某项目抗浮锚杆工程设计

2018-10-17 11:11李俊业
山西建筑 2018年26期
关键词:洪水位抗浮标准值

曾 蓉 李俊业

(1.成都兴蜀勘察基础工程公司,四川 成都 610072; 2.四川岷江港航电开发有限责任公司,四川 乐山 614000)

1 项目概况

拟建项目分为A区和B区,规划建设净用地面积71 225.00 m2,总建筑面积332 391.82 m2。根据勘察报告,A区测得地下水位为2.0 m~2.6 m,B区测得地下水位为2.0 m~2.4 m,对应高程均为503.52 m~505.22 m;而由区域水文资料及场地附近工程经验可知,场地丰、枯水期地下水变幅一般为1.0 m~2.0 m,同时结合现场调查及当地水文局访问,场地东侧江安河最近数年洪水,均会淹没场地低洼地段,其对应高程约为506.50 m,根据调查历史最高洪水位较常年洪水位高出1 m~2 m,即历史最高洪水位对应高程为508.50 m。由此表明,若发生历史最高洪水,大部分场地均处于淹没区内,建议对江安河做好防洪堤等措施防洪以及地下室防进水、淹没措施,并对纯地下室按历史最高洪水位进行抗浮设计,其对应高程为508.50 m。

表1 拟建建筑物概况一览表

结合表1拟建建筑物一览表可知,若发生历史最高洪水,大部分场地均处于淹没区内,所有建筑物的基础均位于地下水位以下,根据设计要求,项目A区应对4号楼及主楼外单层地下室区域约为23 103.63 m2采取抗浮锚杆措施,抗浮力标准值为23.00 kN/m2;项目B区应对17号楼及主楼外单层地下室区域约21 552.23 m2采取抗浮锚杆措施,抗浮力标准值为23.00 kN/m2,见图1,图2。

2 抗浮锚杆方案选择

根据设计要求和本工程的特点,本工程抗浮锚杆拟采用以下方案[1-3]:

1)锚杆杆体采用三级螺纹钢;

2)锚杆布置在板或独立柱基下;

3)锚杆钢筋的预留筋锚入板中,不设置锚头;

4)锚杆初步计算时,A区、B区锚杆均按2.0 m×2.0 m正方形布置,实际抗浮锚杆布置在跨度较大区域、外墙区域、筏板及后浇带的周边区域,将根据实际平面尺寸适度调整间距。

3 抗浮锚杆设计计算

3.1 抗浮锚杆设计轴向拉力值的确定

A区、B区锚杆按照2.0 m×2.0 m正方形布置,每根锚杆的面积为4.00 m2;A区、B区抗浮锚杆设计轴向拉力设计值:4.00×23.00=92 kN;各区域锚杆轴向拉力设计值见表2。

表2 抗浮锚杆轴向拉力设计值表

3.2 抗浮锚杆钢筋截面面积的计算

按下式计算配筋量[4]:

式中:AS——锚杆钢筋截面面积,mm2;

fy——锚筋抗拉强度设计值,kPa,本工程采用Ⅲ级钢,取360 N/mm2;

Kb——锚杆杆体抗拉安全系数,永久性锚杆取2.2。

根据以上计算公式和计算参数,计算结果如下:

A区、B区钢筋截面面积:AS=562.22 mm2。

A区、B区配筋根数:当采用2根Ф20Ⅲ级螺纹钢时,钢筋截面=628>562.22。

3.3 锚杆长度

抗浮锚杆锚固段长度可按式(1),式(2)进行估算,并取其中的较大值[4-6]。

(1)

(2)

式中:K——锚杆锚固体的抗拔安全系数,取2.6[1];

Nt——锚杆轴向拉力设计值,kN;

la——锚杆锚固段长度,m;

frbk——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值,kPa。

根据勘察报告,抗浮区域埋深基本都在-6 m(标高502.7 m)以下,涉及的岩土以松散以上的卵石土为主,按勘察单位提供的地基土与锚固体极限粘结强度标准值frbk建议值可取120 kPa,见表3;D为锚固体直径,取0.15 m;d为钢筋的直径;n为杆体根数;fb为钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值,取2.4[4]。

表3 地基土与锚固体极限粘结强度标准值frbk建议值

根据以上计算公式和计算参数,计算结果如下:

A区、B区:根据式(1),la=4.3 m;根据式(2),la=0.93 m;

二者取大值,la=4.3 m。

根据计算公式,本工程锚杆设计计算如表4所示。

表4 抗浮锚杆工程锚固段长度计算结果

3.4 锚杆设计结果

根据上述公式进行计算,计算结果如表5所示。

3.5 抗浮锚杆抗拔力验算

选取地层情况最差点按公式∑qili及锚杆长度验算单根抗浮锚杆的抗拔力,根据勘察单位提供的场区内A区和B区勘察报告(含补充勘察及补充说明),A区、B区最差地层的数据见表6,验算结果见表7。

表5 抗浮锚杆工程设计结果

表6 A区、B区最差地层相关数据表

表7 抗浮锚杆验算结果表

4 抗浮锚杆布置

根据抗浮锚杆设计计算,抗浮锚杆设计简述如下:

1)锚杆布置在板下,A区、B区均按照2.0 m×2.0 m的间距正方形布置,A区布置抗浮锚杆5 875根,B区布置抗浮锚杆5 414根。

2)抗浮锚杆锚固体直径150 mm,A区、B区单根锚杆总长度6.0 m(含预留段约1.0 m)。

3)A区、B区锚杆钢筋采用2根Ф20的Ⅲ级螺纹钢,预留在基础里面的钢筋长度不小于35d=0.70 m。锚杆钢筋的预留筋锚入筏板中,不设置锚头。

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