某项目抗浮锚杆工程设计

曾 蓉 李俊业

(1.成都兴蜀勘察基础工程公司，四川 成都 610072； 2.四川岷江港航电开发有限责任公司，四川 乐山 614000)

1 项目概况

拟建项目分为A区和B区，规划建设净用地面积71 225.00 m2，总建筑面积332 391.82 m2。根据勘察报告，A区测得地下水位为2.0 m～2.6 m,B区测得地下水位为2.0 m～2.4 m,对应高程均为503.52 m～505.22 m；而由区域水文资料及场地附近工程经验可知，场地丰、枯水期地下水变幅一般为1.0 m～2.0 m，同时结合现场调查及当地水文局访问，场地东侧江安河最近数年洪水，均会淹没场地低洼地段，其对应高程约为506.50 m，根据调查历史最高洪水位较常年洪水位高出1 m～2 m，即历史最高洪水位对应高程为508.50 m。由此表明，若发生历史最高洪水，大部分场地均处于淹没区内，建议对江安河做好防洪堤等措施防洪以及地下室防进水、淹没措施，并对纯地下室按历史最高洪水位进行抗浮设计，其对应高程为508.50 m。

表1 拟建建筑物概况一览表

结合表1拟建建筑物一览表可知，若发生历史最高洪水，大部分场地均处于淹没区内，所有建筑物的基础均位于地下水位以下，根据设计要求，项目A区应对4号楼及主楼外单层地下室区域约为23 103.63 m2采取抗浮锚杆措施，抗浮力标准值为23.00 kN/m2；项目B区应对17号楼及主楼外单层地下室区域约21 552.23 m2采取抗浮锚杆措施，抗浮力标准值为23.00 kN/m2，见图1，图2。

2 抗浮锚杆方案选择

根据设计要求和本工程的特点，本工程抗浮锚杆拟采用以下方案[1-3]：

1)锚杆杆体采用三级螺纹钢；

2)锚杆布置在板或独立柱基下；

3)锚杆钢筋的预留筋锚入板中，不设置锚头；

4)锚杆初步计算时，A区、B区锚杆均按2.0 m×2.0 m正方形布置，实际抗浮锚杆布置在跨度较大区域、外墙区域、筏板及后浇带的周边区域，将根据实际平面尺寸适度调整间距。

3 抗浮锚杆设计计算

3.1 抗浮锚杆设计轴向拉力值的确定

A区、B区锚杆按照2.0 m×2.0 m正方形布置，每根锚杆的面积为4.00 m2；A区、B区抗浮锚杆设计轴向拉力设计值：4.00×23.00=92 kN；各区域锚杆轴向拉力设计值见表2。

表2 抗浮锚杆轴向拉力设计值表

3.2 抗浮锚杆钢筋截面面积的计算

按下式计算配筋量[4]：

式中：AS——锚杆钢筋截面面积，mm2；

fy——锚筋抗拉强度设计值，kPa，本工程采用Ⅲ级钢，取360 N/mm2；

Kb——锚杆杆体抗拉安全系数，永久性锚杆取2.2。

根据以上计算公式和计算参数，计算结果如下：

A区、B区钢筋截面面积：AS=562.22 mm2。

A区、B区配筋根数：当采用2根Ф20Ⅲ级螺纹钢时，钢筋截面=628>562.22。

3.3 锚杆长度

抗浮锚杆锚固段长度可按式(1),式(2)进行估算，并取其中的较大值[4-6]。

(1)

(2)

式中：K——锚杆锚固体的抗拔安全系数，取2.6[1]；

Nt——锚杆轴向拉力设计值,kN；

la——锚杆锚固段长度,m；

frbk——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值,kPa。

根据勘察报告，抗浮区域埋深基本都在-6 m(标高502.7 m)以下，涉及的岩土以松散以上的卵石土为主，按勘察单位提供的地基土与锚固体极限粘结强度标准值frbk建议值可取120 kPa,见表3；D为锚固体直径，取0.15 m；d为钢筋的直径；n为杆体根数；fb为钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值，取2.4[4]。

表3 地基土与锚固体极限粘结强度标准值frbk建议值

根据以上计算公式和计算参数，计算结果如下：

A区、B区：根据式(1)，la=4.3 m；根据式(2)，la=0.93 m；

二者取大值，la=4.3 m。

根据计算公式,本工程锚杆设计计算如表4所示。

表4 抗浮锚杆工程锚固段长度计算结果

3.4 锚杆设计结果

根据上述公式进行计算，计算结果如表5所示。

3.5 抗浮锚杆抗拔力验算

选取地层情况最差点按公式∑qili及锚杆长度验算单根抗浮锚杆的抗拔力，根据勘察单位提供的场区内A区和B区勘察报告(含补充勘察及补充说明)，A区、B区最差地层的数据见表6，验算结果见表7。

表5 抗浮锚杆工程设计结果

表6 A区、B区最差地层相关数据表

表7 抗浮锚杆验算结果表

4 抗浮锚杆布置

根据抗浮锚杆设计计算，抗浮锚杆设计简述如下：

1)锚杆布置在板下，A区、B区均按照2.0 m×2.0 m的间距正方形布置，A区布置抗浮锚杆5 875根，B区布置抗浮锚杆5 414根。

2)抗浮锚杆锚固体直径150 mm，A区、B区单根锚杆总长度6.0 m(含预留段约1.0 m)。

3)A区、B区锚杆钢筋采用2根Ф20的Ⅲ级螺纹钢，预留在基础里面的钢筋长度不小于35d=0.70 m。锚杆钢筋的预留筋锚入筏板中，不设置锚头。