地下室工程抗浮锚杆的应用

【摘要】现代城市中出现了大量的地下工程，地下工程建设应当考虑水浮力对建筑物的影响，本文结合工程实例，对地下室抗浮锚杆设计进行探讨，并总结了抗浮锚杆施工时的主要注意事项。

【关键词】地下室;抗浮锚杆;锚杆计算;锚杆施工

地下工程的建设能够有效缓解现代城市土地资源短缺现状，对于地下工程，尤其是高水位地区，往往存在着抗浮设计问题。抗浮设计对地下工程质量有重大影响，因为抗浮设计不当引起的质量事故时有发生，因此必须提高对抗浮设计的重视。

目前，地下工程抗浮设计主要采用降排水法、配重法、抗拔桩及抗浮锚杆等。其中，抗浮锚杆是利用杆体和灌浆形成的锚固体与锚固岩土层的摩擦力形成抗拔力的，具有施工方便、受力合理、价格低廉的特点，因而广泛应用于工程中。

1、工程概况

长沙地区某项目由一栋25层综合楼，局部二层商业裙房和一层地下室组成，总建筑面积23000m2。场地原始地貌单元为浅变质岩岗丘地貌，岩土层自上而下依次为人工填土，全风化板岩平均厚20m，强风化板岩平均厚15m，中分化板岩平均厚5m，微风化板岩，基础底位于全风化岩层。

抗浮水位按室外地坪下1.5m采用，地下室顶板覆土厚度0.9～1.2m，主楼满足抗浮设计的要求，商业裙房和纯地下车库部分不能满足抗浮设计要求，需进行抗浮设计。鉴于岩层较浅，经多方案比较，决定采用抗浮锚杆。

2、抗浮锚杆设计与计算

2.1 锚杆的布置

锚杆的布置方式主要有三种：点状布置，一般布置在柱下独基内;线状布置，一般布置在底板梁下;面状布置，在地下室底板下均匀布置。其中面状均匀布置因其能有效减少底板配筋而应用较广，本工程即采用此种布置方式。根据地下室主要柱网尺寸大小，锚杆间距主要按2.1x2.1米布置，同时考虑到基础承受到较大的上部荷载，可在独基周边适当调整锚杆布置，减少锚杆数量，充分发挥其抗拔承载力，以达到更好的经济效果。锚杆的典型布置如下图1。

2.2单个锚杆水浮力荷载计算

根据地勘报告，抗浮水位标高-1.5m，地下室底板底标高-5.6m，顶板梁板折算板厚0.35m，底板板厚0.4m。，自重 ，整体抗浮不满足规范要求，需进行抗浮设计。

其中底板自重 ，净水浮力 ，单根锚杆受到的水浮力荷载 。

2.3锚杆钢筋截面面积计算

根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013 8.2.2-1，本工程按一级永久性锚杆设计取Kb=2.2  ，锚杆钢筋的截面面积：

锚杆钢筋选取3根～20，面积为942mm2，满足计算要求。

2.4 锚杆长度计算

（1）根据《边坡规范》8.2.3条，锚杆锚固体与岩土层间的长度应满足下式的要求： 。其中K取2.6，锚固体直径D取0.15m，锚固体与全风化板岩层极限粘结强度标准值frbk=95kPa。

（2）根据《边坡规范》8.2.4条，锚杆杆体与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式的要求：  。钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值fb=2.4MPa。

综上，取锚杆入全风化板岩长度为8.7m。

3、抗浮锚杆施工注意事项

3.1钻孔要求：

钻孔前，根据设计图纸定出孔点，做出记号。孔点定位偏差不宜大于20mm，锚孔偏斜度不应大于2%，钻孔深度超过锚杆设计长度不应小于0.5m。插放锚筋时，应防止锚筋扭压、弯曲，杆体放入角度与钻孔角度保持一致。锚筋插入孔内深度不应小于锚杆长度的95%，亦不得超深，以免外露长度不足。

施工中应做好深度、孔径及孔底地层记录，钻孔施工时发现实际地质条件与设计要求不符，如锚固段范围内的土层存在软弱夹层或其他异常情况时，应及时通知设计人员及工程建设相关各方共同研究处理。

3.2灌浆要求：

水泥材料标号不得低于P42.5，注浆用水泥浆体宜采用普通硅酸鹽水泥，其强度等级不得低于M30，配制浆体的灰砂比宜为0.8～1.5，水灰比宜为0.38～0.5。砂中含泥量按重量计不得大于3%，有害物质含量不得大于1%，注浆材料采用的拌和水，不得使用污水。

灌浆前应清孔，灌浆管与锚杆一同送入孔底，管口距孔底150mm，以利出浆，浆液自下而上连续灌注，边灌边拔管，且保持管口始终埋在砂浆内，每条锚杆一次灌完。灌浆压力1.0MPa，孔口溢浆后缓慢提升灌浆管，然后反复补浆，直至孔口浆体饱满无空洞。

3.3其他要求：

由于地下水质对混凝土具有微腐蚀性，锚杆钢筋使用前应严格除锈、除油，防腐处理。或者由建设单位请专业厂家进行设计选用抗腐蚀性水泥，保证锚杆的使用年限。

锚杆钢筋保护层厚度不应小于25mm，锚杆应尽长开料，如必须接驳时应采用机械连接，并应错开35d。钢筋上每隔2m焊6钢筋支架，以使钢筋有足够的保护层。锚杆大样详见下图2。

图2     抗浮锚杆大样图

结语：

建设地下工程对于开发城市地下空间，促进城市的经济发展来说意义重大。用抗浮锚杆来解决地下工程抗浮问题，因其具有造价低、施工方便等优点，已越来越多地应用于实际工程中。随着抗浮锚杆在理论研究和施工技术上的进一步完善，在工程上抗浮锚杆也将得到更加的广泛的应用。

参考文献：

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作者简介：

陈威（1986.11-），男，工程师，研究生，主要从事结构设计工作。