抗浮锚杆方案

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年三月基础抗浮工程2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：012．抗浮锚杆详图图号：02基础抗浮工程31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8.00m～9.20m，标高517.53m～519.81m，水位随季节变化，年变化幅度1.0～2.0m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Ⅱ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Ⅰ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526.26m～528.28m，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，其他隐伏断裂基础抗浮工程4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0.50m～4.00m。（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0.50m～2.80m。（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0.70m～5.30m。（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0.30m～3.70m。（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0.30m～3.70m。基础抗浮工程5（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2～10cm，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2.70～6.00m，标高514.04～521.09m。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：①松散卵石：褐黄色、褐灰色；稍湿～饱和；卵石含量45～55%；②稍密卵石：褐黄色、褐灰色；稍湿～饱和；卵石含量55～60%；③中密卵石：褐黄色、褐灰色；稍湿～饱和；卵石含量60～70%；④密实卵石：褐黄色、褐灰色；稍湿～饱和；卵石含量70～85%（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12.4场地地质水文条件岩土名称重度γ(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μ地基基床系数K（kN/m3）粘聚力标准值Ck(kPa)内摩擦角标准值φk(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20.018020.019.00360.293.0×104稍密21.032025.021.00380.273.5×104中密22.055038.029.05400.254.0×104密实24.080045.036.010450.225.0×104基础抗浮工程6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8.00m～9.20m，标高517.53m～519.81m，水位随季节变化，年变化幅度1.0～2.0m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Ⅱ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2000mm×2000mm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：基础抗浮工程7①、ysfNaA20《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；ξ2——锚筋抗拉工作系数，永久性锚杆取0.69；γ0——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；As≥1.0×217×103/0.69×300=1048mm2取3Φ25钢筋（A=1472mm2≥1048mm2，满足设计要求）2、锚固体长度确定la≥rbakDfN1《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；ξ1——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/1.0×3.14×130mm×110Kpa=4.83m基础抗浮工程8la取5.0m≥4.83m3、杆钢筋与锚固砂浆长度计算：la≥bDfnNa30γ=1.0×217/0.60×3×3.14×0.025×2.40=639mm=0.639mla取5.0m≥0.639m4、抗浮锚杆承载力特征值按下式估算Fa=∑qsiUiLi=110kpa×3.14×0.15m×5.0m=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3Φ25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：基础抗浮工程9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dmmⅡ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（m×m）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=217KN2．0×2.05n=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Ⅱ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Ⅱ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，应选择有资质基础抗浮工程10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：0.5～1.5MPa；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，由基础抗浮工程11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YXZ—70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、