定構(gòu)筑物及其周邊地層整體穩(wěn)定性確定。錨桿的間距除必須滿(mǎn)足錨桿的受力要求外，尚宜大于1.5m。錨桿宜采用熱軋帶肋鋼筋或鋼絞線，水泥砂漿強(qiáng)度不宜低于30MPa，細(xì)石混凝土強(qiáng)度不宜低于C30。[1，2]

2. 抗浮錨桿設(shè)計(jì)實(shí)例

抗浮錨桿的設(shè)計(jì)包括承載力的計(jì)算、桿體截面面積的計(jì)算和錨桿數(shù)量的計(jì)算。

工程概況

2.1 工程概況

本項(xiàng)目為菏澤鳳凰城一期商業(yè)。建筑地下2層，地上6層，地下2層建筑地面標(biāo)高-8.400m，。地下部分主要為停車(chē)庫(kù)、設(shè)備用房及地下超市。地上部分是商場(chǎng)。結(jié)構(gòu)體系：鋼筋混凝土框架?；A(chǔ)型式采用筏板基礎(chǔ)，持力層為④粉質(zhì)粘土與粉土互層，基底標(biāo)高-9.35m。

2.2 地質(zhì)概況

場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)，近地表無(wú)活動(dòng)斷裂帶通過(guò)，可忽略發(fā)震斷裂錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建筑的影響，擬建場(chǎng)區(qū)基本穩(wěn)定，不液化，適宜該工程的建設(shè)?？垢∷辉诘乇硪韵?.6M處。建筑地下范圍超出地上商業(yè)范圍約3～5跨。

2.3 抗浮設(shè)計(jì)

經(jīng)估算有地上部分，建筑恒載遠(yuǎn)大于水浮力故沒(méi)有抗浮問(wèn)題，純地下室部分存在抗浮問(wèn)題，抗浮水頭約為7.35m，錨桿間距為L(zhǎng)（m）取1.5m，抗浮安全系數(shù)為1.05，錨桿直徑D（m）取為0.22m，筏板厚度為h=0.6m。

錨桿間距L時(shí)L×L面積范圍內(nèi)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 滿(mǎn)足截面要求（ζ2為抗拉工作條件系數(shù)0.69）[1]

錨桿豎向抗拔承載力特征值Rt=∏×D×t×frb/1.6=144.48（KN）滿(mǎn)足承載力要求[3]

鋼筋與水泥砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fb（Mpa）取2.4×0.7=1.68（0.7為粘結(jié)強(qiáng)度折減系數(shù)）

鋼筋與水泥砂漿粘結(jié)力特征值（KN）Rt=ta×0.6×n×∏×D×fb/1.35=1969（KN）滿(mǎn)足

錨筋抗拉工作條件系數(shù)為0.69，鋼筋面積A=1.35*Rt/0.69/360=761㎜2則選用3根三級(jí)直徑20的鋼筋（942㎜2）。

耐久性考慮：根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，按照平均每年0.5mm的保護(hù)層消耗速度，試用期為50年的設(shè)計(jì)要求0.5×50=25mm，能滿(mǎn)足要求。

最終錨桿布置圖如下（面積較大僅截取了布置圖中部分區(qū)域）

3. 結(jié)論

通過(guò)計(jì)算，合理布置設(shè)計(jì)抗浮錨桿也是能夠解決我們實(shí)際工作中的抗浮問(wèn)題的，在成本控制比較嚴(yán)的時(shí)候，抗浮錨桿的使用未嘗不是一種更加的經(jīng)濟(jì)合理的選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1] 全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 結(jié)構(gòu)2009（地基與基礎(chǔ)）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009

[2] GB50330-2013建筑邊坡工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013

[3] GB50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011