抗浮锚杆方案.doc

基础抗浮工程 星星卡纳湾畔一期地下室基础抗浮锚杆设计与施工方案中国华西工程设计建设有限公司二0一0 年三月目 录1. 工程概况2.场地工程地质概况 2.1 场地地形地貌及区域地质构造2.2 场地岩土构成及其特征2.3 场地水文地质条件3.抗浮锚杆设计3.1 锚杆设计计算3.1.1 设计依据3.1.2 抗浮锚杆设计要求及方案选择3.1.3 锚杆杆体截面面积和锚杆长度计算3.2 锚杆布置及数量的确定3.3 锚杆材料及防腐3.4 锚杆主筋在基础内的锚固3.5 防水处理3.6 耐久性设计3.7 锚杆抗拔试验4.抗浮锚杆施工工艺及技术要求5.质量控制保证措施6.安全生产保证措施7.文明施工保证措施8.工期进度保证措施 附 图： 1.抗浮锚杆平面布置图 图号：01 2抗浮锚杆详图 图号：021 工程概况拟建工程位于成都市大邑县温泉大道，拟建物为2幢25-28层商住综合楼高度87米，地下1层，埋深约-6.0m。场地地下水类型属第四系孔隙潜水类型，砂、卵石为其主要含水层。勘察期间处于枯水期，实际量测钻孔稳定水位8.00m9.20m，标高517.53m519.81m，水位随季节变化，年变化幅度1.02.0m左右，据收集区域水文地质资料，场地丰水期历史最高潜水位标高为525.50m左右，可作为抗浮设防水位，该区域卵石层渗透系数K=22m/d左右。场地环境类别为类，强透水层。拟建主楼部分，预计拟建物自重大于地下水浮力，若满足要求，可不考虑抗浮因素，对于裙楼及纯地下室部分荷载较小，应进行抗浮验算，若不满足抗浮要求，应采取抗浮措施，建议采用抗浮锚杆（索），抗浮水位取标高525.50m。2 场地工程地质概况2.1 场地地形地貌及区域地质构造拟建场地地貌单元属岷江水系级阶地。勘察期间还未进行场地平整，测得场地勘探点孔口地面标高526.26m528.28m，高差2.02m，场地地形较为平坦，局部有一定起伏。大邑县在我国的大地构造上属扬子地台的西部地区，位于成都平原西侧。大的区域构造属新华夏系第三沉降带四川盆地西部，处于北东走向的龙门山断裂带和龙泉山断裂带之间。在成都平原下伏基岩内存在北东走向的蒲江新津断裂和新都磨盘山断裂及其他次生断裂，而彭灌断裂呈东北西南走向贯穿县境中部。其中除蒲江新津断裂在第四纪以来有间隙性活动外，其他隐伏断裂近期无明显活动表征。总体而言，该区域属杨子地台区，地质构造相对稳定，亦可不考虑隐伏断裂以及龙泉山断裂带的影响，属相对稳定地块。场地按七度地震烈度，已考虑龙门山断裂带对该场地的影响。2.2场地岩土构成及其特征根据本次勘察资料,场地上覆第四系人工填土（Q4ml），其下由第四系全新统河流冲洪积（Q4al+pl）成因的粉质粘土、粉土、砂、卵石组成。地层从上至下描述如下：（1）杂填土：褐灰色、褐灰、褐黄色等；松散；干燥稍湿；由混凝土块、砖瓦、炭渣等建筑垃圾组成，含少量粉土及粘性土。该层场地内普遍分布，层厚0.50m4.00m。 （2）素填土：褐灰、褐黄色；稍密；稍湿；以粉质粘土、粉土为主，含少量砖瓦碎屑及植物根茎。该层场地普遍分布，层厚0.50m2.80m。（3）粉质粘土：褐黄色、褐灰色，局部褐红色；可塑，局部硬塑，含氧化铁，铁锰质结核及少量钙质结核。局部地段底部砂粒富集，渐变为粉土。该层场地内均有分布，厚度0.70m5.30m。（4）粉土：褐黄为主，局部褐灰色；密实；稍湿湿。含铁锰质、氧化铁和少许云母碎片；局部夹薄层粉质粘土。该层在场地内局部地段分布，厚度变化较大，层厚0.30m3.70m。（5）中砂：褐黄、褐灰色；松散；稍湿饱和；以长石、石英为主，含少量云母片。混少量卵石、砾石；该层主要呈层状或透镜体分布于卵石层顶板之上或卵石层中,层厚0.30m3.70m。（6）卵石：褐黄、褐灰色等，稍湿饱和。主要以花岗岩、砂岩及石英岩等组成，顶部多呈强风化状，其下为中微风化，一般粒径210cm，大者可达15cm以上，底部混个别漂石，隙间充填砂、圆砾及少量粘性土；卵石层顶板埋深2.706.00m，标高514.04521.09m。据N120动探试验，卵石层密实度可分为松散、稍密、中密、密实四个亚层：松散卵石：褐黄色、褐灰色；稍湿饱和；卵石含量4555%；稍密卵石：褐黄色、褐灰色；稍湿饱和；卵石含量5560%；中密卵石：褐黄色、褐灰色；稍湿饱和；卵石含量6070%；密实卵石：褐黄色、褐灰色；稍湿饱和；卵石含量7085%（各土层的工程指标建议值摘录为下表1。 