抗浮设计范文

抗浮设计篇1

地下结构抗浮验算

1)在地下结构施工阶段,应根据施工期间的抗浮设计水位和抗力荷载进行抗浮验算[3],特别应考虑暴雨的影响,采取可靠的降、排水措施，满足抗浮稳定要求。

2)在地下结构使用阶段,应根据设计基准期抗浮设防水位进行抗浮验算。

3)抗浮验算的公式。抗浮验算除有关现行国家或行业规范规定外一般采用以下公式进行验算。G/S≥K(1)式中:G为结构自重及其上作用的永久荷载标准值的总和，不包括活荷载;S为地下水对地下结构的浮力标准值;K为地下结构抗浮安全系数,一般取1.05。

常用的地下结构抗浮措施

当地下结构抗浮验算不满足公式(1)要求时,必需采取适当的抗浮措施,保证地下结构的安全。常用的方法有:加大结构自重法、利用顶盖覆土、底板外挑、设置抗拔桩、布置抗浮锚杆、底板下释放水浮力的方法。常用的抗浮措施一般设计与施工结合不是很紧密,安全可靠,但未考虑施工阶段必要的一些措施,经济性较两者结合考虑要差,同时工期相对更长。

地下结构特殊方法抗浮工程案例

1)利用基础基坑支护进行抗浮设计。地下结构的施工通常需要开挖较深的基坑，在无法放坡开挖的情况下,往往需要进行基坑支护。基坑支护常常采用挡土挡水结构,有桩基础、有土钉墙;形成了很强的挡墙,通常作为施工阶段一次性使用,将基坑支护结构与地下结构结合考虑,用作抗浮经济效益十分可观。广东韶关某冶炼厂污水零排放工程关键项目,10m深的全厂雨水收集池，就是设计时考虑到施工过程必须采用嵌岩排桩基坑支护,利用在排桩中植入抗剪钢筋,并利用嵌岩排桩基坑支护作为污水池侧板外模,把抗剪钢筋与侧板浇为一体,通过抗浮验算,完全满足抗浮要求,节省了巨额的配重抗浮费用。工程已经投入使用6年,安全可靠。

2)利用施工过程形成的隔水层进行抗浮。在地下结构基坑回填方案和材料会直接影响地下结构的抗浮能力,尤其表现在以隔水层土质如粘性土和粉土为基础底板持力层的地下结构,而且地下潜水位低于基础底板。在地上室外墙与基坑侧壁间采用三、七灰土等不透水材料进行回填,地表排水良好,而且在一定范围内做好隔水层,地下室可不做抗浮设计。否则,同样要考虑上层滞水浮力作用。江西德兴某矿山的原料库为地下结构,地上有钢结构顶盖,建设在半山腰上,原料库的底板大大高于地下水位,并全部在挖方区。设计未考虑抗浮设计，施工过程中，在底板、侧板施工完成后,施工方未按设计回填不透水材料,恰逢大雨,山上的雨水涌入施工场地,造成地板和侧板开裂漏水。通过现场查勘分析,上层滞水浮力作用是破坏结构的主要原因,混凝土浇筑质量是次要原因。因此，采用在侧板四周进行注水泥浆形成不透水层施工，地表一定范围内进行硬化,并做截水沟进行处理,处理后效果良好。

3)利用底板下地基处理的毛石混凝土增加配重。建造在山区低洼地带的地下水池，常常需要进行换土地基处理以获得必要的承载力和控制不均匀沉降，进行抗浮设计时就可以利用回填毛石混凝土，在毛石混凝土底部设拉筋与水池钢筋混凝土底边拉结,使之成为水池结构的配重,同时取得地基处理和结构抗浮的双重功能。该方案在江西省污水处理工程中采用,充分利用了当地山石资源,取得了良好的经济效益,加快了建设速度。

结语

抗浮设计篇2

【关键词】地下车库；抗浮设计；设计水位；配重；抗浮桩

一、地下结构抗浮设计的依据

目前，涉及抗浮计算的国家规范及标准有多部：

（一）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）第 3.2.4条第 3 款规定：对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，荷载的分项系数应满足有关的建筑结构设计规范的规定。同时，结合第 1、2 款可以明确，在其他结构设计规范没有明确规定时，在抗浮计算中，永久荷载的分项系数可取不大于 1.0 的值。

（二）《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）第 4.1.6条规定：当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性。按照规范给出的公式，分为按可变荷载起控制作用及永久荷载起控制作用进行验算，起有利作用的永久荷载的分项系数均取 0.8。

（三）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）第10.0.4 条规定：明挖法地下工程的结构自重应大于净水压力造成的浮力，在自重不足时应采取锚桩或其他抗浮措施。

（四）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第3.0.5 条第 3 款规定：计算基础抗浮时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但分项系数取1.0。第 5.4.3 条规定：建筑物基础存在浮力作用时应进行抗浮稳定性验算，抗浮稳定安全系数 Kw 一般情况下取 1.05。

（五）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）第 5.2.3 条规定：构筑物在基本组合作用下进行上浮验算的稳定性抗力系数不应小于 1.05。验算时，抵抗力只计入永久荷载，不应计入可变作用和侧壁上的摩阻力；抵抗力采用标准值。

（六）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）第 4.2.10 条规定：对埋在地表水或地下水下的管道，应根据设计条件计算管道的抗浮稳定性。计算时各项作用均取标准值，并应满足抗浮稳定性抗力系数不小于 1.10。

二、地下车库的抗浮设计应考虑的问题

（一）地下车库抗浮设计水位

《建筑地基基础设计规范》（ GB 50007-2011）第3. 0. 2条第6款规定“建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算”。并在条文说明中指出：抗浮设计水位是很重要的设计参数，影响因素众多，不仅与气候、水文地质等自然因素有关，有时还涉及地下水的开采、上下游水量调配、跨流域调水和人量地下工程建设等复杂因素。对情况复杂的重要工程，要在勘察期间预测建筑物使用期间水位可能发生的变化和最高水位有时相当困难。故现行国家标准《岩土勘察规范》GB50021规定，对情况复杂的重要工程，需论证使用期间水位变化，提出抗浮设防水位时，应进行专门研究。

（二）地下车库结构的抗浮设计

1.整体抗浮

根据GB 5007一2011《建筑地基基础设计规范》中的第5.4.3条规定，地下结构物的抗浮设计对地下室抗浮设计的总原则是应满足式（2一1）要求：

Gk/Nw.，k R1.05 （2一1）

当不满足（2一1）式的要求，应进行地下室抗浮设计。

常见的整体抗浮设计方法通常采用增加结构物自重或采用抗拔桩、抗拔描杆等，使结构的抗浮力与地下水引起的浮力相平衡，从而达到抗浮的目的。本方法施工工艺成熟，一直被广泛运用。

