抗浮锚杆设计方案--新规范2.18

都江堰都江堰 维纳斯堡维纳斯堡 项目项目 抗浮锚杆设计文件抗浮锚杆设计文件 项 目 负 责 兰恒强 设 计 兰恒强 证书等级 岩土工程设计甲级 证书编号 二二 一一 七七 年年 二二 月月 目目 录录 1 工程概况 1 2 场地工程地质条件及水文地质条件 2 3 抗浮锚杆设计 4 3 1 设计依据 4 3 2 设计计算 4 3 2 1 锚杆间距 单根锚杆抗拨力的确定 4 3 2 2 锚杆配筋计算 5 3 2 3 锚杆直径与长度 5 3 2 4 锚杆设计结果统计 7 3 2 5 锚杆抗浮力验算 7 3 3 锚杆材料防腐 9 3 4 防水设计 9 3 5 锚杆抗拔试验 9 3 5 1 基本试验 9 3 5 2 验收试验 9 4 施工工艺及技术要求 10 4 1 施工方法与特点 10 4 1 1 嵌入深度及成孔技术要求 10 4 1 2 灌浆材料要求 10 4 2 施工工艺流程 10 4 3 操作过程及技术要求 10 4 4 防腐 防锈措施 11 附图 附图 1 抗浮锚杆平面布置图 1 都江堰维纳斯堡项目都江堰维纳斯堡项目 抗浮锚杆设计方案抗浮锚杆设计方案 1 工程概况 都江堰维纳斯堡项目位于四川省都江堰市翔凤大道与内二环路交界处 交通方便 依照建设单位提供的建筑设计总平面图 该拟建项目为多栋 4 6 层建筑 设 2 层地下 室 局部为纯地下室 拟采用框架结构 独立基础 主体结构设计由浙江恒欣建筑设 计股份有限公司完成 工程地质勘察由建材成都地质工程勘察院完成 我公司受建设 方四川翔凤房地产开发有限公司委托对该工程进行专项抗浮锚杆设计 拟建物情况一览表拟建物情况一览表 表表 1 1 建筑物 名称 设计 0 00 高程 m 层数高度 m 结构类型 基础 形式 基础 埋深 m 抗浮力标准 值 kN m2 地下室 情 况 综合楼 711 504F16 5 框架柱基 9 6570 2 层 综合楼 711 50 5F20 1 框架柱基 9 65 70 2 层 综合楼 711 50 6F23 9 框架柱基 9 65 70 2 层 商业楼 711 50 3F 5F 12 9 15 9 框架柱基 9 65 70 2 层 下沉式广场 711 50 1F 5 25 框架 柱基 5 25 40 1 层 设备房 711 50 1F0 00 框架 柱基 5 15 40 1 层 拟建建筑全部采用独立基础结合抗水板 根据结构设计要求 本工程综合楼及 商业楼 2F 部分地下室抗浮板设计抗浮力标准值为 70kN m 抗浮面积为 2094 77 设备房及下沉式广场 1F 抗浮板设计抗浮力标准值为 40kN m 设备房部分抗浮面积为 85 94 下沉式广场部分抗浮面积为 223 07 本工程抗浮采用抗浮锚杆进行处理 抗浮锚杆间距不宜大于 2 5m 本工程 0 00 绝对标高为 711 50m 抗水板板厚 250 400mm 根据设计单位提 供的基础布置图及本工程地勘资料 本工程设计抗浮水位标高 710 00m 2 2 场地工程地质条件及水文地质条件 2 12 1 场地地形地貌 场地地形地貌 拟建场地位于四川省都江堰市 翔凤大道与内二环路交界处 有城市市政道路相通 交通较便利 场地为 岷江水系一级阶地 地形平坦 2 22 2 场地地层结构 场地地层结构 根据本工程地勘报告 勘察深度范围内地基土按时代成因及土性特征自上而下划 分为 3 个工程地质层 依次为 第四系全新统人工填土层 Q4ml 第四系全新统 冲积粘性土层 Q4al 第四系全新统冲洪积砂卵石层 Q4al pl 土性特征描述如下 1第四系全新统人工填土层 Q4ml 人工填土 灰褐色 褐黄色 主要由碎砖瓦块等建渣等组成 局部含砂卵石土 粘性土等 