地下室抗拔锚杆设计,5000 (2)(1)(1)

地下室抗拔锚杆设计

[摘 要]地下室对于管道抗浮水平有严格要求,桩基础抗拔力不能承受地下水浮力和斜列拉力,通过设置拉斜列较低的承载平台预应力抗拔锚杆。本文讨论了如何选择地下结构抗浮设计水位,几种常用的抗浮设计方法进行了比较分析,指出设计过程中应考虑合理预期的工程造价,共同对抗浮设计的地下结构进行交流探讨。

[关键词]基坑抗浮 抗拔锚杆 应用

一、引言

在我国抗震设防高烈度地区的一些多层及小高层的地下室建筑,因要满足抗震设计规范的各项规定要求,如采用以往的抗震设计的方法,结构将会导致两种不良的后果:(1)主体结构构件截面过大,使用过多的加固材料,花费过多的人力,工程造价也相应提高。(2)结构构件截面的钢筋增加,结构的刚度也会大大增加,由于在地震中吸收大量地震能量,导致结构负载显著增加,这些地震的能量使得结构发生显著的变形,从而导致的结构在特大地震中遭到损坏。

针对上述地区的地下室的结构设计,现一般采用抗拔锚杆设计。现根据黄山龙徽置业滨江之都地下车库主体结构设计分别进行阐述。

二、工程概况

本工程±0.000相当于绝对标高151.15m ,室外地坪为151.00m. 勘察报告说明:长期抗浮设计水位建议取室外地面以下0.5米。

三、抗拔锚杆设计原理

锚杆是通过置入围岩内部发挥其支护作用的 , 随着巷道围岩状态的不同 , 锚杆支护也具有不同的作用机理。经典的锚杆作用机理有悬吊理论、组合梁 (拱 ) 理论、楔固理论和锚杆桁架理论等。现代支护理论则强调锚杆与围岩共同作用原理 , 它们共同变形。由于锚杆的刚度远大于围岩 (特别是松散或裂隙岩体 ) 的变形 , 从而在锚杆对围岩施加作用力时 , 该力一方面改善围岩应力状态 , 另一方面通过对裂隙岩体施加挤压作用 , 提高了围岩的抗剪、抗压强度 , 极大地提高了围岩自身的承载能力。开掘巷道以后 , 巷道围岩中应力状态由原来三向应力变成

二向应力 , 顶板下位岩层受水平应力的作用 , 岩层容易失稳破坏。锚杆的作用就是在失去一向应力的方向上 , 给岩层提供一个约束力 , 提高岩石强度 , 使岩层形成能承载的支护结构。锚杆对岩体的加固作用比较复杂 , 主要表现在以下几方面。a .锚杆与岩体粘结在一起 , 提高了岩体的抗变形能力 , 加强岩体的整体性。b . 由于锚杆的抗拉作用 , 当锚杆穿越破碎岩石深入稳定岩层时 , 对不稳定岩层起着悬吊作用。c .由于锚杆抗剪作用对岩层离层可产生一定的阻碍作用 , 增强了岩层间的摩擦力。

四、地下室主体结构的锚杆设计说明

(锚杆大样图)

本工程的锚杆为永久性抗拔锚杆,锚杆平面图中以箭头表示;±0.000相当于绝对标高151.1。

锚杆的抗拔承载力特征值为 250 KN ,锚杆成孔直径 Φ 180,锚筋为 3„25(HRB400级钢), 锚筋需进行防腐处理。底板底面处锚杆钢筋在长度0.5~1.0m 的范围内宜刷防锈漆。

锚杆长度:自底板垫层底起算,锚杆长度暂定 3m ,必要时根据基本试验结果调整;如锚杆周边1m 范围内垫层有高差(如集水井等) ,则以标高较低处起算。 在进行锚杆施工前,应进行锚杆的基本试验,基本试验按《岩土锚杆(索) 技术规程》(CECS22:2005)的要求执行,锚杆的最大试验荷载为 550 KN ,锚杆试验的锚筋为 3„25(HRB400级钢) 。基本试验锚杆的数量不少于 3 根,基本试验锚杆采用 3 根 3 m。基本试验时地下室深度范围内土层应采用钢套管与锚杆分开。基本试验时注浆材料应达到设计强度的90%,定位见平面图。

