浅谈地下室抗浮锚杆设想

PAGEPAGE4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：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。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0.1~0.2mm水头压力在15~20m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谈锚杆蜂状态津锚杆工类别彼永久贩锚杆挽临时筋锚杆组在工啦作状填态下积[报σ够]盯≤棍0.妙60误Pu奏或罚0.拼75闸Py竭[刃σ南]遇≤抬0.脆65亿Pu铅或污0.底80果Py茂在张造拉时脉[摆σ鸡]乘≤吴0.况70石Pu转或退0.齐85碑Py武[彻σ白]炼≤尼0.丰70衔Pu桃或闪0.光85霞Py齿在实圆验时栽[舌σ游]牵≤怖0.吧80计Pu邮或江0.季90敢Py臭[桑σ宫]乏≤亏0.激80带Pu杀或帮0.敢90物Py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：侵(柳1)绑.吸锚杆渴轴向腐拉力呆标准挽值和区设计慰值的愉确定巨；共(横2)帝.斤锚杆删钢筋桥截面册面积治的确孟定；竟(导3)塑.在锚杆初锚固持体与匙地层延的锚柳固长贵度的叼确定炮；堡(劣4)配.致锚杆接钢筋糊与锚竹固砂于浆间荷的锚谜固长券度的蛛确定席。罩锚杆管体的荷设计吃及构哄造详称见《桐土层凡锚杆住设计烤与施层工规水范》土，此墙处不旁再赘炕述。诱需要门注意猴的是慈，资永久茅性抗竿浮锚腐杆的挎锚固懒段不知应设仍置在菊下列善地层检中：秤①雁有机堪质土位，淤窄泥质己土；恰②重液限觉wl宜>5载0%秒的土窑；信③晓相对痕密弟度财D够r<渗0.孟3蛾的土你。返三．显工程乌实例欠广东坏富力嫁广场乒某高流层商石住楼岭，该读楼有鹊一大愈块突眼出高闻层讲的庆3晶层索4.羊5类m科高裙概楼商瑞场（阵裙房奔顶为钢屋顶闻花园刮），门三煮层秃3.贼3杰m度高地涌下室榆车库琴，柱宝网岭7.粗8迈m糟×7旱.8提m遥，面毁积（豪5勾×7声.8魂m茄）奖×优（犬8×剖7.赌8尤m策）爱=龟39慈×6量2幻.4峰=驼24渗33联.6症m哲2宝，底尤板底权标汁高雨-1姥0.灰5课m罩，水久压高薪度婚为该10血.2卡m迫。底勒板具厚边60迁0村，基疗础赏梁扁60鸦0×田12械0场0静，混烦凝土滔强度鹊等级菜C4盼0胁，基鼻础为唯直驰径饶50师0喊的预内应力驱空心钱管桩危。结望构自辨重缸约宇7蚀2K田N烧/浆m其2乏，浮铸力踏为寒1纳0.摇2梳×瘦10匙=兴10值2K早N/修m闸2涂，需近要抵腾抗的援浮力寸为惭1炭02应-7只2=惧30贫K散N/滴m鱼2队。地积质情愤况如度下才：宅①睬人工仅填土讽层蚊3膨m亮②腹淤泥冶质土责层备12明m怠③弯粉质酿（夹罪淤泥吵）粘亚土磁层舟12症m庭④磁砂砾絮层帆3赵m沟⑤侄强风哥化岩贡层叉2m荷⑥蹄中风雀化岩亡层坦2m洗⑦急微风习化岩萄层。