岩土层的工程特性指标建议值 表1岩土名称重度(kN/m3)承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa)变形模量E0（Mpa）抗剪强度指标泊松比地基基床系数K（kN/m3）粘聚力标准值Ck(kPa)内摩擦角标准值k(度)杂填土15.005素填土18.0803.010100.42粉质粘土19.51306.025200.38粉 土19.01205.510180.35中 砂18.511010.00320.30中 砂(卵石层中)19.012015.012.00330.30卵石松散20.018020.019.00360.293.0104稍密21.032025.021.00380.273.5104中密22.055038.029.05400.254.0104密实24.080045.036.010450.225.0104 2.4场地地质水文条件场地地下水类型属第四系孔隙潜水类型，砂、卵石为其主要含水层。勘察期间处于枯水期，实际量测钻孔稳定水位8.00m9.20m，标高517.53m519.81m，水位随季节变化，年变化幅度1.02.0m左右，据收集区域水文地质资料，场地丰水期历史最高潜水位标高为525.50m左右，可作为抗浮设防水位，该区域卵石层渗透系数K=22m/d左右。场地环境类别为类，强透水层。场地地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。场地土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性；对钢结构至少具弱腐蚀性。3.抗浮锚杆设计3.1锚杆设计计算3.1.1设计依据高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）注浆技术规程（YSJ211-92）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）岩土工程勘察报告书（中南勘察设计院）建设方提供的相关图纸。3.1.2 锚杆轴向拉力标准值及设计值的确定 重庆建筑工程设计院有限责任公司成都分公司明确上部结构提出的抗浮设计要求为：单根锚杆轴向拉力特征值为217kN。根据拟建物特性及设计要求， 锚杆按2000mm2000mm间距布置。 3.1.3、锚杆杆体截面面积和锚杆长度计算1、锚杆钢筋截面积计算：、 建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）中7.2.2式As 配置钢筋有效截面面积；Na 锚杆轴向拉力设计值，取217KN；2 锚筋抗拉工作系数，永久性锚杆取0.69；0 边坡工程重要性系数，取1.0；fy 锚筋抗拉设计强度值；采用HRB335R螺纹钢筋取300N/mm2；As1.0217103/0.69300=1048mm2取325钢筋（A=1472 mm2 1048mm2，满足设计要求）2、 锚固体长度确定 la 建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）中7.2.3式。上面式中： la 锚固段长度（m）；D 锚固体直径130mm；frb 土体与锚固体粘结强度特征值(kPa)，取最不利钻孔加权平均值为110kPa；1 锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00。根据重庆建筑工程设计院有限责任公司成都分公司提供的地下室结构平面布置图，单根锚杆的抗拔承载力特征值为217KN。la =217KN/1.03.14130mm110Kpa=4.83m la取5.0m4.83m3、 杆钢筋与锚固砂浆长度计算： la=1.0217/0.6033.140.0252.40=639mm =0.639mla取5.0m0.639m4、抗浮锚杆承载力特征值按下式估算Fa=qsiUiLi=110kpa3.140.15m5.0m=259KN根据以上计算，锚杆上部1m不计锚固力，作为锚杆自由段。因此，确定锚杆长度为5.0m；钢筋长度6.0m，预留1.0m锚固于筏板基础内，满足钢筋伸入筏板基础不小于35d。因此在上述条件下，桩数共计1289根，总进尺共计6445米。锚杆长5.0m，孔内置325钢筋（HRB335钢筋），钢筋长度6m，预留1m与建筑基础连接，M30水泥灰浆注浆，可提供217KN的容许抗拔力。单根锚杆抗拔力由现场试验确定，根据现场试验结果可对本设计作适当调整。