在锚杆施工后,应进行锚杆的验收试验。试验按《岩土锚杆(索) 技术规程》(CECS22:2005)的要求执行,锚杆的最大试验荷载为 550 KN ,锚杆试验的锚筋为 3„25(HRB400级钢) 。检测数量不宜少于锚杆总数的 5% ,且不少于15根。

4.2关于对地下室抗拔锚杆计算方法以及内容

4.2.1. 关于水浮力的计算

底板板底标高:-5.9-0.2-0.6=-6.70 m, 水头标高:-6.7+0.65=-6.05 m, 水浮力:10x(-6.05)=-60.5 KN/m (向上)

顶板覆土时,水浮力计算:

恒载:覆土1000厚:19x1.0=19 KN/m,顶板250厚:25x0.25=6.25 KN/m,板面层200厚:20x0.2=4.0 KN/m,底板600厚:25x0.6=15 KN/m

抗浮恒载为:44.25KN/m,净水浮力:-60.5+44.25=-16.25 KN/m (向上), 柱、梁、承台、建筑隔墙自重及活荷载作为安全储备。

顶板以上为商业时,水浮力计算:

恒载:屋面板120厚:25x0.12=3.0 KN/m 楼面板100厚:25x0.10=2.5 KN/m 底板面层200厚:20x0.2=4.0 KN/m 底板600厚:25x0.6=15 KN/m

抗浮恒载为:24.50KN/m 净水浮力:-60.5+24.50=-36.0 KN/m (向上) 柱、梁、承台、建筑隔墙自重及活荷载作为安全储备。

当顶板为坡道时,水浮力计算:

恒载:坡道板120厚:25x0.12=3.0 KN/m 底板面层200厚:20x0.2=4.0 KN/m 抗浮恒载为:22.0KN/m 净水浮力:-60.5+22.0=-38.5 KN/m (向上)

柱、梁、承台、建筑隔墙自重及活荷载作为安全储备。

4.2.2关于岩石锚杆的计算

一、锚杆竖向抗拔承载力特征值:

锚杆竖向抗拔承载力特征值:R =ζ π D La f

经验系数:ζ =0.8

锚杆锚固段注浆体直径:D=180 mm

锚杆锚固段有效锚固长度:La=3 m

锚杆锚固段注浆体与地层的粘结强度特征值:根据地质报告,f =300 kpa R =ζ π D La f =0.8x3.14x0.18x3x300=406.9 KN

锚杆竖向抗拔承载力特征值:R =ζ π D Σ λ q L

第 i 土层的抗拔系数:λ =0.8

第 i 土层的锚杆锚固段侧阻力特征值:q =380 kpa

第 i 土层的锚杆锚固段有效锚固长度:L =3 m

R =ζ π D Σ λ q L =0.8x3.14x0.18x(0.8x380x3)=412.4 KN

以上两者比较取小值,锚杆竖向抗拔承载力特征值实际取值为:R =250 KN

二、抗拔锚杆钢筋横截面面积

抗拔锚杆钢筋横截面面积:A ≥Ntd/(ζ2fy)

荷载效应基本组合下的锚杆轴向拉力设计值:N =1.35 R

锚杆竖向上拔力:R =250 KN

钢筋的抗拉强度设计值:f =360 N/mm

钢筋抗拉工作条件系数:ζ =0.69

A ≥1.35x250x10/0.69x360=1358.6 mm

选用 3„25 (A=1470 mm )

三、锚杆钢筋与砂浆之间的锚固长度:

锚杆钢筋与砂浆之间的锚固长度:t ≥Ntd/(ζ3 nsπDfb)

钢筋根数:n =3根

单根钢筋的直径:D=25 mm

钢筋与锚固注浆体间的粘结强度设计值:f =2.4 Mpa

钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数:ζ3 =0.6

t ≥Ntd/(ζ3 ns πDfb)=(1.35x250x10)/(0.60x3x3.14x25x(2.4x0.7))=1421.7 mm

满足要求.

