地下工程抗拔锚杆结构设计的分析.doc

地下工程抗拔锚杆结构设计的分析摘要：抗拔锚杆是一项竖向的锚固技术，应用抗拔锚杆技术能够有效的缩短工程的工期和降低工程的施工成本。但是在地下工程中使用抗拔锚杆设计，由于一般的地下工程都比较大，并且地下水位普遍较高，在地下工程中使用抗拔锚杆技术的施工难度相对较高。本文主要以场区岩土情况作为出发点，在满足工程施工要求的前提下，从降低工程施工成本和缩短工程施工周期的角度，对地下工程的抗拔锚杆设计进行了适当的改进和优化，并通过相应的实验证明了优化后的抗拔锚杆设计的使用性能，结果证明改进后的抗拔锚杆能够满足地下工程抗浮设计的要求，值得进行推广应用。关键字：地下工程 抗拔锚杆 结构设计 优化和改进对于地下水位较高或者基坑截面积较大的地下工程，当结构自身荷载不能有效抵抗水浮力的时候，需要考虑设置抗浮结构。目前，已有的抗浮方法主要有抗拔锚杆、抗拔桩以及压重法等等。压重法主要是通过增加底板厚度的方式去平衡地下水 的压力，这种方式施工比较简单，但是成本相对较高。抗拔桩则需要与柱进行连接，确保其间距比较大，因此该种方法需要使用较厚 的底板才能与浮力进行抵抗，产生剪力与弯矩的效果，但是该种方法同压重法一样，需要投入的成本较高，施工的经济效益较低。而抗拔锚杆不仅能够为较小的钢筋混凝土柱承受竖向的荷载，同时该种方法还具有施工简单、底板厚度要求低以及经济效益高的特点。因此本文主要研究和探讨了地下工程施工中抗拔锚杆的结构设计方法，希望能够有效的降低工程施工的材料损耗，尽可能的提高地下工程的经济效益，并确保施工能够满足绿色施工标准。1、 工程概况该地下工程的施工面积约有40万m2，地上建筑8层，地下建筑3层，建筑的高度约70m。该建筑工程的基坑为矩形，南北方向的程度约为200m，东西方向的长度约为300m，最大的开挖深度为30m，侧壁的重要性系数为1.1，安全等级为一级。本工程的场地在钻探 深度内，自下而上分别为角砾、粉质黏土、杂填土，下层依次为中风化石英岩、强风化石英岩、强风化板岩以及全风化板岩。地下室位于中风化的板岩上，并且各勘探孔内均见地下水，类型为潜水。工程总共使用的抗拔锚杆有15000根，每根抗拔锚杆设计的直径为130mm，每根能够承载的特征值为175KN。二、施工工艺（一）、底板混凝土垫层浇筑底板混凝土垫层的浇筑一般的施工方法是先进行抗拔锚杆的施工，再进行垫层混凝土的浇筑，但是这样的施工方法容易造成锚杆根部被碰折和锚固体被水泥浆扰动的现象，进而便会影响抗拔锚杆的抗浮效果。经过仔细的分析和研究，我们在施工中使用的是逆向施工的方法，先进行垫层的混凝土浇筑，待混凝土初凝后在进行抗拔锚杆的施工。(二)、锚杆的安置在进行锚杆的安置时应该尽量的避免造成锚杆的弯折和扭曲。另外，锚杆可以用粘贴塑料布的方式标记顶标的控制线，当锚杆下放到该位置时，应该采用30cm16的钢筋横放在孔口，达到控制钢筋束下沉的目的。3、 防水措施因为抗拔锚杆的锚筋会穿过底板的防水层，因此对锚杆周边区域进行防水设计是抗拔锚杆结构设计的一个重点。采取防水措施时，应该严格的按照防水设计的原则，并结合防水成功的案例进行，具体分为以下三个步骤：1、由于水泥净浆凝固具有回缩的效果，因此水泥净浆凝固后会造成锚杆根部的垫层出现不平的效果。因此采取防水措施，应该先使用“EMME”型号的水泥基渗透结晶防水材料找平。2、锚杆的根部垫层的500mm区域内使用1.5mm左右厚度的AB-PUR550型号的双组分弹性的聚氨酯防水涂料进行喷涂施工。3、锚杆根部以上部分的350mm区域内使用AB-PUR550型号的涂料进行喷涂施工。4、 锚杆基本设计（1） 、锚杆基本设计由于锚杆具有施工方便、成本低以及受力合理的优点，因此锚杆在施工中得到了广泛的推广与应用。但是研究表明锚杆的设计与施工还存在着巨大的问题，给锚杆的应用带来了一定程度的影响。本文结合锚杆设计的现状以及施工要求进行了锚杆设计。由于锚杆大多为全长粘结型，孔径在200mm以内，同时在进行锚杆布置时一般都是沿其周边或者是柱，除此之外亦可在底板的平面内进行布置。但是由于底板上的附加应力较小，因此可以适当的减小底板的厚度，从而能够有效的降低工程的造价 。锚杆的横截面积以及长度的计算公式分别为，K1NtAgfyk；K2NtlaQs；Nt=abqf。其中K1，K2表示的是抗力系数；N1表示的是锚杆的轴向拉力值；a、b分别表示的是锚杆在横向和纵向的间隔；qf表示的锚杆承担的荷载；Ag表示的是锚杆的横截面积；fyk表示的是锚杆的强度的标准值；la表示的是锚杆的固段长度，Qs代表的是锚杆单位的长度抗拔力。