2.局部抗浮

局部抗浮验算指地下室底板在浮力作用下的内力分析，按逐个柱的受荷而积来进行，此时地下水浮力扣除底板自重后相当于地基净反力。局部抗浮验算包括地基净反力作用下的梁板截而配筋计算和底板裂缝验算。并主要针对那些上部结构层数少，结构自重小的部位，特别是地下室在高层塔楼边界范围外的部位。

三、地下车库抗浮设计实例分析

（一）工程概况

某市中心广场地下车库为56车位Ⅲ类单层地下汽车库。平面尺寸为79m×17.6m，柱网开间为7.9m。汽车库埋深为自然地坪以下4.5m，车库底板厚0.4m，顶板覆土层厚为0.9m。地基土分布自上而下为：

①-1层为杂填土层，层厚1m左右

②-1层为粉质粘土层，层厚为2m左右

②-2层为粘质粉土层，层厚为2～3m

③层为淤泥质粘土层，层厚为13～15m

由于②层土渗透性较好，又要考虑到大气降水的影响，底板所受反力按浮力计算为35kPa。作为地下室的抗浮设计，主要需解决两方面问题，即强度和抗浮验算。

（二）强度验算

地下室强度验算是指地下室底板及侧板在水压力及侧压力作用下的构件强度计算。 底板一般按倒楼盖法计算， 侧板按三角形荷载进行计算， 四边支撑条件按具体情况确定。基底反力及侧压力应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合， 采用相应的分项系数。 当需要验算基础裂缝宽度时， 应按正常使用极限状态荷载效应的标准组合。 常水位以下浮力视作永久荷载。

（三）抗浮验算

地下室抗浮验算是指地下建（构）筑物在正常使用条件下全部自重（包括顶板及覆土重）大于地下室所受浮力 R浮，γ。S ≥R浮

S 为荷载效应的基本组合

S =γGSGk+γQ1SQ1K

取最不利工况，即不计地下车库可变荷载的作用则 S =γGSGK

按《建筑结构荷载规范 GB50009―2001》第3.2.5条规定，基本组合的荷载分项系数， 当其效应对结构有利时对结构的倾覆、滑移或漂浮验算应取 γG=0.9。即 0.9SGK≥R 浮。

（四）抗浮设计方案的选择

1.常规措施

增加配重法。增加结构的配重通常通过下面 2 种方法实现：一是在地下室底板上回填混凝土等容重较大的材料，类似增加建筑装修厚度来加重。这种方法在保证地下室建筑高度的情况下，结构层高需加大，水浮力会随着增大，抗浮效果不明显，工程中极少采用。二是地下室底板外伸，通过外伸底板上的覆土来满足抗浮要求。地下室底板外伸会对侧墙、底板的受力不利，外伸宽度也有限制，使用的局限性较大，工程中较少采用。

2.抗浮桩设计

抗浮桩的机理是利用桩身自重及桩周土体的摩阻力来抗浮。抗浮桩的设计应视不同的地质条件区别对待。当地基土为淤泥质粘土，粘土类地基时，利用通长配筋的沉管灌注桩是一种比较经济合理的方法。

抗浮桩承载力特征值表达式：

Ra =λUp∑ qsiali+0.9Gk

λ为摩阻力降低系数可取 0.4～ 0.6

GK为扣除浮力后的桩身自重标准值

当地基土为硬可塑类粘土或风化基岩时可利用人工挖孔扩底桩。扩底桩的间距L、深度H、扩大头直径D三要素可根据抗浮要求、土质岩性、施工机械设备、施工方法和地下水等情况确定。

（五）施工期间的抗浮措施

地下车库在施工期间虽然顶板和覆土尚未完成，但只要及时排除地下室基坑中底板四周的水，就不会产生上浮现象。其排水方法常用排水沟加集水井，再用潜水泵排出。当土质的渗透系数较大，即浮力较大时，应在地下室底板中设置后浇带，利用底板下的块石垫层作为倒滤层，在后浇带中插入轻型井点立管，不断地降水。根据坑底土质的不同井点立管可插至底板垫层下的粉土层，也可以将滤管部分埋置于块石垫层中。浇筑后浇带的混凝土时，应在井点立管中焊上环形钢板止水环，然后继续降水，直至地下室顶板和板顶覆土完成后，再切割掉井点立管，管顶加盖板焊牢。

四、结语

综上，地下车库的抗浮设计原理虽然简单，却是结构设计的重要部分，关乎结构的安全使用，应予以重视。结构设计人员需充分理解规范，合理选择抗浮设计中需要的设计参数，并根据场地、水文、土层等情况选择合理、经济的抗浮措施。

参考文献：

[1]杨雪林，周颖军.坡地建筑的抗浮设计和施工实践[J].福建建筑.2009（05）.

[2]李超.建筑抗浮设计水位的合理取值[J].工程勘察.2014（04）.

抗浮设计篇3

关键词：抗浮锚杆，地下室，抗浮设计

中图分类号： U455.7+1 文献标识码： A 文章编号：

在水位较浅的地区，如果高层建筑物有突出主楼的地下室，或者单层、多层建筑设有地下室时，很多时候会存在建筑物抗浮的问题。

地下室抗浮设计经常采用的方法有：配重、盲沟排水(人工降低水位减少水浮力)；锚杆抗浮。由于配重覆土会增加结构自重及影响建筑层高，盲沟排水是一个长期过程且操作复杂，而锚杆抗浮工艺成熟、施工简单、造价低廉，且不影响建筑使用，是当前抗浮设计采用最广泛的的方法。

进行抗浮锚杆设计之前需要具备的相关资料：

1.场地地层结构：应由地质勘察部门提供，并确定地层中有适合设置锚杆的土（岩）层。永久性锚杆的锚固段不应设置在以下地层中：（1）有机质土、淤泥质土；（2）液限WL>50%的土层；（3）相对密实度Dr

2.抗浮水位：应由地质勘察部门提供，最高抗浮水位应与建筑物的设计使用年限一致。

3. 锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值fmg：应由地质勘察部门提供，初步设计时可参照《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22:2005）表7.5.1-1、7.5.1-2中的推荐值。

4.锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值fms：应通过试验确定，初步设计时可参照《规程》表7.5.1-3中的推荐值。

5.相关系数：其他相关参数的选取可参照《规程》相应条款。

二、抗浮锚杆的设计内容：

1. 锚杆的布置：抗浮锚杆的布置可分为基础下集中布置、基础下满布和止水筏板下满布。如果基础形式采用柱（墙）下独立基础、柱（墙）下条形基础、梁筏时，可把锚杆集中布置到扩展基础或基础梁下，这样可以利用结构自重消除一部分水浮力，但止水筏板配筋较大；基础下满布适用于各种基础形式，水浮力全部由抗浮锚杆承担，形式简单，施工方便，但没有有效利用结构自重，锚杆较多；止水筏板下满布适用于条形基础+止水笩板、梁筏等基础形式，要求上部自重能够消除一部分水浮力，而锚杆仅与筏板共同工作，此种布置方式经济简单,受力明确,但受基础形式限制较大。