4.3安装锚杆

当锚杆验收合格后,洗孔、安装锚杆、灌浆应依次连续进行作业,清孔时先用清水稀释护壁泥浆,直到流出孔口的水不粘手,然后用纯水泥浆水最后清孔。完成后,安装锚杆和注浆管(注浆管放于锚杆定位环内,其端部距锚杆端部10ram) ,锚杆安装好后复核入孔长度无误,在孔口处固定好锚杆,进行灌浆,注浆至锚杆固段顶端约lOmm 处。

4.4对地下室抗拔锚杆的灌浆实验方法

锚杆灌浆14天后可进行基本实验。最大的实验荷值为420KN 。加荷按350kN 、70kN 、140kN 、210kN 、280k 、50KN 、420KN 分7级逐级进行。前4级加荷观测时间为5min ,280KN 级为15min ,每级加荷等级观测时间内,锚头位移量不大于0.1mm 时,可施工下一级荷载,否则需延长观测时间,直至锚头位移量为2小时内小于2.0mm 时,再加下一级荷载。荷载加至350KN 时,应测出锚 头位移绝对值(设计要求不大于10ram) 。锚杆在实验过程应做好记录,在最后一级加荷观测完成后根据原始记录整理资料,提交实验报告。

五、抗浮锚杆法技术说明

抗浮锚杆具有成本低,施工方便,合理的特点被广泛使用。然而,专业规范的抗浮锚杆的设计,建造和测试,与抗浮锚杆的实际应用带来不便。预应力锚索抗浮锚杆点和非预应力锚索抗浮锚杆点,在普通锚杆结构背板位移变动的开始时即生效。这种情况适用于少量水的浮力和低地下室的位移要求比较低的情况; 高于低位移要求时,水的浮力大,需要更高的地下室应采用预应力锚索进行抗渗漏。预应力锚索初始预应力桩随着负载增加,预应力也随之增加,以达到设计强度。这种方法适用于地下室水位高于常年水位。一般普通地下室抗浮锚杆,其孔径不大于200mm ,周围和地板下设置过滤层和排水渠道,汇集了排水井的水和泵抽水,地下水一直维持到一定的水位高度在地下室板下其中一个标准高度下,从而使得板基本上不会受水的浮力,这种做法不仅解决了地下室的整体抗浮,但同时也解决了地下室局部抗浮,有着明显的经济效益。

5.1锚杆配重法

抗浮安全不足够是由于地下水浮力的结构重量大于结构自重,是得水位上升

100毫米至180毫米。锚螺栓间距一般为4米至10米,锚杆长3米〜8米。面对单螺栓桩抗浮能力小的情况,一般在其周围安排沿列螺栓,均匀地排列在底板上。沿底板均匀排列,可以减少额外的压力小,底板厚度均匀,降低工程造价。抗浮锚杆长度的计算长度,锚杆加固锚板导致的最直接的方式是增加结构重量或增加其永久荷载,根据结构规范决定,杆直径应16~~32毫米。使用HR35磁,板的向外延伸部分,增加在地下室填充土的重量,不仅解决了建设绿色的问题,同时增加了恒载,以提高结构的抗浮能力。在地板上增加重量(根据当地的材料供应,钢筋混凝土和其他重型材料的选择是更有效的),这些材料也可以减少底板的有效压力,减少底板的大小和基础梁的截面尺寸。值得注意的是,在增加地下室底板厚度和土层厚度的过程中,由于基础深度势必增加地下水的浮力影响,从而增加结构的重量,部分增加配备构件通常涂在上部背板涂上环氧树脂防止生锈,在一定范围内能够控制底部和岩石界面上下引起腐蚀的深度。

5.2 合理锚固长度

锚固段并不是越长越好。 一般情况下,单根预应力钢绞线的锚固区应力为倒三角形分布。

5.3使用水泥浆

锚管注浆用泥浆的设计值为M30,水泥标号R42.5,分布和比水泥:水:砂:(O.5〜1L ):1;(O.4~0.5L)。具体的施工现场,隔离框束线环套管灌浆应当引起应有的重视,以确定底土和基岩的基础工程设计,水分含量低,根据当地的土壤和基岩(砂岩),控制水分含量,密封水泥,以确保水泥保水性和和易性。