全场地分布 一般厚 0 4 2 5m 2 第四系全新统冲积粉土 粉砂层 Q4al 粉土 1 黄灰色 灰色 湿 中密 含氧化铁及云母碎片等 该层具轻微摇振反 应 无光泽 干强度及韧性低 厚度一般在 0 4 2 5m 个别地段缺失 粉砂 2 灰色 褐灰色 湿 松散 主要矿物成分为石英 长石 含少量云母片 厚度一般在 0 4 1 5m 部分地段缺失 第四系全新统冲洪积砂卵石层 Q4al pl 按土质类别及密度差异分为 5 个 亚层 本次钻探未揭穿此层 松散卵石 1 黄灰色 灰色 湿 饱和 卵石含量 55 60 粒径一般 20 40mm 最大大于 80mm 磨圆度较好 多呈亚圆形 卵石以微风化为主 岩性主要 为岩浆岩及变质岩 少量沉积岩 孔隙间充填物主要为砂粒及砾石 局部地段夹砂薄 层 稍密卵石 2 黄灰等色 湿 饱和 岩性主要为岩浆岩及变质岩 少量沉积岩 卵石含量 65 左右 粒径一般 30 60mm 最大大于 100mm 磨圆度较好 卵石以微风化 为主 少部分卵石强风化成碎颗粒或砂粒 孔隙间充填物主要为砂粒及砾石 其含量约 30 40 中密卵石 3 灰褐 灰色 湿 饱和 岩性主要为岩浆岩及变质岩 少量沉积岩 卵石含量 70 左右 粒径一般 40 70mm 最大大于 120mm 磨圆度较好 多呈圆 亚圆 形 卵石以微风化为主 少部分卵石强风化成碎颗粒或砂粒 孔隙间充填约 30 的砂 粒及砾石 局部深度段含漂石 3 密实卵石 4 黄灰 浅灰色 饱和 岩性主要为岩浆岩及变质岩 少量沉积岩 卵石含量大于 70 粒径一般 50 100mm 磨圆度较好 多呈圆 亚圆形 混约 10 15 的砂 圆砾等 含漂石 细砂 5 青灰色 饱和 松散 稍密 以松散为主 局部为中砂 主要由石英 长石 云母碎片及暗色矿物组成 局部地段含约 10 的卵石及圆砾 地基土主要物理力学性质指标一览表地基土主要物理力学性质指标一览表 表表 2 2 1 抗剪强度 岩土层名称 及 代 号 天然重度 r KN m3 地基承载力 特征值 fak KPa 压缩模量 Es MPa 岩土层与水泥砂浆 或水泥结石体的极 限粘结强度标准值 fmg kPa 粘聚力 C KPa 内摩擦角 度 人工填土 18 0 粉 土 119 01204 8 65 1115 粉 砂 219 51006 75 020 松散卵石 120 522017 100 032 稍密卵石 221 535028 130 035 中密卵石 322 056045 170 040 密实卵石 422 580065 230 1045 细 砂 519 51107 80 025 备注 表中岩土层与水泥砂浆或水泥结石体的极限粘结强度标准值 fmg kPa 仅供初步设计参考 实 际使用应通过现场试验确定 本工程抗浮锚杆锚固深度范围内主要为中密卵石和密实卵石 局部为漂石 2 32 3 水文地质条件水文地质条件 根据地勘报告 场地内的地下水主要是赋存于砂卵石土层中的孔隙潜水 受大气 降水及上游地下水补给 水量较丰富 水位变化主要受季节性控制 年变化幅度 1 5 2 0m 左右 勘察期间正值地下水平水期 受场地附近人工降水影响 测得场地内 稳定水位为 6 4 7 2m 相应绝对标高为 704 60 704 82m 本场地历史最高地下水位 标高为 710 00m 场地环境类别为 I 类 场地内地下水对混凝土中钢筋结构和混凝土具微腐蚀性 4 3 抗浮锚杆设计 3 1 设计依据设计依据 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB 50086 2015 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 