抗浮錨杆設計的關鍵點,你掌握了嗎?
1.
抗浮錨杆受力過程
抗浮錨杆受拉構件,一端錨固在建築物底板,另一端錨固在地基的持力層中,受力過程首先是透過錨固體鋼筋與注漿體之間的作用將上拔力傳至注漿體上;而後透過注漿體與周邊土層之間的
摩擦力
將注漿體所受到的力傳至周圍穩定土體中去,從而形成具有一定抗拔能力的抗浮錨杆,起到抗浮錨杆的抗浮作用。
驗算內容:
1)錨杆所承擔的荷載計算;
2)錨杆錨固長度和
承載力
計算;
3)錨杆筋體截面面積計算;
4)錨杆筋體與錨固體的錨固承載力驗算;(體現在岩土錨杆技術規程CECS22-2005,7。5。1-2式)
5)錨杆與岩土體的整體穩定性驗算。(抗浮錨杆不存在)
2.
錨杆承載力計算公式:
1)自身強度
岩土錨杆技術規程CECS22-2005
2)摩擦抗拔強度
3)錨杆最終抗拔承載力取上述二者較小值。
4)注意:摩擦抗拔強度計算時,錨杆計算引數中的側摩阻力應查地勘報告中基坑支護相關引數,而不是樁基引數。
3.
錨杆設計方法:
方法一:先計算自身強度,由自身強度確定錨固長度,估算上浮力由此確定
錨杆根數
,確定錨杆根數時預留1。1倍安全係數。此方法適用於地基條件較好能充分發揮錨杆自身強度的情況。舉例如下:5層地下室,底板標高大部分位於全風化,以下依次為強風化、中風化、微風化,地基條件較好,其中強風化和中風化較薄,建議錨杆以微風化為持力層,同時考慮中風化的摩阻力。地下水微腐蝕,不驗算裂縫。
方法二:先估算上浮力,合理佈置錨杆確定錨杆數量,換算單根錨杆上拔力,上拔力乘以富餘度係數1。1作為錨杆抗拔承載力,透過規範公式計算錨杆錨固長度。此方法適用於地質條件較差,不足以充分發揮錨杆自身強度的情況。舉例如下:3層地下室,底板標高位於礫質粘土層,以下依次為全風化、強風化,且全風化土體與錨固體極限粘結強度標準值較小僅為0。12Mpa(礫質粘土層為0。065 Mpa)。錨杆穿過礫質粘土層錨固於全風化層,考慮該兩層土的摩阻力。a>浮力及錨杆數量估算:
b>承載力、錨杆長度確定:經初步驗算,每根錨杆的平均反力在150kN。考慮富裕度係數後以200KN作為錨杆抗拔承載力,典型錨杆具體計算如下:
c>因地下室為微腐蝕性,不必驗算錨杆裂縫。
4.
錨杆構造要求:
1)錨杆長度:
a>
土層錨杆
和岩石錨杆長度均宜控制在20m或25m以內。
b>
錨杆錨固體
與(巖)土層的錨固長度應取有效錨固長度,由於基坑開挖會對底板下土體有一定擾動,特別是採用爆破開挖的基坑,一般要加300-500mm。
2)
錨杆
間距:
a>宜大於1。5m(此規定參考岩土錨杆技術規程CECS22-2005,抗浮錨杆一般會參照
岩土錨杆
做法,但二者不完全是一個東西)
b>為什麼要保證一定間距?錨杆抗拔承載力特徵值現場試驗時由於一般為單根錨杆載入,未考慮錨杆間距影響,特別是錨杆間距較為密集時的情況;當單根錨杆影響範圍內的土體自重大於錨杆拉力時,可以不考慮錨杆間距影響。
3)
錨杆直徑
:
a>對於岩土錨杆:預應力鋼絞線面積不超鑽孔面積15%;預應力筋保護層厚度不小於20mm(永久錨杆)或10mm(臨時錨杆)。(來自岩土錨杆技術規程CECS22-2005)b>對於抗浮錨杆:某施工圖做法
4)錨杆大樣圖例項:來自某施工圖
5.
工程常見問題
1)防水問題
a>關於錨杆防水規範沒有相關規定。
b>由於錨杆斷面尺寸較小,不適宜採用樁頭防水處理措施。
c>解決措施:每個錨杆四周均做加強層,加強層做2道,一道水泥基滲透結晶型防水塗料+一道卷材防水。卷材在錨杆處環繞鋼筋熱熔包裹,上卷高度是自墊層向上至筏闆闆底,這樣卷材形成筒狀,內有鋼筋。卷材做完後灌注防水密封膏。加強層做完後再做普通防水層。在底板居中處做止水鋼板,目的是改變應延長可能滲透的毛細水路徑,阻止毛細水沿錨杆鋼筋長驅直入,止水鋼板應與錨杆鋼筋滿焊。
d>其他做法:
2)需不需要控制錨杆自身裂縫?
規範無明確說法,習慣上每人關注,個人認為應結合地下水腐蝕情況予以關注。
網上觀點:地下室抗浮錨杆是主體結構的一部分,設計基準期應與主體結構相同,故應進行裂縫寬度驗算,計算方法可參照
上海市
標準《地基基礎設計規範》執行。當地下水或土對鋼材腐蝕性等級為弱腐蝕時,也可不進行裂縫寬度驗算,可按年腐蝕率0。03mm考慮錨杆截面積增量。
3)抗浮錨杆鋼筋要不要施加
預應力
?