5.4 预应力损失与张拉伸长值

下部锚头浆必须达到100%的设计强度,同时预应力锚拉桩帽基础强度应该至少达到75%,为了紧张的设计实力,龄期不能少于5天。张拉控制压力一般定为0.70,根据预应力损失计算的规定,预应力筋要提高部分超张拉系数。根据钢绞线理论伸长值的计算公式, L 是在外力作用下的伸长值(M ),P 为拉载,KN; L一锚杆自由长度,m; 钢绞线弹性模量E ,千帕,A 钢绞线截面积,平方米。 在实际施工中,通过工程项目发现的伸长值偏短,通过原因进行分析后发现是由于钻孔、钢绞线弯曲导致的。通过调整后的钢绞线伸长值和油压力表保持稳定,这就表明预应力值是稳定的。

5.5 与其它工序的施工配合

钻井通过全站仪精确定位螺栓具体位置后,进行碱性桩帽垫的灌注,然后通过钻机的作业下,放预应力钢绞线,注浆,锚固,然后对承台筋钢筋进行绑扎,预应力钢绞线外套薄壁钢套筒能够准确地找到相应的位置。相同的预应力锚索桩帽应该进行相对应的张拉。

六、试验与施工结果

先对地质情况具体的了解,然后在进行施工,在经过认真的锚固力计算下,先做了试验锚杆,确定施工参数,便于指导实际施工。 按试验情况,锚固力存在问题。经过分析认为该工程的预应力锚杆布置在硷管桩周围, 在计算预应力锚杆单桩锚固力时,锚固区的抗剪土体不能按倒锥形计算,而宜按圆柱形区域计算。 为称补该不足,专门设计了锚固头,并将锚固段增加 1m ,而张拉段相应缩短 1m 。按此重新做试验锚杆,符合要求后抗拔锚杆锚固端设计要求。施工后, 在上部承台硷浇筑达到设计强度75%并不少于 5天后张拉。 其张拉程序(为张拉控制应力):一般持续 4min 。 在预应力张拉过程中,未发生任何质量与安全事故。 可见,由于在张拉的 1.05" con 阶段,单根锚杆的拉力己经达到 1688kN ,并持续了 4min ,说明这些锚杆的抗拔力符合要求,无须再作静力抗拔试验。

七、质量保证措施

(1)施工过程中质检员监督检查泥浆比重、钻孔取样、施工工艺等,各机长做好成孔原始记录。(2)进场水泥、钢筋必须有出厂合格证、准用证,还需抽样实验报告合格。水泥浆严格配合比拌制。每50~60根锚杆做一组砂浆试件,选用粒径小于2mm 不含杂质的中细砂,525#普通硅酸盐水泥。(3)锥螺纹连接套管应有产品合格证。每批加工数的3%抽检,并填写记录表。每500个抽3个试件进行实验,并做好实验报告。每个接头用力矩扳手拧紧时,应有质检员现场检验,进行把关。

4) 张拉用千斤项、油压泵需经过实验室标定。

八、结语

近年来,在地下水丰富的地下工程中,为解决地下建(构)筑物的抗浮问题,不断出现设计采用抗拔锚杆作为抗拉或抗拔构件的工程实例。 在作为建(构)筑物的抗拉或抗拔构件方面,尤其是预应力抗拔锚杆,目前国内相关设计与施工规范及验收标准尚未完善,尚需要在具体工程施工中,不断地总结和提高。

参考文献:

[1]邓定高, 刘宇平. 浅谈抗拔锚杆的应用[J].广东建材,2005,(1):55-56.

[2]马竹青. 地下室底板抗浮锚杆结构设计[J].铁道标准设计,2010,(6):108-110,116.

[3]刘光明. 地下室抗浮设计措施[J].山西建筑,2010,36(25):96-97.

[4]彭刚. 某工程抗浮锚杆桩达不到设计抗拔力的处理方法[J].资源环境与工程,2007,21(4):473-475.