成都地区建筑地基基础设计规范 DB51 T5026 2001 注浆技术规程 YSJ211 92 维纳斯堡项目基础平面布置图 浙江恒欣建筑设计股份有限公司 维纳斯堡项目岩土工程勘察报告 建材成都地质工程勘察院 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 国家建筑标准 设计图集 16G101 四川省建筑地基基础检测技术规程 DBJ51 T014 2013 3 2 设计计算设计计算 3 2 1 锚杆间距 单根锚杆抗拨力的确定 本次设计锚杆间距按 S 1 82 1 82m 正方形网格布置 锚杆布置详见 抗浮锚杆平 面布置图 单根锚杆抗拔承载力设计值 Nk Nk Fk S S 式中 Fk 设计抗浮力标准值 kN m2 S 锚杆间距 m 根据 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB 50086 2015 第 4 6 6 1 式 单根锚杆抗拔承载力设计值 Nd 1 35 dWk NN 式中 Nd 锚杆轴向拉力设计值 kN Nk 锚杆轴向拉力标准值 kN W 工作条件系数 取 1 1 计算结果见下表 5 单根锚杆抗拔力设计计算表单根锚杆抗拔力设计计算表 设计抗浮力标准 值 Fk kN m2 锚杆间距 m 单根锚杆拉力标准 值 Nk kN 单根锚杆拉力设计值 Nd kN 锚杆类型 70 1 82 1 82 231 868344 324A 40 1 82 1 82 132 496196 757B 3 2 2 锚杆配筋计算 根据 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB 50086 2015 第 4 6 8 2 式 进行计算配筋量 As Nd fy 式中 Nd 锚杆的轴向拉力设计值 kN As 锚杆钢筋截面面积 mm2 fy 普通钢筋抗拉强度设计值 N mm2 HRB400 钢筋螺纹钢筋取 360N mm2 根据工程性质 施工工艺及施工经验 采用 HRB400 三级 螺纹钢筋作为锚杆钢 筋 需满足设计配筋及检测要求 计算结果见下表 锚杆钢筋截面积设计计算表锚杆钢筋截面积设计计算表 设计抗浮力标准 值 Fk kN m2 锚杆间距 m 单根锚杆拉 力设计值 Nd kN 锚杆钢筋截面 积计算值 As mm2 单根锚杆配 置 级螺纹 钢筋 实配锚杆钢 筋截面面积 mm2 锚杆类型 701 82 1 82344 324956 53 251471 875 A 401 82 1 82196 757546 52 25981 25 B 3 2 3 锚杆直径与长度 依据 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB 50086 2015 第 4 6 10 1 4 6 10 2 式进行锚杆锚固段长度计算 计算结果取较大值 1 锚杆锚固体与地层的锚固段长度计算 Nd fmg K D La 2 锚杆钢筋与锚固体间的锚固长度计算 Nd fms n d La 式中 Nd 锚杆拉力设计值 kN 6 La 锚固段长度 m fmg 锚固段注浆体与地层间极限粘结强度标准值 由地勘单位根据现场基 本试验结果确定为 160kPa fms 锚固段注浆体与筋体间的粘结强度设计值 MPa 按灌浆体抗压强度 25MPa 考虑 取 0 8MPa D 锚杆锚固段钻孔直径 取 166mm d 锚杆钢筋直径 mm 取 25mm K 锚杆段注浆体与地层间的粘结抗拔安全系数 取 2 2 永久锚杆 采用 2 根或 2 根以上钢筋时 界面粘结强度降低系数 取 0 75 锚固段长度对极限粘结强度的影响系数 锚固长度 7 