伞为了朋减少寸钢绞奸线锚敲杆的滤变形就，控未制地纺下室膨底板饮的裂逢缝，衬进而秒达到悬底板观不出论现渗恐漏，野设计俯采用谊预应掘力锚床杆。弟锚杆饼端头势锚入私中风贫化微莫风化杠岩鹊层差5婶m枪，锚害杆体码直径停为出15孟0搬，锚玉杆拉蝴筋采劝用碑4×皇7派φ谨5杜钢绞生线，烈锚杆费体灌备注牛M3董0友水泥粪砂浆猛，单鸽根锚纷杆设畅计锚谜固拉腰力无为侦50属0K惹N舟。张拆拉应盒力敞为喷σ清co懂n淋=0放.袭60迹fp个ky勺=0馋.6域0广×饮14恩70峰=8常82局N算/宽mm贪2灰，施亭工时鼓对锚京杆进晒行研10悄%莲的超跨张拉狡。工鸣程共核设呆计罗16孙0伟根锚甩杆，述每眯一勒7.址8碰m盯×7似.8惨m果的板肾块内域分布霉四根停抗浮没锚杆首（见缝图潮1伟抗浮蹦锚杆满布置末图）号，对头每昏一减7.跪8吼m鞭×7终.8垂m翁的板判块而绒言，屈抗浮翅锚杆故拉力捞为肾4×穷50脉0=寄20柱0掩0素（仓K纺N寇）＞绵浮虏力习7.敌8×翼7.咽8×笨30疯=1貌82伏5.估2顽（延K惊N酷），抚满足水抗浮酿要求猜。婚锚杆雹灌浆迁施工赤完毕进后，排对其陵中彻4荡根进择行了将抗拔倘检测熔，实庙验中粪，每那级荷赴载在申规定悄的持猴荷时毙间内巴均满距足稳设定要掀求，恼反映某出试搭验锚屑杆在岸各级建荷载裙作用桂下处主于稳孩定状此态，松按照吨《土念层锚某杆设箩计与散施工地规范悄》杜第祖5.泳3.概2仿条的此规定煤：最朱大试冤验荷铺载不旱应超纸过钢及筋秒A×厚f套py西k晓值仇的耻0.瞧8婆倍，向故对轰钢绞伯线锚警杆取柜最大或试验求荷载坡为脏：溉75季0K悠N掠＜吊0.厌8×莫4×图14梨70慢N/油mm夏2梁×挪（等π页×1弱5核2俱/联4勇）秧mm复2的=8歌31菠3宪00挑N炸=8携31惰.3给KN伸。试险验成勒果见扩表虫2向。督表宝2底点钢绞洋线锚减杆验猴收试抖验成迈果表平锚杆渠长度类(酬m)嫁锚筋经类型仪设计堂锚固础力收N捆t眉（打K疮N法）赢试验回最大斤荷载赴（认K娇N爆）测#1赤#2熟#3株#4身4×记7帅φ翠5示钢绞坐线而50陪0家75很0燃25追.2须26傅.0规26办.0也27付.7绑加载最级数耐张拉谦力臂（挣K霞N忠）必本次首张拉镰锚头跳位移尝（皱mm务）脉累计闷张拉喂锚头泻位移披(艘mm缘)阀#1相#2阶#3练#4香#1损#2连#3熄#4录0.奖1滥0温N避t泪50界1.着51执2.偿51冻1.焦63仆1.僻59脆1.宰51器2.祥15熟1.愚63减1.举59弟0.麻25泛N嫌t朋12贝5魄2.希78睡3.种98仿2.惕87症2.烟91趴4.镜29雪6.它13钟4.民50汽4.铅50咱0.扁50口N壁t振25晴0度3.绿45卵7.盛92呜3.府66租3.箩54灰7.椅74扶14虎.0供5脂8.暂16类8.撒04涉0.木75狐N蜓t雾37讲5摆3.旬54圾6.六28阻3.候89粗3.领63副11逐.2院8朵20默.3血3盲12越.0胃5菠11岭.6崖7冻1.婚00择N额t涌50焦0品2.午54们6.渠10榜3.堤95烘3.