地下室抗拔锚杆设计

[摘 要]地下室对于管道抗浮水平有严格要求,桩基础抗拔力不能承受地下水浮力和斜列拉力,通过设置拉斜列较低的承载平台预应力抗拔锚杆。本文讨论了如何选择地下结构抗浮设计水位,几种常用的抗浮设计方法进行了比较分析,指出设计过程中应考虑合理预期的工程造价,共同对抗浮设计的地下结构进行交流探讨。

[关键词]基坑抗浮 抗拔锚杆 应用

一、引言

在我国抗震设防高烈度地区的一些多层及小高层的地下室建筑,因要满足抗震设计规范的各项规定要求,如采用以往的抗震设计的方法,结构将会导致两种不良的后果:(1)主体结构构件截面过大,使用过多的加固材料,花费过多的人力,工程造价也相应提高。(2)结构构件截面的钢筋增加,结构的刚度也会大大增加,由于在地震中吸收大量地震能量,导致结构负载显著增加,这些地震的能量使得结构发生显著的变形,从而导致的结构在特大地震中遭到损坏。

针对上述地区的地下室的结构设计,现一般采用抗拔锚杆设计。现根据黄山龙徽置业滨江之都地下车库主体结构设计分别进行阐述。

二、工程概况

本工程±0.000相当于绝对标高151.15m ,室外地坪为151.00m. 勘察报告说明:长期抗浮设计水位建议取室外地面以下0.5米。

三、抗拔锚杆设计原理

锚杆是通过置入围岩内部发挥其支护作用的 , 随着巷道围岩状态的不同 , 锚杆支护也具有不同的作用机理。经典的锚杆作用机理有悬吊理论、组合梁 (拱 ) 理论、楔固理论和锚杆桁架理论等。现代支护理论则强调锚杆与围岩共同作用原理 , 它们共同变形。由于锚杆的刚度远大于围岩 (特别是松散或裂隙岩体 ) 的变形 , 从而在锚杆对围岩施加作用力时 , 该力一方面改善围岩应力状态 , 另一方面通过对裂隙岩体施加挤压作用 , 提高了围岩的抗剪、抗压强度 , 极大地提高了围岩自身的承载能力。开掘巷道以后 , 巷道围岩中应力状态由原来三向应力变成

二向应力 , 顶板下位岩层受水平应力的作用 , 岩层容易失稳破坏。锚杆的作用就是在失去一向应力的方向上 , 给岩层提供一个约束力 , 提高岩石强度 , 使岩层形成能承载的支护结构。锚杆对岩体的加固作用比较复杂 , 主要表现在以下几方面。a .锚杆与岩体粘结在一起 , 提高了岩体的抗变形能力 , 加强岩体的整体性。b . 由于锚杆的抗拉作用 , 当锚杆穿越破碎岩石深入稳定岩层时 , 对不稳定岩层起着悬吊作用。c .由于锚杆抗剪作用对岩层离层可产生一定的阻碍作用 , 增强了岩层间的摩擦力。

四、地下室主体结构的锚杆设计说明

(锚杆大样图)

本工程的锚杆为永久性抗拔锚杆,锚杆平面图中以箭头表示;±0.000相当于绝对标高151.1。

锚杆的抗拔承载力特征值为 250 KN ,锚杆成孔直径 Φ 180,锚筋为 3„25(HRB400级钢), 锚筋需进行防腐处理。底板底面处锚杆钢筋在长度0.5~1.0m 的范围内宜刷防锈漆。

锚杆长度:自底板垫层底起算,锚杆长度暂定 3m ,必要时根据基本试验结果调整;如锚杆周边1m 范围内垫层有高差(如集水井等) ,则以标高较低处起算。 在进行锚杆施工前,应进行锚杆的基本试验,基本试验按《岩土锚杆(索) 技术规程》(CECS22:2005)的要求执行,锚杆的最大试验荷载为 550 KN ,锚杆试验的锚筋为 3„25(HRB400级钢) 。基本试验锚杆的数量不少于 3 根,基本试验锚杆采用 3 根 3 m。基本试验时地下室深度范围内土层应采用钢套管与锚杆分开。基本试验时注浆材料应达到设计强度的90%,定位见平面图。