2.确定单根锚杆承担的水浮力，即锚杆的轴向拉力设计值（Nt）；

3.确定锚杆的截面面积，即计算杆体的钢筋面积；

4.确定锚杆的长度，应根据锚固段注浆体与地层间的粘结强度、锚固段注浆体与筋体间的粘结强度分别确定锚杆的长度，并取大值；

5.抗浮锚杆设计中还应考虑基础底板的裂缝情况。

三、工程实例：

郑州郑东新区某综合科研楼,主楼17层,裙房6层,北边、西边有两跨突出主楼的单层地下车库,地下室基底标高-7.500m,室内外高差300,单层地下室柱网为6350×8000,工程抗浮水位埋深1m。

基底土层为：③层粉土,平均厚度1.00m；④层粘土,平均厚度7.00m,土体与锚杆粘结强度特征值20kPa；⑤层细砂,平均厚度11.00m,土体与锚杆粘结强度特征值80kPa。

主楼基础采用CFG桩+1200厚筏板基础,裙房基础采用800厚筏板基础,单层地下室基础采用独立基础+止水笩板。经验算，主楼和裙房均能满足抗浮要求，仅对单层地下车库设置抗浮锚杆，设计过程如下：

1.计算水浮力：

=1.05×10×（7.5-1.3）=65.1KN/㎡。

2.锚杆截面面积：选用直径150全长粘结型锚杆，单层地下室下按间距2.0m满布。

=2.0×2.0×65.1=260KN

=（1.6×260×1000）/400=1040㎜,

选用322,截面积1140㎜2；

3.锚固段长度：

=1.5×3.14×0.15×(20×7+80×8)

=551KN

=3×3.14×0.022×0.8×2500×15×1.5

=9326KN

KNt=2.0×147=294KN，因此选择锚杆的锚固长度可取15m满足要求,锚杆总长为16m。

四、重点问题：

抗浮锚杆没有对应的国家规范，主要参照《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）和《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22:2005），而这两本规范是主要针对边坡工程的，与抗浮设计还有一定差异，所以相对于规范，当地经验、施工工艺和实验结果更重要，因此在施工图中应注明单根锚杆抗拔承载力应由现场试验确定。在锚杆的选取上，可参照《规程》附录C,但不能过于局限，相对边坡工程中水平向或斜向锚杆而言，竖直向的抗浮锚杆施工更方便，锚杆质量更有保证，因此个人认为锚杆长度可适当放宽、锚固长度对粘结强度的影响系数可取大值。

参考文献：

[1]CECS22:2005 岩土锚杆(索)技术规程.

[2]GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范

抗浮设计篇4

关键词:结构设计;抗浮设计;抗浮设防水位

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

1 抗浮设计方法

1． 1 抗浮计算公式

在国家新规范GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范，以下简称《基础规范》颁布以前，广东、北京、上海等地方标准对抗浮设计的公式都做了不同的规定，归纳起来它们之间的不同在于安全系数的取值略有不同。新《基础规范》第3．0．2 条6 款规定: 建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算; 第3．0．4 条6 款规定: 当工程需要时应提供用于计算地下水位浮力的设防水位; 第5．4．3 条1 款给出了计算公式:

GK /NW，K≥KW

其中，KW为抗浮稳定安全系数，一般情况下可取1．05; 第5．4．3 条2 款规定: 抗浮稳定性不满足设计要求时，可采用增加压重或设置抗浮构件等措施，在整体满足抗浮稳定性要求而局部不满足时，也可采用增加结构刚度的措施。至此，国家规范第一次较为明确的对抗浮计算给出了具体要求，设计人员据此进行抗浮设计。

1． 2 抗浮验算内容

虽然抗浮计算公式比较直观和简单，但是结构设计人员必须具备一定的基本概念，并且应明确哪些类型的工程需要进行抗浮设计，并且知道怎样进行抗浮验算，下文就讨论此问题。

1． 2． 1 整体抗浮验算

当建筑物的自重小于水的浮力时，建筑物处于不稳定状态，需要采取相应的抗浮措施并进行抗浮整体性验算以保持建筑的稳定性。在地下水位较高的地区，城市中的集中绿地或广场之间设置的单建式地下车库; 全埋于地下的水池、泵房等市政工程构筑物; 地下室层数较多而地面上层数较少的建筑，在这些情况下整体抗浮稳定性往往不满足要求。配重法( 通过增加结构的自重来抵御水浮力的作用) 简单、可靠也相对比较经济，可以在建筑物地下室或地下构筑物的底板、顶板用土、砂、石、混凝土( 包括钢渣混凝土重度30 kN/m3 ) 等材料压实回填。建筑物自重与浮力相差不大时，用配重法比较合理，相差较大时会使工程造价提高，这时采用抗拔桩和抗浮锚杆比较合理。抗拔桩多结合工程桩基而采用，单纯使用抗拔桩工程造价也往往比较高。抗浮锚杆由于造价低廉、施工方便、能够与结构的应力与变形相协调等优点在许多工程得到了运用。

1． 2． 2 局部抗浮验算

在工程实践中我们还会遇到由于上部结构荷载分布不均匀而导致的局部抗浮力不足的情况。比如现在常见的高层主楼和裙房或地下室车库基础之间不设沉降缝的工程，由于高层主楼荷载大，该范围的整体抗浮能力比较高，但是在裙房或者地下室车库范围内的抗浮能力就比较弱。有些设计人员只计算上部结构的总重量标准值大于总的水浮力就认为抗浮满足设计要求，没有考虑上部结构荷载分布的不均匀，忽略了局部抗浮验算，有可能会发生底板隆起、开裂甚至地下室及上部结构的局部范围出现破坏。局部抗浮验算不满足时，可采用提高基础刚度、配重法或抗浮桩、抗浮锚杆等措施解决抗浮稳定性问题，也可以通过几种手段联合使用达到较好的抗浮效果。局部区域建筑物自重与浮力相差不大时，通过增加基础刚度和增加配重法比较合理; 局部区域建筑物自重与浮力相差较大时，采用抗浮锚杆比较经济合理;当同时考虑其他因素，基础方案已经采用桩基时，才用抗拔桩也是比较合理的。

