抗浮锚杆设计.pdf

1 浅谈地下室抗浮锚杆设计郑震东【关键词】结构抗浮锚杆地下室裂缝渗漏【摘要】本文阐述了地下室防抗浮设计中锚杆的内容和原则，通过实例讨论了锚杆抗浮设计中应注意的几个问题，对地下室锚杆抗浮设计有一定的实际指导意义。一概述。在大部分高层建筑中，均有几层突出高层部分的裙房，当地下室深度较深（如为两层及两层以上）时，这些裙房及地下室往往因为其容积大而靠自重不足以抵抗浮力，于是便存在地下室防抗浮设计的问题。地下室抗浮设计经常采用的方法有：增加自重（在地下室或裙房板上覆土）；盲沟排水（人工降低水位减少水浮力）；锚杆抗浮（用锚杆将地下室锚固在稳定的地层上）。由于覆土增加自重影响地下室或裙房的净高，而盲沟排水受诸多条件限制且实际运行时操作烦琐，并且这两种设计的工程造价也较高。而采用锚杆抗浮不仅不影响地下室或裙房的净高，而且施工简便造价经济，所以其在地下室防抗浮设计中应用得越来越广泛。二抗浮锚杆设计的原则：1.锚杆的使用年限应与建筑物的使用年限相同，其防腐等级也应达到相应的要求。2.锚杆的弹性变形和水平刚度系数应由锚杆实验确定，处于工作状态的锚杆受拉变形不应使地下室底板产生可能引发渗漏的裂缝。三抗浮锚杆设计的内容：1选择锚杆类型：锚杆类型的选择同锚杆锚固段所处的岩土层类型、工程特性、锚杆的承载力、锚杆的材料和长度、施工工艺等有关，而其中选择预应力锚杆或非预应力锚杆在抗浮设计中是一个很关键的内容。由于水浮力作用时锚杆受拉，各种因素引起的锚杆变形可能使地下室底板产生竖向位移，水浮力越大位移也越大，此时地下室底板有可能产生裂缝而引发渗漏，甚至整个地下室及裙房被“浮起”，如此一来便失去了抗浮设计的真正意义。可见必须从控制底板位移和裂缝的角度出发来设计锚杆，对锚杆的弹性变形应由锚杆实验来确定。一般而言：对水浮力不大且对位移要求低的地下室可采用非预应力锚杆；对水浮力较大且对位移及渗漏要求高的地下室应采用预应力锚杆。通常对埋置较深的民用建筑地下室宜采用预应力锚杆，以控制地下室结构的位移及避免出现渗漏。地下工程渗漏水的轻重程度取决于混凝土的裂缝宽度和水头压力，当缝宽在0.10.2mm水头压力在 1520m时，一般混凝土裂缝均可以通过化学反应达到“自愈”使渗漏水2 现象消失。日本混凝土裂缝调查及修补规程中对于混凝土根据防水性要求的裂缝宽度不大于0.05mm；王铁梦在工程结构裂缝控制一书中提出：优良工程地下防水混凝土裂缝宽度不大于 0.1mm；我国地下防水工程质量验收规范第4.1.11条对防水混凝土的要求是：不贯通裂缝宽度不大于 0.2mm。故设计时建议将地下室底板裂缝宽度控制在0.2mm以下。对于预应力锚杆而言，对其施加的预应力可按设计锚固力的50%80%确定，考虑到预应力损失，有的文献推荐预应力的锁定值可比锚固力大10%20%。预应力的大小在地层、锚固深度、锚固长度等条件已满足的条件下，实际取决于锚杆材料的工作允许强度，表1给出了锚杆材料的许用强度，表中给出的数值就是预应力控制值的最好借鉴。表1 锚杆材料的许用强度锚杆状态锚杆类别永久锚杆临时锚杆在工作状态下0.60Pu或0.75Py 0.65Pu或0.80Py 在张拉时0.70Pu或0.85Py 0.70Pu或0.85Py 在实验时0.80Pu或0.90Py 0.80Pu或0.90Py 注：Pu为锚杆材料的断裂强度，Py为锚杆材料的屈服强度2锚杆体的设计内容：(1).锚杆轴向拉力标准值和设计值的确定；(2).锚杆钢筋截面面积的确定；(3).锚杆锚固体与地层的锚固长度的确定；(4).锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度的确定。锚杆体的设计及构造详见土层锚杆设计与施工规范，此处不再赘述。需要注意的是，永久性抗浮锚杆的锚固段不应设置在下列地层中：有机质土，淤泥质土；液限 wl50%的土；相对密度Dr0.2 仅锚杆预拉力(300KN/根)4.5（向下）3.5（向下）0.05 0.10 0.11 缝宽 0.2 水浮力+锚杆浮力:30KN/m2锚杆:460KN/根7.6（向上）2.5（向上）0.14 0.18 0.13 缝宽 0.2