捉78矿13话.8首2驱26妨.4亚3傍16庙.0认0航15狠.4隐5少1.勿20握N海t环60蹦0顺2.沈50谣6.滤16欺4.印17篇3.妖85壤16围.3希2葵32腔.5砖9畜20坡.1破7龟19屈.3尺0捐1.座50计N炉t三75狭0论4.替02位7.下84唯4.组38南4.外01情20轧.3翁4顽40抵.4堆3仆24码.5舒5国23育.3稍1株由竭表窜2新可看雀出：奉加荷需至设边计值退（即线1.信00井N怪t盈）时轰，钢蜻绞线杂锚杆植累积据变形良最大晃值妥为致26驾.4觉3贵mm滴，平按均值箭为溪17革.9侄2属mm载。设谢想一深下：谋如果倡采用足非预健应力年锚杆旷，当术水浮渴力达默到锚画杆的奶设计斯值时森，锚粘杆有讨如此稳的变兼形，乌那么嗓底板姑可能捷早已顿经开蚀裂出鞋现渗端漏！布可见咐规范候规佛定胃“岸锚杆前的弹苗性变过形和宰水平床刚度跃系数杯应由奇锚杆蚂实验检确床定艺”斗是非限常正盟确的亲！为顶了控亲制地犁下室骗底板弄的裂册缝宽争度不路至出诚现煌渗漏暴水现踩象，修通过悉对底越板进加行有于限元店程计恼算分烧析（阿见书表爱3离），修地下估室底镜板在恩仅有绒锚杆广预应泽力作谨用时腿的最捏大裂兄缝宽胀度质为贵0.屠11正mm糖；在驼底板悉受到殿最大斩浮力渣作用恩时的标最大即裂缝慌宽度牛为轻0.苹18塔mm瓜，均沾小缝于他0.披2躺mm伪。该伟工程纵竣工尖已两黑年，阿效果雄良好市，地产下室正未出横现渗毛漏现禁象。按表砍3辣幕阅地下幅室底否板位神移及蛙裂缝衰宽度游计算枝结葛果纪畏（单卵位巡mm纱）馅荷载竭工况过板中拌点位少移偏锚杆氧点位鞭移蓄板中村点缝璃宽印板边茅中点拌缝宽嘱锚杆召点缝及宽下备注弟仅水筒浮力黎(耻30哀KN网/m秆2凯)予1革2塘（向廊上）然0.之31先0.负43休缝宽止>0击.2项仅锚百杆预绣拉力软(居30走0夜KN语/的根饥)念4.跃5架（向芬下）覆3.边5耀（向牛下）耽0.珠05婆0.亮10每0.企11登缝宽免<0宿.2衣水浮肉力中+抢锚杆乔浮力改:屠30鲁KN蹈/m米2侨锚杆督:4序60瞎KN邀/车根断7.迟6逃（向乘上）队2.羡5篮（向难上）俗0.份14离0.南18僻0.鲜13穴缝宽顷<0妄.2竹二．沃几点育建议焰：征为防罢止地蛮下室遭底板哨产生佩裂缝素而引肥发渗控漏品及伍“姿浮援起贤”丝，建热议从蝶控制先位移蓄的角扶度来锐考虑膊对锚搏杆是栋否施券加预爸应力先。诉锚杆洽的弹亿性变拼形应励由锚往杆实予验确临定，淡对预论应力题岩石坊锚杆葱和全售粘结丸岩石吐锚杆颜可按妨刚性性拉杆四考虑宏。对掀埋置宴较深逗的民粉用建揉筑地般下室迷宜采嫂用预些应力叉抗浮睬锚杆脾。陡对于吵采用胸抗浮咬锚杆朝的防董水要猛求较同高的顶地下熟室，目应对鹊其底沈板进台行多翁种工笔况下躁的内扔力及酸裂缝狮宽度买计算抄。底加板的缓裂缝丸宽度眯计算死值宜胀控制共在莲0.奸2洲mm吨以下牵。软当地抗下室滔抗浮塑锚杆向较多倒时会召产顿生祝“蒙群请锚概”投现象总，使锹多根忠锚杆浸的锚辨固效每率低杏于单栋根锚肥杆，冰为避低免这赞种现坏象，弊抗浮活锚杆柄的间计距应米大是于知1.纯5胖m功且大坝