1． 2． 3 施工阶段抗浮验算

《建筑工程设计文件编制深度规定》的第4．4．3 条第8 款中，规定了“地下室抗浮( 防水) 设计水位及抗浮措施，施工期间的降水要求及终止降水的条件等”，因此除了进行整体和局部抗浮验算外，设计人员还应该对施工阶段的抗浮稳定性问题进行考虑，必要时应在施工图中对“施工期间的降水要求及终止降水的条件”做出明确要求。一般的来讲，在施工荷载的自重小于水浮力的阶段，通过施工期间的降水就能解决抗浮稳定性问题。需要指出一点: 对于主楼、裙楼及地下车库连成一体的工程，通过后浇带解决温度问题或差异沉降问题时，施工时应对后浇带采取超前止水措施( 详见GB 50108-2008 地下工程防水技术规范第5．2．14条) ，以避免当施工荷载的自重增加到满足施工阶段抗浮要求时由于后浇带的存在而不能停止降水的情况发生。还有，当地下室基坑的地基为不透水的土层、基坑侧壁又支护严密，地表水对基坑实施倒灌，引起地下室结构的抗浮。我国多数城市都发生过下暴雨时的地表水对深基坑的倒灌，这种问题也应引起足够的重视。

除此之外，无论何种措施都应考虑地下水浮力对地下室底板的作用，保证地下室底板构件在地下水作用下具有足够的强度和刚度，并满足构件的抗裂或裂缝宽度的控制要求。

2 抗浮验算中几个参数的探讨

2． 1 抗浮设防水位的确定

抗浮设防水位的确定是一个十分复杂的问题，它涉及到场地地形、区域水文地质等因素。在实际中有些勘察报告提出的地下室的抗浮设防水位并不严谨，鉴于抗浮设防水位是地下室抗浮设计中一个决定性的参数，所以需要设计人员对抗浮设防水位的确定方法有一定的了解。目前业界普遍认同JGJ 72-2004 高层建筑岩土工程勘察规范第8．6．2 条的方法确定抗浮设防水位。

1) 长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位; 当无长期水位观测资料或资料缺乏时，按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定;

2) 场地有承压水且与潜水有水力联系时，应实测承压水位并考虑其对抗浮设防水位的影响;

3) 只考虑施工期间的抗浮设防时，抗浮设防水位可按一个水文年度的最高水位确定。

2． 2 抗浮构件的布置方法

2．2．1 抗浮锚杆布置

抗浮锚杆的布置总结起来有三种布置方式:

1) 集中点状布置，一般布置在柱下;

2) 集中线状布置，布置于地下室底板梁下;

3) 面状均匀布置，在地下室底板下均匀布置。

2．2．2 抗拔桩的布置

由于抗浮桩一般布置于框架柱、底板梁体附近使底板整体受力较好，因此，在布桩设计时，应综合考虑建筑物底板结构、房屋跨度等相关因素，结合单桩抗浮力设计值及结构单跨宽度，经过反复计算来确定抗浮桩的数量和分布。抗拔桩一般宜选用桩径较小、单桩抗拔力相对较小的桩进行密布。抗拔桩的桩长宜尽量控制在单节桩的长度范围内，这样可以减少接桩费用以及避免由于接桩不牢固造成的抗拔力损失。通过对比不同抗拔桩的设计方案，在基于发挥抗拉钢筋的抗拉程度和减少成本、便于施工的角度得出了“抗拔桩的桩径宜取0．4 m ～ 0．6 m，桩长宜取8 m ～ 16 m”的结论。

3 结语

抗浮设计篇5

关键词:污水 , 处理 ,抗浮 ,设计 , 锚固

引言

目前,在抗浮设计上,主要采用抗与放的方法。所谓抗,即是配重抗浮.锚固抗浮:所谓放,即是降水抗浮和设观察井抗浮。具体采用哪一种方法,尚应根据工程的具体情况而定,同时还应着重考虑对工程造价的影响。

1.污水处理池的设计

从国内外城市污水处理厂建设的发展历史来看,在人口密集的大中城市,大型集中污水处理厂是污水处理厂建设的主体,我国大中城市都建设了一些大中型骨干污水处理厂,对于控制水环境污染发挥了重要作用。

在污水处理厂的结构设计中,污水处理池的设计是最主要的设计内容,污水处理池的设计内容包括池体本身的设计和池体的抗浮设计。一般情况下,小型水池因为其池壁相距较近, 再加上底板向外突出部分上部的土重和壁板与土的摩擦力(为安全考虑规范未计入),抗浮安全系数很容易满足规范要求,可不做专门的抗浮设计。但由于污水处理厂中主要的污水处理池具有底板面积大,池体较深,埋深较大等特点,如遇较大降雨或地下水位猛涨情况,若抗浮设计不合理则有可能出现池体整体上浮,池体开裂,相连管道变形等现象,严重影响污水处理厂的正常运行。在抗浮设计上,降水抗浮和设观察井抗浮多用于污水处理池的施工抗浮,污水处理池运行时的抗浮设计多采用配重抗浮和锚固抗浮。下面简述污水处理池运行时的抗浮设计方案。

2.配重抗浮

砼的缺点之一是自重大,但事物均有两面性,抗浮时自重越大越有利。配重抗浮一般有三种方法,一是在底板上部设低等级砼或毛石混凝土压重:二是设较厚的钢筋砼底板;三是在底板下部设低等级砼挂重。一.二种方法的优点是简单可靠,当构筑物的自身重度与浮力相差不大时,应尽量采用配重抗浮,对工程造价的影响小,投产后亦没有管理成本。但构筑物的自身重度与浮力相差较大时,本方法将会增加工程量使土建造价提高,原因是配重部分要扣除浮力,导致配重部分的厚度增大;较大的埋深也将增加挖方量和排水费用,同时也会增大基底压力,引起较大的地基变形。如采用底板上设低等级砼或毛石混凝土压重的方法,将会使壁板的计算长度H加大,而壁板根部的弯矩值与H是平方关系,这样会使壁板根部的弯矩值增长较快,弯矩值较大时,板厚和配筋也会相应增大;如采用较厚的钢筋砼底板的方法,其工程量与设低等级砼压重相差不多,壁板的弯矩值虽小,但底板的钢筋用量会有些许增加;如采用底板下设砼挂重的方法,壁板的弯矩值小,底板的钢筋用量也不会增加,但底板和挂重部分砼须用钢筋连接,施工比较麻烦,当地下水对钢筋和砼具有侵蚀性时,设砼挂重的方法须谨慎。

3.锚固抗浮方法

主要形式通常为锚杆(抗浮桩在作用机理上也属于这一类),通常在水池结构自重抵抗浮力相差较大的情况下采用。相比配重法和抗浮桩,它较多地受制于场地地层特性和水池结构特征。地层均匀,但厚度过大或过小,或锚固条件不理想,锚杆良好的抗拔特性发挥就既不充分也不经济;水池结构埋深较浅或平面尺寸较小,锚杆的抗拔作用和其优越性体现也就不明显。由于普通抗浮用锚杆一般可按理想的抗拉构件进行设计,其断面尺寸小,长细比大,具有较大的柔性,因而一般可忽略其受压状态,锚杆长度则可根据地层条件在设计和施工阶段作自由调整。