均可。
a>錨杆材料可根據錨固工程性質、錨固部位和工程規模等因素,選擇高強度、低鬆弛的普通鋼筋、高強精軋螺紋鋼筋、
預應力鋼絲
或鋼絞線。(來自岩土錨杆技術規程CECS22-2005)
b>抗浮錨杆宜採用
預應力錨杆
。當地下水浮力較小,或錨杆錨固地層為岩石或硬土時,也可採用非預應力錨杆。(來自岩土錨杆與噴射混凝土支護工程技術規範GB 50086 - 2015)
4)抗浮錨杆有沒有自由段長度?
一般預應力錨杆需要自由段,非預應力錨杆不需要。邊坡錨杆存在主動滑移面時需要自由段。
岩土錨杆設定自由段的原因:a>對錨杆張拉是自由段的鋼筋或鋼絞線產生彈性變形,對錨固結構施加預應力;b>自由段部分設定在主動滑移面以內,無法提供錨固力。
5)錨杆型別選擇
分岩石錨杆和土層錨杆。
深圳地區抗浮錨杆應用較多,原因是地質條件普遍較好,錨杆能錨入堅硬岩層(中風化)從而按岩石錨杆處理。土層錨杆因抗拉承載力小應用較少,同時土層錨杆離散型較大,實際試驗抗拔承載力較多不滿足設計要求,儘量少用。
6)抗浮錨杆和抗拔樁造價區別?
a>當地下水位較高、錨杆較長時,採用樁基下集中佈置抗浮錨杆的方案更經濟(此時基礎形式為天然基礎),並方便施工,錨筋有足夠的錨固長度。
b>當地下水位較低,錨杆長度較短時,(5~8m),錨杆均勻佈置於柱位以外區域更經濟。原因是此時單根錨杆拉力較小,錨固在較薄的防水板中時水平錨固長度不至過長從而影響防水施工。
c>當工期較緊張時,可考慮採用柱下抗拔樁方案,相對造價可能更高。
d>總的原則是,抗拔樁在工期方面一定佔優勢,錨杆在
經濟性
方面不一定佔優勢。
由於抗拔樁數量少,可以大幅縮減工期,採用預製管樁充當抗拔樁時更快捷,但堅硬岩層不適用預製樁如中風化以下。經濟性一般錨杆佔優勢,但不能一概而論,應視具體工程情況,綜合考慮地質條件不同等因素,具體工程需做針對性的經濟性對比。
e>抗浮錨杆和抗拔樁本質上都是樁,區別主要在直徑大小,二者提供摩擦力的計算原理相同,計算公式也基本一致,理論上直徑越小表面積越大,相同體積材料抗拔錨杆提供的抗浮力更大。但樁和錨杆計算公式中的引數取值有所不同,導致二者計算結果不一定遵循此規律,主要影響因素是土質情況和錨杆長度,可仔細研究公式加以理解。
7)抗浮錨杆不同佈置形式的使用條件:
集中點狀佈置推薦用於堅硬巖;集中線狀佈置推薦用於堅硬巖與較硬巖;面狀均勻佈置推薦用於所有情況。
a>集中點狀佈置,一般佈置在柱下;優點:可以充分利用上部結構傳來的豎向力來平衡掉一部分水浮力;由於錨杆佈置集中,有很強的抵抗力。缺點:要求錨固於堅硬巖體中,不適用於軟巖與土體,破壞往往是錨固巖體的破壞;由於區域性錨杆較密,錨杆施工不方便;地下室底板梁板配筋較大。
b>集中線狀佈置,一般佈置於地下室底板梁下;優點:由於錨杆佈置相對集中,有較強的抵抗力。缺點:不能充分利用上部結構傳來的豎向力來平衡掉一部分水浮力(個人認為考慮的話偏於不安全,對於跨高比小於6的底板梁,可以適當考慮上部結構傳來的豎向力來平衡掉一部分水浮力),要求錨固於較硬巖體中,不適用於軟巖與土體;地下室底板板配筋較大。
c>面狀均勻佈置,在地下室底板下均勻佈置;優點:適用於所有土體和巖體;地下室底板梁板配筋較小。缺點:不能充分利用上部結構傳來的豎向力來平衡掉一部分水浮力(個人認為考慮的話偏於不安全);對於個別錨杆承載力不足的情況,由於能分擔的錨杆較少,此情況抵抗力差;由於錨杆佈置相對分散,對於地下室底板下的外防水施工比較麻煩。
本人傾向於使用均勻佈置,可降低底板配筋,控制總造價。
8)碎石類地層錨杆深度範圍內有地下水:
產生原因:降水時未考慮抗浮錨杆施工地下水要求,地下水未降至錨杆底部以下。
產生後果:錨杆施工時,砂層及礫石沉澱至孔底,注漿時不能保證孔底注漿,錨杆錨固段減少。
防治措施:降水設計時,考慮抗浮錨杆施工,保證水位降至錨杆底部。
9)試驗不合格錨杆如何處理?
10) 抗拔錨杆的設計承載力只是預估值,最終標準是抗拔試驗,往往在抗拔試驗後對錨杆佈置進行修改。
11) 降水要求:裙房屋頂覆土施工完成後才可停止降水
6.
相關圖片
內容來源均已標明出處,
僅作傳播分享知識作用,
如有侵權,請聯絡刪除。