通过计算确定锚杆长度等参数以后，锚杆的主筋锚入底板的结构应该按照建筑地基基础设计的结构规范要求进行设计，同时在杆体中应该设立隔离架，确保锚杆居中。除此之外，为了确保锚杆的抗腐蚀能力，可以在锚杆底板上下的一定范围内涂抹防锈漆，并在杆头的地板内部设置相应的止水板。（二）、锚杆基本实验对锚杆的性能和质量进行测试，采用的是单循环施加荷载的方法。每根锚杆在装好实验装置以后，先施加100KN的初始荷载，待锚杆的各个部位接触紧密，筋体平直以后再等量的进行荷载增加，当每级荷载稳定后进行锚杆位移的测量，并进行详细的记录，再进行下一级荷载的施加，并且每级荷载下位移的测量应该在3次以上，荷载的施加分7-9次完成。施加荷载完成以后，将荷载进行卸荷到初始值，并测量锚杆的回弹值。5、 锚杆验收试验在单循环施加荷载的方法中，随机的选取实验锚杆总量的5%的抗拔锚杆作为验收试验的研究对象。在初始荷载与增量荷载均为100KN和卸荷至初始值的情况下，对锚杆的抗拔能力和锚杆的质量进行了研究，判断是否能够满足本工程的设计要求。通过对抗拔锚杆的施加荷载、锚头位移的情况进行研究和分析，每级荷载等级观测的时间内，锚头的位移增量均小于0. 01mm，符合工程设计要求。结语：综上所述，对抗拔锚杆进行优化设计能够有效的降低建筑企业的施工成本，提高建筑企业的经济效益，达到节能减排和绿色施工的目的。参考文献：窗体顶端1 邹超君.DNA计算中B-树和B+-树数据结构的研究与设计D.湖南大学,2012. 2 张艳宾.分析 DNA 计算机中队列数据结构的设计与实现J.计算机光盘软件与应用,2012,(7):198-199. 3 魏国辉.DNA计算机中数据结构的研究D.重庆邮电大学,2009.DOI:10.7666/d.y1824834. 4 朱雅莉,李肯立.DNA计算机中堆栈数据结构的设计J.计算机工程与科学,2008,30(4):121-123,127.DOI:10.3969/j.issn.1007-130X.2008.04.038. 5 车玮.DNA计算机中队列数据结构的设计及实现J.科协论坛（下半月）,2011,(5):59-60.DOI:10.3969/j.issn.1007-3973.2011.05.034. 6 朱雅莉.堆栈和二叉树数据结构在DNA计算机中的设计与实现D.湖南大学,2007.DOI:10.7666/d.y1209249. 7 于海钰.DNA计算机中队列数据结构探讨J.卷宗,2012,(3):188. 1 邹超君.DNA计算中B-树和B+-树数据结构的研究与设计D.湖南大学,2012. 2 张艳宾.分析 DNA 计算机中队列数据结构的设计与实现J.计算机光盘软件与应用,2012,(7):198-199. 3 魏国辉.DNA计算机中数据结构的研究D.重庆邮电大学,2009.DOI:10.7666/d.y1824834. 4 朱雅莉,李肯立.DNA计算机中堆栈数据结构的设计J.计算机工程与科学,2008,30(4):121-123,127.DOI:10.3969/j.issn.1007-130X.2008.04.038. 5 车玮.DNA计算机中队列数据结构的设计及实现J.科协论坛（下半月）,2011,(5):59-60.DOI:10.3969/j.issn.1007-3973.2011.05.034. 6 朱雅莉.堆栈和二叉树数据结构在DNA计算机中的设计与实现D.湖南大学,2007.DOI:10.7666/d.y1209249. 7 于海钰.DNA计算机中队列数据结构探讨J.卷宗,2012,(3):188. 窗体底端1谈高锋.抗拔锚杆的设计与施工质量控制J.施工技术,2005,34(9):44-46.DOI:10.3969/j.issn.1002-8498.2005.09.015. 2柳立新.抗拔锚杆在处理桩基础质量事故中的应用J.施工技术,2006,35(1):58-59.DOI:10.3969/j.issn.1002-8498.2006.01.022. 3张晓伦,刘志宏.抗拔锚杆在某中心湖工程中的应用J.广州建筑,2012,(4):10-13.DOI:10.3969/j.issn.1671-2439.2012.04.002. 4王海东.预应力抗拔锚杆在体育场工程中的应用J.建筑技术,2005,36(12):936-937.DOI:10.3969/j.i