3.1锚杆

锚杆是在底板和其下土层之间的拉杆, 当底板下有坚硬土层且深度不大时,设锚杆不失为一种即简便又经济的方法;近年来,在饱和软粘土地基中,也有采用锚技术的,也有采用短锚加扩人头技术的。锚杆的直径一般为l50~180mm。锚杆抗浮有三个问题需要注意,一是受力问题,当构筑物内无水时,锚杆处于受拉状念,当构筑物满水时, 锚杆又处于受压状态, 锚杆的底端类似于桩端, 锚杆在反复托压状态下的工作性能有待进一步的实验研究;二是施工问题,锚杆的施工需有专门的机械,施工前要进行试验,同时,较细的锚杆在施工时有一定的难度,如何控制钢筋偏移,如何使灌浆饱满.如何避免断杆等都是施工难题,尤其是锚杆较长时,不如配重抗浮来得简便。三是适用性,当地下水对钢筋有侵蚀性时, 细锚杆的耐久性问题不易解决,这将在一定程度上限制其适用性。

3.2抗拔桩

抗拔桩利用桩侧摩阻力和自身重度来抵抗浮力,桩型可采用灌注桩或预制桩,桩径一般为400mm,也可采用方桩,桩距和桩长应通过计算确定,桩距不宜过大,否则会增加底板厚度,桩端最好能伸入相对较硬的土层。抗拔桩也有拉压受力问题,但其施工较简单,耐久性亦比锚杆容易得到保证。

4.抗浮采用抗拔桩或抗拔锚杆应注意的问题

4.1整体平衡问题

对于采用抗拔桩或抗浮锚杆进行抗浮时首先应满足整体平衡的要求,并验算岩士体的整体饱和重量,浮托力平衡时的最小岩土厚度,此厚度一般只能作为抗浮构件的自由段。例如,某污水处理厂日处理量5.0×104t,污水处理厂中的主要构筑物生化池.二沉池埋深较深,需采取抗浮措施。污水处理厂位于县城东南新区,紧临河道,自然地面标高较县城地面及河岸低。地质报告所示,污水厂的自然地坪标高约为13.30m,根据工艺流程的需要,确定设计地坪标高为14.00m,地下水和场地土对建筑材料无腐蚀性,因此要考虑其进行抗浮时满足整体平衡的要求。

4.2对抗浮构件应有可靠的防腐保护措施

对抗拔桩可按规范验算桩身裂缝宽度,其最大裂缝宽度不得超过0.2 mm: 目前对于永久构件抗拔锚杆的抗腐蚀问题一直不能得到很好的解决,但可以加大钢筋的截面尺寸并增加钢筋数量,根据有关试验资料,钢筋在正常地下水质作用下的锈蚀速度大约为2mm/50年。另外锚头或抗拔桩桩顶钢筋与结构底板应有可靠的连接,当采用预制桩作为抗拔桩时,应保留其竖向钢筋或在桩芯插筋并根据抗拔锚固长度将其锚人结构底板中。

4.3抗拔锚变形量问题

对于抗拔构件目前常采用抗拔桩和抗拔锚杆,从实际实施的情况看,一般抗拔锚杆的变形较大,造成地基与水池底板脱空,并且钢绞线锚杆的变形量大于钢筋锚杆的变形量,应引起重视。因此建议最好采用抗拔桩,尤其是有扩大头的抗拔桩。

结束语

污水处理厂地下水对地下结构的浮力作用应引起足够的重视,曾发生过多起地下结构整体浮起或水池等结构开裂的事故,地下工程的抗浮设计是结构设计的重要组成部分。应根据工程结构特点.地质条件.施工环境等因素,选择抗浮措施。在设计过程中,选择合理的设计参数,重视地区经验做好构造处理,使工程的抗浮设计更加合理可靠。

参考文献

[1]林本海.刘玉树.筏板基础选型和设计方法的研讨.建筑结构,2009.12)

[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ97- 2002)

[3]《建筑地基基础设计规范》(GB5O007—2010)

[4]《建筑边坡工程技术规范》 (GB5O33O~2O11)

[5]《建筑桩基技术规范》(JGJ 94- 2008)

[6]《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138:2002)

抗浮设计篇6

【关键词】地下车站结构；抗浮设计；抗拔桩

引言

地铁建设在缓解交通压力方面发挥着重大作用，在地铁设计中需要结合地质情况，考虑地下水对结构的影响。地下水对地下明挖车站的影响包含两个方面：

（1）施工阶段对明挖基坑的影响；

（2）使用阶段对车站主体结构的水压力和水浮力的影响。施工阶段一般会采取降水和止水的方式。使用阶段，地下水位会逐渐回到原值。特别是在沿海、沿江地区，地下水位较高，产生巨大的浮力，对地下车站结构极为不利。因此，在车站结构设计中必须进行抗浮验算。

1 地下抗浮水位的选择

抗浮设计首先要明确抗浮设防水位。根据《高层建筑岩土工程勘察规范》对抗浮设防水位的定义：地下室抗浮评价计算所需的，保证设防安全和经济合理的场地地下水位。由此可知，抗浮设防水位的确定要根据区域场地的水文地质条件来确定，而不仅仅限于地下车站站位处；同时，抗浮设防水位要保证结构安全，应取结构的使用年限时段内，场地可能出现的最高水位来做为抗浮水位。因此，对于地勘报告中未提供明确的地下水位的地下车站，也应结合地质和场地条件，进行抗浮验算。例如重庆地区，地质结构一般为上部覆盖少量填土，下部为砂岩或砂质泥岩，地下水主要为基岩裂隙水和孔隙水。在基坑开挖时，破坏了地下岩体的完整性，在主体结构施工完成后，对于基坑肥槽一般采用填土回填。在雨水较大的季节，整个基坑周边为弱透水性的基岩，基坑内积水无法排出，当水位较高时，就会对主体结构产生较大的浮力。对于此类情况，本文认为在主体结构设计时，应当按场地周边地表最低点进行抗浮验算，也可对基坑肥槽采用弱透水性的材料回填，如用素混凝土回填，做到封闭基底、原槽浇注。可有效的减小水浮力的影响。

2 地下明挖结构的抗浮方案选择

地下明挖车站的抗浮方案要根据基坑方案、周边环境、工程地质条件、主体结构方案等因素综合考虑。目前，在地下结构施工中，基坑与主体结构的关系主要有以下几种：①复合墙。指的是在围护结构和内衬之间设置防水层，有两种结构形式，一是围护结构与主体分开；二是围护结构借助压顶梁与主体相连；②叠合墙。指的是利用钢筋将围护结构和内衬相连，以抵御水土压力。3基坑与主体分离，如采用放坡开挖或板肋挡墙等。若车站采用围护结构及主体分离的结构方式，则围护结构自重及侧摩擦力都不用考虑；若采用另外两种结构方式，在抗浮计算时必须对侧摩阻力纳入考虑范围。

