xx项目抗浮锚杆方案设计

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一、编制依据 (2)
二、工程及设计概况 (2)
1．建筑物概况 (2)
2.地下结构抗浮设计概况 (3)
3．场地地层分布及工程地质特征 (3)
4.目标锚固地层分析 (4)
5.含水层及地下水位分析 (5)
6.抗浮锚固中的地下水腐蚀性评价 (5)
三、囊式扩体锚杆方案设计 (6)
1.总抗浮力估算 (6)
2.囊式扩体锚杆设计 (6)
3.单锚极限抗拔承载力计算 (7)
四、囊式扩体锚杆结构详图 (9)
一、编制依据
1. 省岩土工程勘察设计研究，《科技综合体A区岩土工程勘察报告（详细勘察）》（勘察编号：2014031）、《工程地质剖面图》（工程编号：2014031）；
2.市规划局，《勘探点位置平面图》（编制日期：201
3.12）；
3.同济大学建筑设计研究院（集团），《人工挖孔桩说明与详图》（图号：11-002）、《岩石锚杆桩说明与详图》（图号：11-003）、《总图结构试桩定位图》；
4.现行相关规、规程如下表所示：
二、工程及设计概况
1．建筑物概况
拟建科技综合体项目位于市润扬北路与西路交叉口西北角，交通十分便捷。

该项目总建筑面积23.7345万平方米，包括主楼、裙房和地下车库，其中地上16.058万平方米，地下两层7.6765万平方米。

主楼共四幢，其中两幢为20层、两幢为24层；裙房共四幢，均为3层；地下车库为2层。

主楼为框剪结构，裙
房及纯地下室为框架结构，拟建用桩基础。

各栋建筑物±0.00相对于绝对标高为8.00m,室外高差为0.2m。

2.地下结构抗浮设计概况
场地地貌类型为长江三角洲高河漫滩相冲(淤)积平原该工程地下设二层地下室，地下建筑面积约7.8万平方米，基坑挖深约10.0m。

根据现场勘察所得的地下水位及近3～5年的地下水位埋深变化围，结合规要求，基坑设防水位标高至室外设计地坪标高+500mm, 基坑抗浮水位取室外设计地坪标高-500mm。

外扩地下室部位，由于地下水浮力较大，且不均匀，需作抗拔处理。

3．场地地层分布及工程地质特征
场地位于扬子地层区东部，基岩由中元古界海州群及八岭群区域变质岩系组成，中生代地层发育较齐全，上第三系地层也有分布，第四系以冲积相、三角洲相为主，上部为长江冲积层。

根据勘察可知，在勘探孔揭露深度围，按地层成因、时代及各土层物理力学性质等该场地岩土层分为6层，自上而下依次为：①素填土层、②粉土层、③粉砂层、④粉质粘土层、⑤强风化砂质泥岩层和⑥中风化含砾砂岩层。

拟建场地±0.00相对于绝对标高为8.00m，底板底的相对标高为-10.6m。

而第④层粉质粘土层顶板标高为-3.92～-7.39m，层厚2.40～11.90m，故该拟建区基础底板以下涉及抗浮锚固的地层为④——⑥层，如下图所示：
基础顶标高
-2.6m
普通锚固段
8m 扩体段2m
图2-1 地层及锚杆锚固示意图
④粉质粘土层：灰黄色，黄褐色，硬塑~坚硬，干强度高，中等压缩性，中等韧性，土质不均匀，局部为粘土；含铁锰质结核，局部底部夹少量风化岩屑和砾石，承载力较高。

层厚4.60～8.10m。

⑤强风化砂质泥岩层：棕红色，夹灰白色，密实，呈砂土状，遇水极易软化，局部夹砾石，呈块状，大小不一；岩性为石英砂岩，强度高，分布不均匀。

层厚
2.40～11.90m，顶板起伏较大。

⑥中风化含砾砂岩层：棕红色，中等风化，坚硬，岩芯较完整，砾石分布不均匀，砾石含量一般地10%左右，局部富集可达30%；该层按岩石坚硬程度划分，属软岩，按岩体完整程度分类属较破碎。

该岩层未击穿，最大揭露厚度24.20m，顶板起伏较大。

4.目标锚固地层分析
根据场地的地质条件和土层基本参数，综合考虑地下结构的埋深和抗浮锚固分项的造价最优化，该拟建区域选取④-⑥层为锚杆埋放层，第⑥层中风化含砾
砂岩层虽然不是作为扩体段锚固的理想层，但是由于受到对锚杆长度的限制，而自开挖处至第⑤层底的总厚度较小，故需将第⑥层作为扩体段锚固层。