7 米取 1 18 锚 固长度 4 7 米取 1 495 n 钢筋根数 根 代入上述公式得 La Nd K fmg D 抗浮力为 70kN La 344 324 2 2 160 3 14 0 166 1 18 7 7m 抗浮力为 40kN La 196 757 2 2 160 3 14 0 166 1 495 3 48m 依据 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB 50086 2015 第 11 2 4 条需满足抗浮锚杆整体稳定性 验算要求 锚固段长度取 4 7 La Nd fms n d 抗浮力为 70kN La 344 324 0 8 3 3 14 25 0 75 2 437m 抗浮力为 70kN La 196 757 0 8 2 3 14 25 0 75 2 09m 7 根据场地岩土工程地质条件 设计要求 拟建物性质及工程施工经验 考虑锚杆 上部段锚固效果差 无效段锚固段长度取 0 4m 即锚杆上部 0 4m 长度不计算抗拔力 根据 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 国家建筑标准设计 图集 16G101 上部锚入抗水板底板内长度为 35d 取 36d d 为钢筋公称直径 36 25 900mm 故本工程锚杆长度及结构组成见下表 锚杆长度及结构组成表锚杆长度及结构组成表 设计抗浮 力标准值 Fk kN m2 锚杆锚固体 与地层的锚 固段长度计 算值 m 锚杆钢筋与 锚固体间的 锚固长度计 算值 m 锚杆锚固长 度计算最终 确定值 m 无效锚 固段长 度 m 锚杆长 度 La m 钢筋上部 锚固长度 m 钢筋 总长 m 锚杆类型 707 72 437 7 7 0 48 1 0 99 0 A 403 482 094 70 45 10 96 0B 3 2 4 锚杆设计结果统计 综合上述 3 2 1 3 2 3 中的计算结果 抗浮锚杆设计结果统计如下 锚杆设计结果统计表锚杆设计结果统计表 3 2 5 锚杆抗浮力验算 单根锚杆轴向拉力验算 根据 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB 50086 2015 第 4 6 8 2 式 第 4 6 10 1 4 6 10 2 式 按实际设计参数进行锚杆轴向拉力计算 设计抗浮 力标准值 Fk kN m2 锚杆 间距 m 单根锚杆拉 力设计值 Nd kN 单根锚杆 配置 级 螺纹钢筋 锚杆 长度 m 钢筋 长度 m 锚杆直 径 mm 锚杆布 置根数 根 锚杆编 号 锚杆类 型 70 1 82 1 82 344 3243 258 1 9 0 166635 70 704A 40 下沉 式广场 1 82 1 82 196 7572 255 16 0166691 69B 40 设备 房 1 82 1 82 196 7572 255 16 016629705 733B 8 dys NfA Nd fmg K D La Nd fms n d La 计算结果见下表 单根锚杆轴向拉力验算表单根锚杆轴向拉力验算表 锚杆杆体受拉 承载力设计值 kN 锚固段注浆体与地 层间的实际锚固力 设计值 kN 锚固段注浆体与筋 体间的实际锚固力 设计值 kN 锚杆轴向拉力设计 值 Nd kN 比较结果 529 9 344 43 1088 01344 324 满足要求 353 25234 27442 74196 757 满足要求 整体抗浮锚杆抗拔力验算 将实际设计的抗浮锚杆所能提供的总抗拔力设计值与该区域整体所需抗浮力设计 值进行对比 计算结果见下表 设计抗浮 力标准值 Fk kN