目前地下明挖车站的抗浮方案主要有压重法、侧摩阻力、底板排水等：

压重法最常用的方式是将底板加宽，利用底板上的回填材料来增大抗浮力，由于回填材料也位于地下水位以下，只能采用浮容重；而且采用这种方式会增大基坑开挖范围，对一般建于城市中心的地铁车站结构来说，基坑开挖范围一般受周边建筑物、道路交通的限制，很难满足扩大基坑的要求。对于地下水位不高的车站和周边场地不受限制的车站，可以采用该方法。

采用底板开泄水孔来降低周边地下水位，底板上的泄水孔容易积污堵塞，影响排水效果，而且降低地下水位有可能带来周边地质沉降等问题。

利用侧摩阻力抗浮，通常采用抗拔桩或抗拔锚杆。抗拔锚杆耐久性缺乏可靠的技术控制，设置数量较多，间距较小，对于采用整体外包防水的地下车站，防水节点不好处理，影响车站的防水效果，目前在国内地铁车站的抗浮设计中缺少设计经验。因此建议优先采用抗拔桩。计算时，抗浮安全系数取为1.15。

3 抗拔桩设计

抗拔桩实质为摩擦桩，因此抗拔桩的布置要满足《建筑桩基技术规范》中对于摩擦桩的相关要求，间距应大于3倍桩径。抗拔桩一般布置于地下车站底梁或侧墙下，布置于侧墙下时，应满足桩中心距底板边缘的距离不宜小于桩的直径或边长；对于布置于底板上的抗拔桩，应对底板的抗冲切进行验算。桩的纵向钢筋锚入结构底板内的长度不应少于钢筋直径的45倍。

在计算时，抗拔承载力主要由两部分计算结果控制：

一是桩土提供的摩擦力及桩身自重之和，按《建筑桩基技术规范》第5.4.5条计算；

二是桩身受拉承载力，按《建筑桩基技术规范》第5.8.7条计算，还应验算桩身裂缝。

对于侧摩阻力较大的地区，抗拔桩的抗拔承载力一般由自身强度和裂缝控制。

4 抗拔桩设计实例

某工程为地下三层明挖车站，宽23.4米，高23.78米，顶板覆土最小为2.3米，抗浮设防水位采用地面以下7.3米，水头高度为18.78米，基底以下全为中风化砂岩，极限侧阻力标准值qsik=260Kpa。取车站横向每延米进行抗浮验算：

结构自重标准值G=2922.5KN

顶板覆土自重G土=2.3*20*23.4=1076.4KN

水浮力

F=18.78*23.4*10=4394.5KN>（2922.5+1076.4）=3998.9KN，不满足抗浮要求。

经过分析，采用Φ1000的钻孔桩来解决车站的抗浮问题：抗拔桩布置于墙下和底梁下，横向布置4根，纵向采用8.7米的间距，与柱距相同，桩长取10米。

根据《建筑桩基技术规范》5.4.5条公式，基桩的抗拔承载力：

Nk=0.7*260*3.14*1*10/2+3.14*0.52*25=3053KN

每延米抗拔力为3053*4/8.7=1403KN

验算抗浮力：（1403+2922.5+1076.4）/4394.5=1.23>1.15，满足要求。

桩身强度和裂缝验算：桩身混凝土强度为C40，配27根Φ32的三级钢，按轴心受拉构件计算，拉力F=3053KN，计算得桩身最大裂缝宽度为0.287mm，钢筋应力为140.6Mpa，均满足规范要求。

5 结语

（1）地下明挖车站在设计中要做好抗浮设计，既使在勘测过程中无地下水位时，也应根据具体的地质情况和场地情况，选取合理的抗浮设计水位，进行抗浮验算。

（2）地下车站的抗浮措施工结合基坑方案、周边环境、工程地质条件、主体结构方案等因素综合考虑。

（3）抗拔桩设计时，应根据侧摩阻力值来选择合适的抗拔桩直径、桩长和布置方案，并验算桩身强度和裂缝。

参考文献：

[1]张旷成，丘建金.关于抗浮设防水位及浮力计算问题的分析讨论[J].岩土工程技术，2007，21（1）：15-20.

[2]JGJ72―2004高层建筑岩土工程勘察规范[S].

抗浮设计篇7

【关键词】地下室；自承重；防水底板；抗浮锚杆；设计

1引言

地下室是城市化规划和基础建设的关键组成部分，为了更加有效的解决城市整体空间的不足，必须大力发展地下室，这样可以填补我们地面上空间的不足。地下室是建筑的基本支撑体，在使用过程中承受了很大程度由基础抗浮力带来的压强与荷载，此项基础抗浮力问题需要重视起来，虽然地下室在建设过程中设计了很多关于基础抗浮力的措施，直接导致整体工程重量和成本大大增加，同时也会产生很多问题，基础抗浮力已经影响到整个建筑结构功能，目前我们采取底板抗浮锚杆，这项设计有效解决了基础抗浮力问题，大大保证了建筑的稳定和安全。因此在本文笔者结合多年实际工作经验，近几年，虽然建筑在底板抗浮锚杆设计及运用上取得了不小的成绩，但底板抗浮锚杆设计及运用机制仍有待于完善和发展。因此必须结合现代化信息技术不断地提高创新技术水平，才能增强城市化发展市场竞争力，为社会经济持续发展奠定基础。

2水浮力对地下室底板结构的作用与影响

2.1水浮力对地下室底板结构的作用

地下室建筑底板结构中水浮力是保证整体建筑的安全质量，也就是水浮力对整体建筑钢筋混凝土结构的力量，根据调查水浮力常有的两个水位为抗浮水位、设防水位，目前地下水浮力对地下室底板会产生三种作用，分别为：水浮力比地上建筑质量大，地下底板出现情况；水浮力与地上建筑质量相等，地下室出现状况；水浮力比地上建筑质量小。

2.2水浮力对地上建筑结构的影响

对于上述三种情况，水浮力作用在地下室底板上面，不管出现其中任一情况，只要水浮力量较大，就会直接导致地下室底板受到水浮力而产生巨大力量，一旦当整体地下水位有所下降时，同时也会导致水浮力也变小，这就实现水浮力对建筑结构产生一定的降低，从而保证建筑地下室的结构安全。同时地下水浮力会对建筑地下室结构有着很大影响，例如：导致整体结构的损坏、结构变形、严重会将整体建筑坍塌等。所以在高层建筑建设时，地下结构很难抵抗水浮力就需要将地下室底板进行科学化设计，保证地下室底板能够承受住水浮力的作用。

