地下室工程抗浮錨桿的應用

【摘要】現代城市中出現了大量的地下工程，地下工程建設應當考慮水浮力對建筑物的影響，本文結合工程實例，對地下室抗浮錨桿設計進行探討，并總結了抗浮錨桿施工時的主要注意事項。

【關鍵詞】地下室;抗浮錨桿;錨桿計算;錨桿施工

地下工程的建設能夠有效緩解現代城市土地資源短缺現狀，對于地下工程，尤其是高水位地區，往往存在著抗浮設計問題。抗浮設計對地下工程質量有重大影響，因為抗浮設計不當引起的質量事故時有發生，因此必須提高對抗浮設計的重視。

目前，地下工程抗浮設計主要采用降排水法、配重法、抗拔樁及抗浮錨桿等。其中，抗浮錨桿是利用桿體和灌漿形成的錨固體與錨固巖土層的摩擦力形成抗拔力的，具有施工方便、受力合理、價格低廉的特點，因而廣泛應用于工程中。

1、工程概況

長沙地區某項目由一棟25層綜合樓，局部二層商業裙房和一層地下室組成，總建筑面積23000m2。場地原始地貌單元為淺變質巖崗丘地貌，巖土層自上而下依次為人工填土，全風化板巖平均厚20m，強風化板巖平均厚15m，中分化板巖平均厚5m，微風化板巖，基礎底位于全風化巖層。

抗浮水位按室外地坪下1.5m采用，地下室頂板覆土厚度0.9～1.2m，主樓滿足抗浮設計的要求，商業裙房和純地下車庫部分不能滿足抗浮設計要求，需進行抗浮設計。鑒于巖層較淺，經多方案比較，決定采用抗浮錨桿。

2、抗浮錨桿設計與計算

2.1 錨桿的布置

錨桿的布置方式主要有三種：點狀布置，一般布置在柱下獨基內;線狀布置，一般布置在底板梁下;面狀布置，在地下室底板下均勻布置。其中面狀均勻布置因其能有效減少底板配筋而應用較廣，本工程即采用此種布置方式。根據地下室主要柱網尺寸大小，錨桿間距主要按2.1x2.1米布置，同時考慮到基礎承受到較大的上部荷載，可在獨基周邊適當調整錨桿布置，減少錨桿數量，充分發揮其抗拔承載力，以達到更好的經濟效果。錨桿的典型布置如下圖1。

2.2單個錨桿水浮力荷載計算

根據地勘報告，抗浮水位標高-1.5m，地下室底板底標高-5.6m，頂板梁板折算板厚0.35m，底板板厚0.4m。，自重 ，整體抗浮不滿足規范要求，需進行抗浮設計。

其中底板自重 ，凈水浮力 ，單根錨桿受到的水浮力荷載 。

2.3錨桿鋼筋截面面積計算

根據《建筑邊坡工程技術規范》GB50330-2013 8.2.2-1，本工程按一級永久性錨桿設計取Kb=2.2? ，錨桿鋼筋的截面面積：

錨桿鋼筋選取3根～20，面積為942mm2，滿足計算要求。

2.4 錨桿長度計算

（1）根據《邊坡規范》8.2.3條，錨桿錨固體與巖土層間的長度應滿足下式的要求： 。其中K取2.6，錨固體直徑D取0.15m，錨固體與全風化板巖層極限粘結強度標準值frbk=95kPa。

（2）根據《邊坡規范》8.2.4條，錨桿桿體與錨固砂漿間的錨固長度應滿足下式的要求：? 。鋼筋與錨固砂漿間的粘結強度設計值fb=2.4MPa。

綜上，取錨桿入全風化板巖長度為8.7m。

3、抗浮錨桿施工注意事項

3.1鉆孔要求：

鉆孔前，根據設計圖紙定出孔點，做出記號。孔點定位偏差不宜大于20mm，錨孔偏斜度不應大于2%，鉆孔深度超過錨桿設計長度不應小于0.5m。插放錨筋時，應防止錨筋扭壓、彎曲，桿體放入角度與鉆孔角度保持一致。錨筋插入孔內深度不應小于錨桿長度的95%，亦不得超深，以免外露長度不足。

施工中應做好深度、孔徑及孔底地層記錄，鉆孔施工時發現實際地質條件與設計要求不符，如錨固段范圍內的土層存在軟弱夾層或其他異常情況時，應及時通知設計人員及工程建設相關各方共同研究處理。

3.2灌漿要求：

水泥材料標號不得低于P42.5，注漿用水泥漿體宜采用普通硅酸鹽水泥，其強度等級不得低于M30，配制漿體的灰砂比宜為0.8～1.5，水灰比宜為0.38～0.5。砂中含泥量按重量計不得大于3%，有害物質含量不得大于1%，注漿材料采用的拌和水，不得使用污水。

灌漿前應清孔，灌漿管與錨桿一同送入孔底，管口距孔底150mm，以利出漿，漿液自下而上連續灌注，邊灌邊拔管，且保持管口始終埋在砂漿內，每條錨桿一次灌完。灌漿壓力1.0MPa，孔口溢漿后緩慢提升灌漿管，然后反復補漿，直至孔口漿體飽滿無空洞。

3.3其他要求：

由于地下水質對混凝土具有微腐蝕性，錨桿鋼筋使用前應嚴格除銹、除油，防腐處理。或者由建設單位請專業廠家進行設計選用抗腐蝕性水泥，保證錨桿的使用年限。

錨桿鋼筋保護層厚度不應小于25mm，錨桿應盡長開料，如必須接駁時應采用機械連接，并應錯開35d。鋼筋上每隔2m焊6鋼筋支架，以使鋼筋有足夠的保護層。錨桿大樣詳見下圖2。

圖2? ? ?抗浮錨桿大樣圖

結語：

建設地下工程對于開發城市地下空間，促進城市的經濟發展來說意義重大。用抗浮錨桿來解決地下工程抗浮問題，因其具有造價低、施工方便等優點，已越來越多地應用于實際工程中。隨著抗浮錨桿在理論研究和施工技術上的進一步完善，在工程上抗浮錨桿也將得到更加的廣泛的應用。

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作者簡介：

陳威（1986.11-），男，工程師，研究生，主要從事結構設計工作。