5.含水层及地下水位分析
拟建场地地下水属潜水类型，潜水主要赋存在第①、②、③层土中。

根据勘察资料，稳定地下水位埋深在0.60～3.30m之间，标高在4.40～5.75m 之间，据调查近3～5年地下水埋深变化围在0.00～3.50m之间，即年最高水位埋深为0.00m，最低水位埋深为3.80m，年一般水位埋深在1.50m左右。

地下水季节性变化明显，丰水期地下水位上升，枯水期地下水位下降，雨季时地下水位较高，地表有积水现象。

地下水对边坡及基坑底板由于水头压差易产生流土、管涌等可能，以及水位回升时，地下水对底板产生浮托力的影响。

6.抗浮锚固中的地下水腐蚀性评价
通过现场勘察并依据《岩土工程勘察规》（GB50021－2001）确定该场地环境类型为Ⅱ类。

根据场地“水（土）检测报告”，依据GB 50021—2001《岩土工程勘察规》对水和土腐蚀性得出结论：按环境类型地下水和土对混凝土结构具微腐蚀性，按地层渗透性水和土对混凝土结构具微腐蚀性，在长期浸水情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，在干湿交替情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

本项目抗浮工程属于永久性工程，需要考虑地下水和土的腐蚀作用对抗浮锚固系统的影响。

由于考虑本项目的重要性以及地下水位较高，可采用多重防腐型扩体锚固技术来综合解决耐久性问题。

三、囊式扩体锚杆方案设计
1.总抗浮力估算
地下室建设控制线围包括：四幢主楼，其中两幢为20层、两幢为24层；四幢裙房，均为三层；地下设两层地下室。

主楼处无需做抗浮设计，裙房处及纯地下车库处均需做抗浮设计。

根据《抗拔桩计算书》，各处所需抗浮力计算如下表所示:
2.囊式扩体锚杆设计
设计单根锚杆长10m，扩体锚固端埋放于第⑥层中风化含砾砂岩层，扩体段直径500mm，扩体段长度为2.0m，普通锚固段长度为8.0m。

完整的抗浮锚杆是在基础底板形成锚孔孔径150mm、总长为10m的带有多重防腐的扩体锚杆，锚杆杆体采用1Φ32的PSB930级预应力混凝土用螺纹钢筋。

单根囊式扩体锚杆抗拔承载力特征值取450kN。

计算得裙房处布锚484根，纯地下车库处布锚1795根，共2279根。

其方案概念如下图所示：
图3-1 方案概念示意图
3.单锚极限抗拔承载力计算
依据《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282—2012)，单根高压喷射扩大头锚杆抗拉力设计值T 计算如下：
K
T T uk =
(
)
4
/L D L D T 2
1222mg D 21mg d 1uk D P D D f f -++=πππ
式中: K ——锚杆抗拔安全系数，按规选取； uk T ——锚杆抗拔力极限值（kN ）； 1D ——锚杆钻孔直径； 2D ——扩大头直径（m ）；
d L ——锚杆普通锚固段的计算长度（m ）； D L ——扩大头长度（m ）；
1
mg f ——锚杆普通锚固段注浆体与土层间的摩阻强度标准值（kPa ），
通过试验确定；无试验资料时，可按规取值；
2
mg f ——扩大头注浆体与土层间的摩阻强度标准值（kPa ），通过试验
确定；无试验资料时，可按规取值；
D P ——扩大头前端面土体对扩大头的抗力强度值（kPa ），
由于扩体段锚固层第⑥层为中风化含砾砂岩层，故不存在粘聚力（c ）
及有效摩擦角（ ）值，故D P根据经验取值为1800 kPa。

根据本工程地质勘察报告和设计的锚杆类型，及《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282—2012)，计算出科技综合体囊式扩体锚杆的极限承载力与设计承载力，汇总于下表：
表3-2 囊式扩体锚杆计算极限承载力与设计承载力汇总表
注：先试验，根据试验结果再取设计值。

对于锚杆杆体强度验算，根据《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282
根据《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282—2012)附录A.0.4知1根Φ32的PSB930级精轧螺纹钢抗拉强度设计值fy=930MPa，由1×Φ32的PSB930级精轧螺纹钢制作的单根锚杆的设计抗拉力:
T=1×803.84×10-3×930/1.6=467.2kN > 锚杆的承载力特征值 450kN，满足设计要求。

四、囊式扩体锚杆结构详图
图4-1 囊式扩体锚杆
图4-2 锚杆顶端结构示意图
图4-3基础底板与抗浮锚杆连接节点做法示意图
锚垫板
Φ32精扎螺纹钢筋
底板钢筋 网绑扎前
预应力螺母垫片
底板钢筋网绑扎后
Φ8螺旋箍筋。