在锚杆施工后,应进行锚杆的验收试验。试验按《岩土锚杆(索) 技术规程》(CECS22:2005)的要求执行,锚杆的最大试验荷载为 550 KN ,锚杆试验的锚筋为 3„25(HRB400级钢) 。检测数量不宜少于锚杆总数的 5% ,且不少于15根。

4.2关于对地下室抗拔锚杆计算方法以及内容

4.2.1. 关于水浮力的计算

底板板底标高:-5.9-0.2-0.6=-6.70 m, 水头标高:-6.7+0.65=-6.05 m, 水浮力:10x(-6.05)=-60.5 KN/m (向上)

顶板覆土时,水浮力计算:

恒载:覆土1000厚:19x1.0=19 KN/m,顶板250厚:25x0.25=6.25 KN/m,板面层200厚:20x0.2=4.0 KN/m,底板600厚:25x0.6=15 KN/m

抗浮恒载为:44.25KN/m,净水浮力:-60.5+44.25=-16.25 KN/m (向上), 柱、梁、承台、建筑隔墙自重及活荷载作为安全储备。

顶板以上为商业时,水浮力计算:

恒载:屋面板120厚:25x0.12=3.0 KN/m 楼面板100厚:25x0.10=2.5 KN/m 底板面层200厚:20x0.2=4.0 KN/m 底板600厚:25x0.6=15 KN/m

抗浮恒载为:24.50KN/m 净水浮力:-60.5+24.50=-36.0 KN/m (向上) 柱、梁、承台、建筑隔墙自重及活荷载作为安全储备。

当顶板为坡道时,水浮力计算:

恒载:坡道板120厚:25x0.12=3.0 KN/m 底板面层200厚:20x0.2=4.0 KN/m 抗浮恒载为:22.0KN/m 净水浮力:-60.5+22.0=-38.5 KN/m (向上)

柱、梁、承台、建筑隔墙自重及活荷载作为安全储备。

4.2.2关于岩石锚杆的计算

一、锚杆竖向抗拔承载力特征值:

锚杆竖向抗拔承载力特征值:R =ζ π D La f

经验系数:ζ =0.8

锚杆锚固段注浆体直径:D=180 mm

锚杆锚固段有效锚固长度:La=3 m

锚杆锚固段注浆体与地层的粘结强度特征值:根据地质报告,f =300 kpa R =ζ π D La f =0.8x3.14x0.18x3x300=406.9 KN

锚杆竖向抗拔承载力特征值:R =ζ π D Σ λ q L

第 i 土层的抗拔系数:λ =0.8

第 i 土层的锚杆锚固段侧阻力特征值:q =380 kpa

第 i 土层的锚杆锚固段有效锚固长度:L =3 m

R =ζ π D Σ λ q L =0.8x3.14x0.18x(0.8x380x3)=412.4 KN

以上两者比较取小值,锚杆竖向抗拔承载力特征值实际取值为:R =250 KN

二、抗拔锚杆钢筋横截面面积

抗拔锚杆钢筋横截面面积:A ≥Ntd/(ζ2fy)

荷载效应基本组合下的锚杆轴向拉力设计值:N =1.35 R

锚杆竖向上拔力:R =250 KN

钢筋的抗拉强度设计值:f =360 N/mm

钢筋抗拉工作条件系数:ζ =0.69

A ≥1.35x250x10/0.69x360=1358.6 mm

选用 3„25 (A=1470 mm )

三、锚杆钢筋与砂浆之间的锚固长度:

锚杆钢筋与砂浆之间的锚固长度:t ≥Ntd/(ζ3 nsπDfb)

钢筋根数:n =3根

单根钢筋的直径:D=25 mm

钢筋与锚固注浆体间的粘结强度设计值:f =2.4 Mpa

钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数:ζ3 =0.6

t ≥Ntd/(ζ3 ns πDfb)=(1.35x250x10)/(0.60x3x3.14x25x(2.4x0.7))=1421.7 mm

满足要求.