另锚杆的止水施工由土建单位施工完成。计算表格如下： 计算项目单位单根抗浮锚杆轴向力设计值NKN217钢筋类型与直径dmm级25钢筋根数n根3桩截面直径Rmm150钢筋截面面积Asmm21472结论满足要求3.2锚杆布置及数量的确定根据建设单位提供的地下室平面图，设计单位在所需抗浮部位锚杆均匀布置如下表：名 称单根锚杆抗拨力N（kN）锚杆间距（mm）单根锚杆锚固长度（m）实际按面积均布的设计根数n锚杆总长（m）地下室基础抗浮锚杆N=217KN 202.05n=1289根6445具体布置详见抗浮锚杆平面布置图。3.3 锚杆材料及防腐杆体材料采用3根直径d=25mm普通级螺纹热轧钢筋。灌浆材料采用纯水泥浆,水灰比0.5:1左右,灌浆量达到饱满。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，以保证杆体不受腐蚀。 由于地下水对混凝土中的钢筋弱腐蚀性，本工程防腐等级为级，故锚固段注浆后，无需作特别防腐处理。3.4锚杆主筋在基础内的锚固锚杆自由端伸入基础底板不小于35d（即约1000mm），杆体自由端上部500mm作90弯曲处理后伸入基础底板并锚固于基础底板中。3.5防水处理锚杆与基础连接处的防水处理措施由结构设计单位提供，应选择有资质的专业防水施工队伍进行防水施工。3.6 耐久性设计本工程主体结构设计年限为50年，本工程抗浮锚杆的耐久性设计仍按50年。抗浮锚杆环境类别为二（b），设计要求最大水灰比0.55。3.7锚杆抗拔试验根据土层锚杆设计与施工规范(CECS22:2005)，锚杆抗拔试验分为须基本试验和验收试验，最大试验荷载不宜超锚杆杆体极限承载力的0.8倍。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。基本试验锚杆数量不少于3根，按照极限抗拔力进行；验收试验锚杆数量不小于锚杆总数的5，本工程总计1289根锚杆，需抽取约65根锚杆做抗拔验收试验。本工程应选取有资质的检测单位按相关规范进行锚杆抗拔试验。4.抗浮锚杆施工工艺及技术要求4.1 施工方法与特点1、嵌入深度及成孔技术要求根据拟建场地的地质条件，锚杆锚固段长度为8.0m；杆体直径为150mm；采用中风压跟管成孔，终孔后在孔内置入预制好的锚杆及灌浆管，后经压浆锚固形成直径约为150mm的抗浮锚杆。2、灌浆技术要求 注浆压力：0.51.5MPa；浆液水灰比：0.5：1，压浆用水泥为P.C32.5。4.2施工工艺流程测量放孔成孔记录孔深度清孔钢筋制安填砾石拔管压力注浆二次补浆质量自检养护期抗拔试验基础施工（含作防水，由第三方进行）。4.3操作过程及技术要求（1） 测量放孔：由土建施工单位放出拟建筑轴线，我方按照具体的抗浮锚杆平面布置图测放锚杆位置；（2） 成孔：采用哈迈YXZ70型锚杆钻机跟管钻进。成孔时孔位准确，钻孔垂直，孔深符合设计要求并及时做好成孔深度记录。（3） 钢筋制安：严格按照设计要求下料，沿杆体轴线方向每隔2.0m设置一个箍筋和一个对中支架，把钢筋、箍筋以及对中支架焊接牢固。钻孔完成且清孔后，将制作好的钢筋和注浆管下入孔中，要求下至设计深度，误差不超过10cm。注浆管端口距孔底2030cm。（4） 填砾：砾石宜选择均匀的，砾径不大于3cm，填冲砾石时宜确保钢筋位于孔中心。（5） 拔管：填冲砾石后开始拔出套管，拔管时应保证钢筋不随管拔出。（6） 注浆：通过注浆管进行压力注浆。注浆材料采用P.C32.5复合硅酸盐水泥，按水灰比0.5:1配制纯水泥浆。要求第一次灌浆至浆液返出地面为止,再间隔5分钟左右观察如孔内浆液低于地面10cm时应进行第二次压力补灌浆，直至浆液稳定。（7） 质量自检：注浆完毕后按照设计图纸要求进行质量自检，发现问题及时处理。（8） 养护期：自然养护天数大于14天。（9） 抗拔试验：按照锚杆总数的5%随机抽检，由第三方进行。（10） 基础施工：锚杆抗拔试验及验收合格后，即可进行基础施工，该部分工作由土建单位完成（含作防水）。5.施工组织5.1.施工场地条件场地“三通一平”为施工必要条件，其中施工现场用电可分为施工机械用电和照明用电两大类。根据选用设备情况，施工现场高峰期最大用电容量可达550千瓦，为保证现场施工的有效进行，现场应满足施工用电不小于550千瓦，并保证充足的水源来配制水泥浆。5.2.施工组织机构及人员配备5.2.1施工组织机构本工程严格按“项目法”进行施工项目管理，实行项目经理责任制，按项目管理规范进行各项管理，项目经理将对质量、工期、安全、成本及文明施工全面负责。