m2 设计抗浮 力设计值 F kN m2 抗浮 面积 m2 实际提供的 锚固力最小 值 kN 抗浮锚 杆根数 根 整体所需抗 浮力设计值 kN 实际总抗拔 力设计值 kN 比较 结果 70103 952094 77 344 324 635 34 74 满足要求 40 下沉 式广场 59 4223 07196 7576913250 35813576 233 满足要求 40 设备 房 59 485 94196 757295104 8635705 953 满足要求 抗浮锚杆整体稳定性验算 根据 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB 50086 2015 第 11 2 4 节进 行抗浮锚杆整体稳定性验算 K W G Ff 式中 W 基础下抗浮锚杆范围内总的土体重量 kN 计算时采用浮重度 G 结构自重及其他永久荷载标准之和 kN 为本工程为浮力减去抗浮力 Ff 地下水的浮力标准值 kN K 抗浮稳定安全系数 取 1 05 9 计算结果见下表 设计抗浮力标准 值 Fk kN m2 抗浮 面积 m2 整体抗浮力标准 值 Ff kN 基础下抗浮锚杆范围 内总的土体重量 W kN 抗浮稳定安 全系数 K 比较 结果 702094 77 9 6461 14 满足要求 40 下沉式广场 223 078922 89770 4661 09 满足要求 40 设备房 85 943437 63764 1721 09 满足要求 3 3 锚杆材料防腐锚杆材料防腐 杆体材料采用 3 25 2 25 级 三级 螺纹钢筋 由于地下水对混凝土中的钢筋具 微腐蚀性 钢筋直接由水泥砂浆封闭防腐 杆体上端钢筋伸入基础砼内 900mm 若基 础板厚度不足 900mm 则钢筋末段采用弯钩形式 钢筋上端距离基础板顶面不小于 50mm 详见附图 沿杆体轴线方向每隔 2m 设置一个隔离对中支架 确保杆体保护层 厚不小于 25mm 3 4 防水设计防水设计 由于本工程抗浮锚杆需进行锚杆防水处理 抗浮锚杆上部与基础板连接 含钢筋弯 曲 锚杆与基础连接处的防水处理措施 由结构设计进行设计处理 由后续土建单位 完成施工 3 5 锚杆抗拔试验锚杆抗拔试验 根据规范要求 锚杆抗拔试验分为须基本试验和验收试验 试验用计量仪表 压力 表 测力计 位移计 应满足测试要求的精度 选取有资质的检测单位进行抗拔试验 抗浮锚杆试验检测数量 方法按相关规范执行 验收检测宜在锚杆施工完成后 15 天后 进行 3 5 1 基本试验 抗浮锚杆基本收试验应在正式施工前进行 本工程应不少于 3 根 同一地层条件 杆体材料 锚杆参数及施工工艺等 基本试验锚杆建议选择非工程锚杆 且配筋应满 足基本试验抗拔要求 10 3 5 2 验收试验 抗浮锚杆验收试验应抗浮锚杆施工完毕后 应进行验收试验的检测 数量为锚杆 总数 配筋不同应分类检测 的 5 且不得少于 6 根 若验收试验不合格时 应增加锚杆试件数量 增加的锚杆试件应为不合格锚杆的 3 倍 对不合格的锚杆 按实际达到的试验荷载最大值的 50 进行取值 并根据不合 格锚杆占总数量的百分率推算工程锚杆实际总抗浮力与总浮力的差值 并按差值增补 锚杆 4 施工工艺及技术要求 4 1 施工方法与特点施工方法与特点 4 1 1 嵌入深度及成孔技术要求 根据该项目场地的地质条件 锚杆锚固深度 5 1m 8 1m 杆体直径均为 166mm 采用中风压跟管钻进成孔 终孔后用风清孔 然后在孔内置入钢筋及灌浆管 后经压 浆锚固形成直径约为 166mm 的抗浮锚杆 4 1 2 灌浆材料要求 灌浆管采用 20 增强塑料管 灌浆材料采用水泥浆或水泥砂浆 应确保灌浆体抗 压强度达到 25MPa 4 2 施