4.3安装锚杆

当锚杆验收合格后,洗孔、安装锚杆、灌浆应依次连续进行作业,清孔时先用清水稀释护壁泥浆,直到流出孔口的水不粘手,然后用纯水泥浆水最后清孔。完成后,安装锚杆和注浆管(注浆管放于锚杆定位环内,其端部距锚杆端部10ram) ,锚杆安装好后复核入孔长度无误,在孔口处固定好锚杆,进行灌浆,注浆至锚杆固段顶端约lOmm 处。

4.4对地下室抗拔锚杆的灌浆实验方法

锚杆灌浆14天后可进行基本实验。最大的实验荷值为420KN 。加荷按350kN 、70kN 、140kN 、210kN 、280k 、50KN 、420KN 分7级逐级进行。前4级加荷观测时间为5min ,280KN 级为15min ,每级加荷等级观测时间内,锚头位移量不大于0.1mm 时,可施工下一级荷载,否则需延长观测时间,直至锚头位移量为2小时内小于2.0mm 时,再加下一级荷载。荷载加至350KN 时,应测出锚 头位移绝对值(设计要求不大于10ram) 。锚杆在实验过程应做好记录,在最后一级加荷观测完成后根据原始记录整理资料,提交实验报告。

五、抗浮锚杆法技术说明

抗浮锚杆具有成本低,施工方便,合理的特点被广泛使用。然而,专业规范的抗浮锚杆的设计,建造和测试,与抗浮锚杆的实际应用带来不便。预应力锚索抗浮锚杆点和非预应力锚索抗浮锚杆点,在普通锚杆结构背板位移变动的开始时即生效。这种情况适用于少量水的浮力和低地下室的位移要求比较低的情况; 高于低位移要求时,水的浮力大,需要更高的地下室应采用预应力锚索进行抗渗漏。预应力锚索初始预应力桩随着负载增加,预应力也随之增加,以达到设计强度。这种方法适用于地下室水位高于常年水位。一般普通地下室抗浮锚杆,其孔径不大于200mm ,周围和地板下设置过滤层和排水渠道,汇集了排水井的水和泵抽水,地下水一直维持到一定的水位高度在地下室板下其中一个标准高度下,从而使得板基本上不会受水的浮力,这种做法不仅解决了地下室的整体抗浮,但同时也解决了地下室局部抗浮,有着明显的经济效益。

5.1锚杆配重法

抗浮安全不足够是由于地下水浮力的结构重量大于结构自重,是得水位上升

100毫米至180毫米。锚螺栓间距一般为4米至10米,锚杆长3米〜8米。面对单螺栓桩抗浮能力小的情况,一般在其周围安排沿列螺栓,均匀地排列在底板上。沿底板均匀排列,可以减少额外的压力小,底板厚度均匀,降低工程造价。抗浮锚杆长度的计算长度,锚杆加固锚板导致的最直接的方式是增加结构重量或增加其永久荷载,根据结构规范决定,杆直径应16~~32毫米。使用HR35磁,板的向外延伸部分,增加在地下室填充土的重量,不仅解决了建设绿色的问题,同时增加了恒载,以提高结构的抗浮能力。在地板上增加重量(根据当地的材料供应,钢筋混凝土和其他重型材料的选择是更有效的),这些材料也可以减少底板的有效压力,减少底板的大小和基础梁的截面尺寸。值得注意的是,在增加地下室底板厚度和土层厚度的过程中,由于基础深度势必增加地下水的浮力影响,从而增加结构的重量,部分增加配备构件通常涂在上部背板涂上环氧树脂防止生锈,在一定范围内能够控制底部和岩石界面上下引起腐蚀的深度。

5.2 合理锚固长度

锚固段并不是越长越好。 一般情况下,单根预应力钢绞线的锚固区应力为倒三角形分布。

5.3使用水泥浆

锚管注浆用泥浆的设计值为M30,水泥标号R42.5,分布和比水泥:水:砂:(O.5〜1L ):1;(O.4~0.5L)。具体的施工现场,隔离框束线环套管灌浆应当引起应有的重视,以确定底土和基岩的基础工程设计,水分含量低,根据当地的土壤和基岩(砂岩),控制水分含量,密封水泥,以确保水泥保水性和和易性。

