地下室底板抗浮錨桿結構設計分析

張海輝

（開平市騰達建筑設計有限公司，廣東 開平 529301）

隨著社會發(fā)展和科學技術進步，城鎮(zhèn)規(guī)劃和基礎設施建設突飛猛進發(fā)展。目前，地下空間在建筑中占據(jù)了很大比例，而且也出現(xiàn)了很多類型，在住宅建設中地下室的比重也逐漸增加，且對整個城市建設產生了巨大影響，現(xiàn)在一些地上建筑物的層數(shù)較少，不能以自身的結構抵抗地下水的浮力，通過錨桿解決上浮問題可保證建筑工程的整體質量，不斷提高錨桿設計的技術水平能保證建筑的質量安全，建筑設計中錨桿的運用有很多困難，但也從中吸取了經(jīng)驗，不斷改進，使錨桿技術迅速發(fā)展，只有把地下室的工程項目與實際情況結合，才能充分發(fā)揮底板抗浮錨桿結構作用的穩(wěn)定性。

1 現(xiàn)代地下室底板抗浮錨桿結構的發(fā)展

地下室是城市建設的重要組成部分。大力發(fā)展地下室建設，能更好地解決整個城市規(guī)劃土地空間不足問題。地下室擴大了城市空間，是支撐整個建筑工程的基礎。在設計過程中，必須考慮到基礎抗浮力帶來的壓力和荷載。雖然地下室在施工過程中增加了許多抵抗浮力的基本措施，但直接增加了整個建筑工程結構的重量和建設成本，存在許多問題?；A抗浮力會影響整個建筑結構的功能性，采取基于底板的抗沖擊浮力設計既有效地解決了問題，又保證了建筑物的穩(wěn)定性和安全性。近年來，底板平臺的運行和設計取得了長足進步，但底板抗浮錨桿的運行機制及設計仍有待完善和優(yōu)化。因此，有必要不斷提高、創(chuàng)新技術水平，結合信息技術，增強市場競爭力，為社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。

2 地下室抗浮錨桿結構設計的意義

現(xiàn)階段地下空間的大規(guī)模開發(fā)中，單層地下室占據(jù)較高市場份額。在這種情況下，地下室施工深度不斷增加，建筑物上層面積減少，難以抵抗因地下水產生的浮力對建筑物的影響。所以，有關工程的設計施工人員必須采取抗浮對策，解決建筑物結構自重不足或地下水浮力過大的問題。考慮施工周期和經(jīng)濟因素，采用抗浮錨桿可提高地下室結構設計的控制效果。但在地下室抗浮錨桿結構的設計過程中，還沒有完善的設計規(guī)范，這影響了地下室抗浮錨桿結構設計的可行性，給今后的施工和運營帶來一系列問題。因此，研究人員應分析先前設計的地下室結構，在明確地下室抗浮錨桿結構設計現(xiàn)狀的基礎上，對其功能的穩(wěn)定效果進行優(yōu)化和控制。

3 地下室抗浮錨桿布置原則

為防止群錨效應，抗浮錨桿穿過地下室底部防水層的地面，形成許多防水薄弱環(huán)節(jié)，可能給地下室的防水效果帶來隱患。因此，建筑物的防水距離不宜過窄?；A規(guī)范規(guī)定了錨桿最小間距，即錨桿的中心距為6倍錨桿螺栓孔的直徑。錨鏈調節(jié)要求錨桿應滿足受力要求，且間距應大于1.5m，當所用螺栓間距較小時，螺栓位置應錯開。同時，為了使應力均勻分布，應綜合考慮錨桿的拉拔能力，避免過大的間距。具體工程可結合結構布置和地質條件考慮。

1）結構要求 由于有關管理部門只規(guī)定了最小錨固長度，故應計算確定錨固體與地層之間及錨桿加固與錨固砂漿之間的錨固長度。錨固定桿過程應采用較大值，錨固長度的上下限應根據(jù)地下室的結構條件確定。另外，根據(jù)錨固系數(shù)，錨桿長度應在3～8m。如果錨桿長度超過一定限度，則會妨礙錨桿的抗拉力。因此，設計者應根據(jù)項目的實際情況確定。