3地下室底板抗浮锚杆的施工重点

建筑工程在进行地下室底板抗浮锚杆结构设计时，整个施工队与设计团队进行前期实验，经过施工实验后得到数据进行分析比对，进行地下室底板抗浮锚杆结构设计调整，保证可以调整到最佳值，在施工过程中，钻探孔边缘进行实验，实验过程中锚杆进行抗拔实验，看实验结果是否可以满足各项需求，地下室建筑整体结构不会破坏。在地下室底板施工前期，把中支架需架好，并用均匀的保护膜进行包裹，进行钻孔时，钻孔深度会随着泥浆特性而变化，所以在进行施工时要时刻根据泥浆的特性进行调整，并为地下室底板钻孔提提供保障。钻孔后锚杆先放入后再进行注浆，钻孔深度要不小于锚杆长的90%，锚杆放入时避免有损坏、弯曲、压伤等现象，注浆时要保证从上到下进行灌浆。

4某市地下室底板抗浮锚杆的设计及底板比较设计

4.1工程概况

某市有一个裙楼3层，主楼分别为31层、38层，这个建筑物主要用途为商住楼，该商住楼有两层地下室，地下室不在主楼和裙楼下边，由于主楼和附属楼采用建筑结构不同，分别为钢筋混凝土剪力墙结构、钢筋混凝土框架。所以经过施工队与设计确认和商讨后，此次采用钢筋混凝土独立和墙下条形基础进行施工，在进行施工设计时地下室底板采用抗浮锚杆结构进行抗浮。

4.2地下室底板设置抗浮锚杆后的实际效果

4.2.1明确布置方案抗浮锚杆与其他桩基础不同，它本身有着很多特性，这些特性尤为突出，在进行地下室底板施工时，要进行前期准备和考察，不仅要确定锚杆强度和柱子间距离，也要考虑到地下水浮力和底板间的性能。所以此次方案在进行地下室底板铺设时，抗浮锚杆铺设成网状结构，目的可以有效载荷水浮力。4.2.2抗浮锚杆取值抗浮锚杆选择标准需根据建筑设计规范进行选择，对于本工程锚杆选择直径为30。主楼选择956根，裙楼选择3444根，每个抗浮锚杆承受最大载力为162kN，在施工前期进行实验后，每根抗浮锚杆载力算出，锚杆总数量不可少于具体数量的3~4%，锚杆具体做法详锚杆大样图如图1。4.2.3地下室底板设置在进行地下室底板施工时，由于地下土层均为中风化花岗岩，必须按照施工前的进行铺设，如果不按照施工前进行铺设的话，可以将地下室底板适当加厚。但底板厚度增加会导致岩石施工难度增加，配筋也要进行改变。在实际过程中柱下基础范围外增加抗浮锚杆进行抵消水浮力。4.2.4抗浮锚杆布置因为此次设计将抗浮锚杆结构放入地下室底板内，由于每个抗浮锚杆承受最大载力为162kN，可以充分将锚杆与底板结合，降低水浮力作用。

5地下室抗浮锚杆施工应该注意的问题

目前现在市面上抗浮锚杆材料有很多种，例如一些高强度钢筋、热扎带肋钢筋和一些其他材料构成的高强度钢筋。这些材料构成的钢筋各有不同，因为组成材料不同导致性能、直径、强度等级都会有所不同。所以抗浮锚杆的固定方式必须由机械进行固定，根据相关工作人员的设计进行详细、准确的固定。设计师在进行设计图纸时，要将图纸标示清楚，对于每一个钢筋的使用和固定都要在图纸上显示出来，为了让施工单位可以明白设计师用意，完成此次地下室建设。在进行施工前期应该对将要使用的锚杆进行初步处理动作，上面如果有锈需要人工将锈处理后方可使用，使用时需人工作业将锚杆安放，放置后需进行灌浆作业，把钻完后的孔全部注满，注满的标准为1.2以上充盈系数，并达到国家规范的保护层厚度。如果施工时锚杆需永久保存，则要在锚杆上不仅处理锈也要增加防腐材料，在进行灌浆时也要用清水，切记不要使用污水进行材料搅拌，锚杆与底板进行连接需要焊接处理，每一个焊接处必须检查，不可有缺焊和漏焊现象的发生，施工时尽量选择机械进行作业，并把抗浮锚杆头部进行清理干净，保证抗浮锚杆可以安全作业。

6结束语

随着城市数量和规模的扩展，城市建筑开始进行有目的的规划和设计。我国的经济水平不断提升，对城市基础建设和城市规划也不短加强。地下室对城市的空间以及经济发展产生的影响非常大。而作为建筑的基础，地下室抗浮锚杆的设计具有举足轻重的作用。由于现在抗浮锚杆不仅价格便宜，施工过程中方便快捷，在目前建设领域中，抗浮锚杆使用得到了结构工程师们的广泛认同，为建筑领域提高了整体施工水平，本文简要论述了地下室抗浮锚杆的设计分析，地下室抗浮锚杆的设计分析仍需不断地改善。创新需高技术人才，采用合理方式和管理手段，才能促进地下室抗浮锚杆的设计及运用的发展和生存。为了增强地下室抗浮能力，必须在一定程度上加大地下室抗浮锚杆的设计及运用力度，为建筑工程赢得一个良好的环境。

参考文献

[1]袁鹏博.岩土地质抗浮锚杆的试验研究与理论分析[D].青岛理工大学，2013.

[2]陈棠茵.深圳市抗浮锚杆试验应力-变形性状研究及极限承载力的确定[D].中国地质大学，2003.

[3]夏冬冬，马立东，贾鹏，等.德阳市某三层地下室抗浮锚杆的设计与施工论述[J].城市建设理论研究（电子版），2012（35）.

[4]徐向速.海坦山城市广场工程抗浮锚杆的设计与应用[D].同济大学土木工程学院结构工程与防灾研究所，2008.