确保工程质量、工期、安全等方面达到目标要求。施工组织机构图 5.2.2施工人员配备由项目经理，项目技术负责人 ，施工队长组成项目施工班子，并配备一定数量的技术人员、技术工人和普工组成施工队伍。项目班子对工地的生产、技术质量、工期进度、施工安全等进行直接管理，并接受业主、总承包方及施工监理的指导、监督、检查。 施工管理主要人员配备情况表序号工作岗位职 责备 注1项目经理全面负责工程质量、进度、安全和成本工程师2技术负责全面负责技术工作工程师3施工员施工调度、人员机具安排、进度控制助理工程师4质检员质量监督、控制助理工程师5材料员材料采购、检验助理工程师6安全员安全管理助理工程师7记录员现场记录助理工程师5.3施工准备施工准备工作分为技术准备、物质条件生产准备、施工组织准备、现场施工准备、场外组织与管理准备等几个部分同时进行。5.3.1技术准备（1） 收集完善的抗浮锚杆方案设计所必须的资料，如正式的基础平面布置图、抗浮锚杆平面布置图等。（2） 组织各专业人员认真熟悉图纸，组织好图纸的会审工作，熟悉和掌握施工图纸的全部内容和设计意图，制定施工工艺卡，编制施工技术实施方法和实施程序。（3） 做好技术交底工作。本工程每一道工序开工前，均需进行技术交底，技术交底是保证工程质量的重要因素，通过技术交底使参加施工的所有人员对工程技术要求做到心中有数，以便科学地组织施工和按合理的工序、工艺进行施工。（4） 技术交底采用三级制，即项目部技术负责人专业工长各班班长。技术交底均有书面文字及图表，级级交底签字，技术负责人向专业工长进行交底要求细致、齐全、完善，并要结合具体操作部位、关键部位的质量要求，操作要点及注意事项等进行详细的讲述交代，工长接受后，应反复详细地向作业班组进行交代，班组长在接受交底后，应组织工人进行认真讨论，全面理解施工意图，确保工程的质量和进度。5.3.2施工现场准备施工现场准备安排见下表。施工现场准备安排表序号 工作内容 完成时间 执行部门或执行人1 施工现场的移交接受开工前2天项目经理部2 现场控制网的设立并复核开工前1天项目经理部、测量员3 现场临时设施的搭设开工前2天项目经理部、施工员4 临时水电线路的铺设开工前2天 项目经理部5 消防器材的设置开工前2天 项目经理部5.4.物资材料准备根据设计图纸要求材料规格、型号计算各种材料数量，并根据工程进度作好材料采购、运输、贮备计划，保证施工用料。工程主要材料必须按照设计要求保证质量。5.5.施工设备投入施工设备应满足先进、安全、环保、节能、适用等要求。施工设备投入详见下表： 用途设备名称额定功率数量用电量成孔YXZ-70全液压锚杆钻机25KW4台100KW空压机185KW2台370KW锚杆制作电焊机40KW1台40KW灌浆制浆机2KW1台2KW压浆机11KW1台11KW施工总总电量约计550KW5.6 劳动力投入劳动力投入计划表 序号工种名称人数备 注1电工12机械操作、钻探工123钢筋、电焊工64注浆工65机械维修工25.7 施工进度控制项 目施 工 进 度（天）241015182226323545施工准备测量放点成孔钢筋制安注浆检测电源(550KW)满足要求的情况下，本工程施工有效工期计划为45天。若遇下雨或停电等不可抗拒的原因影响工期,其工期顺延。6.质量控制保证措施6.1关键点控制为保证每根抗浮锚杆达到设计的抗拔力，必须严格控制以下影响质量的关键点：（1） 成孔深度必须设计的深度，施工中应作好深度、孔径及孔底地层的记录并及时交项目经理或技术负责人签字确认。（2） 成孔孔径必须146mm；通过压浆后形成的锚固体直径应不小于150mm，应确保压浆质量。6.2 质量管理及控制（1） 施工前，应将施工组织方案报有关技术部门及专业总工审核、审定。（2） 开工前，根据施工各环节的质量要求，对参加施工的全体管理人员和施工工人进行技术交底、质量教育，以加强质量意识。（3） 在施工过程中，对整个工程的各个工序进行全面质量管理，保证各工序的施工质量满足设计和规范要求，对不合格的工序，下道工序必须拒绝接收，并向工程负责人和施工负责人汇报，直到上道工序满足设计要求为止（4） 各工序的负责人必须作好本工序的记录，记录必须真实可靠，不得随意涂改原始记录。（5） 工程技术负责人及时作好原始记录的整理工作，出现问题立即会同有关人员组织处理。（6） 作好材质检查和验收工作，各种原材料必须具有质保书方能使用，地方建材必须具有质检报告并符合要求才能使用。同时把好