5.4 预应力损失与张拉伸长值

下部锚头浆必须达到100%的设计强度,同时预应力锚拉桩帽基础强度应该至少达到75%,为了紧张的设计实力,龄期不能少于5天。张拉控制压力一般定为0.70,根据预应力损失计算的规定,预应力筋要提高部分超张拉系数。根据钢绞线理论伸长值的计算公式, L 是在外力作用下的伸长值(M ),P 为拉载,KN; L一锚杆自由长度,m; 钢绞线弹性模量E ,千帕,A 钢绞线截面积,平方米。 在实际施工中,通过工程项目发现的伸长值偏短,通过原因进行分析后发现是由于钻孔、钢绞线弯曲导致的。通过调整后的钢绞线伸长值和油压力表保持稳定,这就表明预应力值是稳定的。

5.5 与其它工序的施工配合

钻井通过全站仪精确定位螺栓具体位置后,进行碱性桩帽垫的灌注,然后通过钻机的作业下,放预应力钢绞线,注浆,锚固,然后对承台筋钢筋进行绑扎,预应力钢绞线外套薄壁钢套筒能够准确地找到相应的位置。相同的预应力锚索桩帽应该进行相对应的张拉。

六、试验与施工结果

先对地质情况具体的了解,然后在进行施工,在经过认真的锚固力计算下,先做了试验锚杆,确定施工参数,便于指导实际施工。 按试验情况,锚固力存在问题。经过分析认为该工程的预应力锚杆布置在硷管桩周围, 在计算预应力锚杆单桩锚固力时,锚固区的抗剪土体不能按倒锥形计算,而宜按圆柱形区域计算。 为称补该不足,专门设计了锚固头,并将锚固段增加 1m ,而张拉段相应缩短 1m 。按此重新做试验锚杆,符合要求后抗拔锚杆锚固端设计要求。施工后, 在上部承台硷浇筑达到设计强度75%并不少于 5天后张拉。 其张拉程序(为张拉控制应力):一般持续 4min 。 在预应力张拉过程中,未发生任何质量与安全事故。 可见,由于在张拉的 1.05" con 阶段,单根锚杆的拉力己经达到 1688kN ,并持续了 4min ,说明这些锚杆的抗拔力符合要求,无须再作静力抗拔试验。

七、质量保证措施

(1)施工过程中质检员监督检查泥浆比重、钻孔取样、施工工艺等,各机长做好成孔原始记录。(2)进场水泥、钢筋必须有出厂合格证、准用证,还需抽样实验报告合格。水泥浆严格配合比拌制。每50~60根锚杆做一组砂浆试件,选用粒径小于2mm 不含杂质的中细砂,525#普通硅酸盐水泥。(3)锥螺纹连接套管应有产品合格证。每批加工数的3%抽检,并填写记录表。每500个抽3个试件进行实验,并做好实验报告。每个接头用力矩扳手拧紧时,应有质检员现场检验,进行把关。

4) 张拉用千斤项、油压泵需经过实验室标定。

八、结语

近年来,在地下水丰富的地下工程中,为解决地下建(构)筑物的抗浮问题,不断出现设计采用抗拔锚杆作为抗拉或抗拔构件的工程实例。 在作为建(构)筑物的抗拉或抗拔构件方面,尤其是预应力抗拔锚杆,目前国内相关设计与施工规范及验收标准尚未完善,尚需要在具体工程施工中,不断地总结和提高。

参考文献:

[1]邓定高, 刘宇平. 浅谈抗拔锚杆的应用[J].广东建材,2005,(1):55-56.

[2]马竹青. 地下室底板抗浮锚杆结构设计[J].铁道标准设计,2010,(6):108-110,116.

[3]刘光明. 地下室抗浮设计措施[J].山西建筑,2010,36(25):96-97.

[4]彭刚. 某工程抗浮锚杆桩达不到设计抗拔力的处理方法[J].资源环境与工程,2007,21(4):473-475.


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