2）需要驗證錨桿錨固體和地層錨固的長度 設計人員要按以下公式進行計算控制：la＞Naj/ζaπLfic，其中，L 表示錨固體的直徑，ζa表示錨固體與地層發(fā)生黏結的工作條件系數(shù)；fic是地層和錨固體黏合強度的特征值。需要注意的是，如果fic沒有辦法用試驗方法確定，就必須使用現(xiàn)有的未經(jīng)試驗的工程資料數(shù)據(jù)進行大量的分析比對。錨固體黏合強度及地層的特征值選擇原則如表1所示。取fic取值為440kPa進行計算，la大于1.69m。

3）錨桿加固與錨桿之間的錨固長度也應按國家規(guī)范的要求進行分析 為了充分合理地設計地下室抗浮錨桿結構，需充分利用現(xiàn)有的國家規(guī)范和標準，控制應以錨固長度作為合理標準。

4 城市地下室底板防浮錨桿設計

4.1 項目概述

某建筑物的裙樓有3層，主要用于商業(yè)和住宅，下設2個地下室。地下室不在主樓和平臺下面。由于主裙樓建筑結構不同，分別采用鋼筋混凝土剪力墻結構和框架結構。經(jīng)施工單位和設計院確認，施工設計采用鋼筋混凝土獨立基礎和墻下條形基礎。在工程設計中，地下室采用了抗浮錨桿。

4.2 抗浮錨桿在地下室工程中的應用

4.2.1 明確具體的布局方案

在地下室工程中，不僅要對錨桿強度和錨桿間距進行勘察，還要考慮地下水浮力和板間性能。在地下室鋪設時，抗浮錨桿采用網(wǎng)狀結構，充分利用水的浮力。

表1 地層和錨固體黏合強度特征值 kPa

4.2.2 地下室地面設置

在地下室施工中，由于地下土層呈不同的地質情況，如風化花崗巖等，施工前必須安裝抗浮錨桿結構。施工前未鋪裝地下室地面的，地下室地面應適當加厚。但如果底板厚度增加，抗浮錨桿施工將變得困難。在實際應用中，增加抗浮錨桿是為了抵消柱下基底區(qū)域以外水的浮力。

5 地下室抗浮錨桿結構施工要點

地下室采用抗浮錨桿結構設計時，整個結構設計團隊和施工隊伍必須進行施工對比試驗方法和試驗數(shù)據(jù)分析，使地下室抗浮錨結構的結構設計調整到最佳值。鉆孔試驗應在施工過程中進行，錨桿拉出試驗應在施工過程中進行，結果應取決于是否能滿足要求，使底層建筑的整體結構完好無損。在地下室地面施工的初始階段，應在施工前架設支撐桿并用保護膜均勻地包裹。在鉆井過程中，鉆井深度根據(jù)泥漿的特性而變化，以確保在地下室底部鉆孔。鉆孔后，插入錨桿并灌漿?？咨畈粦∮阱^桿長度的90%。插入錨桿時，應避免損壞和變形。

6 結語

隨著時代發(fā)展和城市規(guī)模不斷擴張，城市建設開始進行有目的的規(guī)劃和設計。地下室對經(jīng)濟發(fā)展及城市空間拓展產生極大影響。作為建筑工程的基礎，抗浮錨設計和施工在地下室設計中起著非常重要的作用?？垢″^桿經(jīng)濟且方便，在現(xiàn)代建筑領域，結構工程師普遍使用抗浮錨桿，提高了整個建筑的建設水平。本文簡要介紹了地下室抗浮錨桿的設計，指出地下室抗浮錨桿需要進一步發(fā)展和完善。合理的施工和管理方法可促進抗浮錨桿的設計和使用。為了提高地下室工程的抗浮性能，必須重視加強抗浮錨桿的設計和施工的可靠性，為工程的安全和質量打下良好的基礎。