抗浮设计篇8

关键词：地下室；抗浮锚杆

中图分类号：U455.7+1

一、工程概况

某项目由2栋塔楼和地下室（无上盖）组成，其中裙楼占地面积为10800m2为一层地下室，地下室底板标高为-5.1m，室外地面标高为-1.3m，地下室底板厚度为400mm。

工程场地属珠江三角洲冲积平原，岩土层按成因类型自上而下依次为：冲积土层（淤泥、粘土、砂土）、残积土层（粉质粘土）、白垩系（K）泥质粉砂岩带（全风化岩平均厚2.5米、强风化岩平均厚3.8米、中风化岩平均厚2.8米、微风化岩），基岩层埋深较浅，基础底位于全风化岩层。微风化岩天然湿度单轴抗压强度为25Mpa。地下水位为室外地面标高下1.0米。

根据本工程场地岩土工程地质条件，结合地下室的埋深情况（埋深约4m，无上盖建筑物），需选择合理的抗浮措施，防止地下室上浮。鉴于岩层较浅，通过多种方案的比较，认为采用锚杆抗浮方案较适合本工程。该方法施工简便，抗浮效果好，造价低。

二、地下室抗浮设计

（一）抗浮锚杆类型的选择

锚杆在材料选择上有：钢绞线、高强纲丝和钢筋（螺纹钢筋），如选择钢绞线或高强钢丝时，锚头应采用专门的锚座和锚具。对锚具和锁锚技术的要求较高；采用钢筋时，施工较简便，锚头处理较简单，易于施工，效果较好，所以，选择钢筋杆较合适。下面列出几种钢筋锚杆的力学参数供分析选用【1】【2】：

钢筋

直径

（mm） 设计

强度

（kN） 钢筋与浆体

粘结力

（kN/m） 浆体与岩体

粘结力

（kN/m） Z锚杆孔径

（mm） 备注

Ⅱ级钢20 94.26 141.30 103.60 110

Ⅱ级钢22 114.03 155.00 122.10 130

Ⅱ级钢25 147.27 176.60 141.30 150

Ⅱ级钢28 184.59 197.80 158.30 168

Ⅱ级钢32 241.29 226.00 207.30 220

Ⅱ级钢36 305.37 254.30 235.60 250

（二）地下室浮托力计算

根据场地水文地质条件，地下水位标高为-2.3，地下室底板标高为-5.5 m，考虑洪水时地下水位升至室外地面，产生浮力的压力为：5.5 -1.3=4.2m，即为42kN/m2，荷载分项系数取1.2，地下浮力平均设计值为42×1.2=50.4 kN/m2，地下室结构自重平均17.5 kN/m2，需锚杆的抗浮力平均值为50.4-17.5=32.9 kN/m2。

（三）锚杆布置方案分析

抗浮锚杆的平面布置方案的优劣直接影响地下室抗浮设计方案的安全性和经济性。一般来说，锚杆抗拔力设计值越大，锚杆孔数就越少，越经济，但是作为地下室抗浮锚杆安装在地下室底板上，如果锚杆间距太大，则需要较厚的底板，这样又造成造价增高。因此，应选取一个较合理的间距和适中的锚杆抗拔力设计值，才能设计出既安全又经济的方案。

本工程地下室底板厚度为400mm，混凝土强度等级按C25考虑，锚杆受力按点荷载考虑，可计算得底板的抗冲切承载力为：aftumh。

=0.6×1.3×1784×350=487032N（487KN），取重要性系性1.1【1】，则487÷1.1=442kN，因此，在锚杆布置时，锚杆的抗拔力设计值宜取小于442kN作用在底板上的净浮力为50.4-0.4×2.5=40.4 kN/m2，单锚控制面积宜小于442÷40.4=10.9m2，锚杆间距宜小于 m =3.3m。由以上计算分析，采用均匀分布抗浮锚杆的布置方案较适宜。

由于每一柱位下有三根管桩，其每根桩抗浮力按80KN考虑，且考虑柱荷载对底板的压力的抗浮作用，二项合并作为一点荷载作用在底板上。

算列一：7500×8100柱网

单锚力设计值为（8.1×7.5×40.4-620）÷5=367kN

算列二：6600×8100柱网

单锚力设计值为（8.1×6.6×40.4-574）÷5=317kN

算列三：6000×7500柱网

单锚力设计值为（7.5×6.0×40.4-521）÷5=259kN

算列四：6000×7500柱网

单锚力设计值为（2）（7.5×6.0×40.4-521）÷4=324kN

-抗拔锚孔

（四）锚杆设计

1、锚杆钢筋截面面积计算（抗力分项系数取K=1.4）

A≥

A ≥ mm 选328（1847 mm ）

A ≥ mm 选422（1520 mm ）

A ≥ mm 选420（1256 mm ）

A ≥ mm 选422（1520mm ）

2、锚固长度计算

a、仅锚入可～硬土层时：

150孔

L ≥ = =21.8m

L ≥ = =18.8m

L ≥ = =15.4m

L ≥ = =19.3m

168孔

L ≥ = =19.5m

L ≥ = =16.8m

L ≥ = =15.4m

L ≥ = =19.3m

b、仅考虑入岩锚固力时

150孔

L ≥ = =3.63m

L ≥ = =3.14m

L ≥ = =2.56m

L ≥ = =3.21m

168孔

L ≥ = =3.24m

L ≥ = =2.80m

L ≥ = =2.29m

L ≥ = =2.86m

上述进行了土层锚杆及岩层锚杆的锚固长度计算，由于本工程地下室抗浮锚杆为永久性的结构，而土层锚杆在长期荷载作用下蠕变量较大，所以建议采用岩层锚杆，为了使抗浮锚杆工程达到既经济又安全的目的，建议在正式施工前进行锚杆实验，以准确确定锚固力参数。

三、锚杆施工要求

由上述设计计算分析结果，不同的抗拔力选用不同的钢筋组合：

锚杆抗拔力

（KN） 367 324 317 259

钢筋组合 328 422 422 420

成孔直径（mm） 150或168 150或168 150或168 150或168

入岩深度（m） 3.7或3.3 3.3或2.9 3.2或2.8 2.6或2.3

（一）锚杆应在桩基施工完成，地下室挖完毕且浇捣垫层后施工，采用岩芯钻机成孔，为确保钢筋保护层厚度，成孔直径应≥168。

（二）锚杆加工时，钢筋采用对焊或采用直螺纹接头，确保接头质量；每隔2m应设对中架，确保钢筋对中。

（三）注浆前必须清干净孔内残渣，采用#525普通硅酸盐水泥配制纯水泥浆，水灰比为0.45，注浆压力为1.0～1.5Mpa，浆液充满整个钻孔。

（四）为了确保锚杆钢筋的防锈效果，建议加设波纹套管保护（费用稍高）

（五）要求锚杆钢筋伸入地下室底内≥45d（d为钢筋直径）。

锚杆的平面布置形式及钢筋组合构造详见附图、附表。

（六）建议正式施工前，进行锚杆认准确定抗浮锚杆的力学参数，以便选择经济合理

的方案。

四、结束语

在地下水位较高区域，结构荷载不可以抵抗地下水浮力时，地下构筑物的抗浮难题接着而到来。通过对地下室浮力的计算，对锚杆材料选择、锚杆布置的选择、锚杆设计分析，认为采用岩石锚作为抗浮对策，既可满足安全必要，施工也方便、造价相对低廉。当然，规范还没有对该拉锚抗浮法做明确规定，且因为土的力学性能、参数离散性较大，施工时依然是应进行现场锚杆基本试验来确定设计基本参数。

参考文献

【1】 曾国机，王贤能，胡岱文：抗浮技术措施应用现状分析【J】。地下空间，2004（1）