一种利用抗浮锚杆作为筏板钢筋支架的施工方法

一种利用抗浮锚杆作为筏板钢筋支架的
施工方法
【摘要】近年来，地下空间的应用越来越广泛，工程中频繁出现地下水位较浅的大型地下构筑物。

由于该类地下结构物建筑面积大、基础埋藏较深，建筑层数相对较少，在历史最高地下水位情况下，结构自重不足以抵抗地下水的上浮力，地下结构物的抗浮问题日益突出。

因此，这些地下结构在抗浮设计中较多得采用抗浮锚杆和抗浮桩等形式。

其中，岩体抗浮锚杆因为抗拔力高、经济、环保，且不占用空间，具有极高的经济效益和社会效益。

实际工程应用中，由于锚杆设计锚固长度往往大于筏板厚度，锚杆端部钢筋通常需要进行弯折。

本文提供了一种将抗浮锚杆端部弯折钢筋用于筏板钢筋支架的施工方法，可以有效地节约钢筋支架用量，达到降本创效的目的。

【关键词】岩体抗浮锚杆；筏板钢筋支架；材料节约；绿色施工
一、项目工程概况
龙游健康产业中心项目位于浙江省衢州市龙游县友钦路以东、集贤路以南、文靖路以西、永安路以北。

项目为医疗建筑，建设标准为三级乙等医院，由住院楼、门诊楼、医技楼、行政综合楼及公共卫生楼组成。

总占地面积120.5亩，总建筑面积为140925㎡，其中地下建筑面积38382㎡，地上建筑面积102543㎡。

病房楼高度64.1m，门诊楼高度21.6m，医技楼高度21.6m，行政综合楼高度32.15m，公共卫生楼高度23.9m。

建成后将成为区域内一流，具有先进设施、先进设备、先进技术和一流服务水平的现代化医院，建设规模800床，门诊人次约6600人次/日。

二、问题分析
本工程抗浮锚杆设计总长度为9000mm，设计锚固长度为800mm/1000mm，而基础筏板厚度主要为500mm/600mm，均远小于抗浮锚杆锚固长度。

因此，锚杆锚
固段必须进行弯折处理。

考虑到本工程抗浮锚杆数量多达6660根，若采取一定的施工方案，利用弯折后的锚固钢筋作为筏板钢筋支架，将会大幅减少钢筋支架用量，降低施工成本。

三、方案设计及可行性分析
（一）方案设计
以500mm厚筏板为例，上表面钢筋保护层厚度取20mm，上层钢筋叠加高度为16x2=32mm，由此得出，当利用锚杆锚固段作为钢筋支架时，其锚固垂直段高度应为（500-20-32=）448mm。

考虑到实际施工时要便于工人操作，可将此高度近似取值为450mm，具体支撑形式如图1所示。

图1 500mm筏板支撑形式示意图
根据不同筏板厚度和锚杆锚固段长度进行计算，规定锚固钢筋弯折标准如表1所示。

表1 锚固钢筋弯折标准
（二）可行性分析
本工程抗浮锚杆设计间距为1800mm，锚杆钢筋直径C20mm。

考虑到钢筋弯折后，其水平锚固段亦能对筏板上部钢筋起到一定的支撑作用，故计算时对钢筋支
架间距作适当的修正（本工程计算时取1500mm）。

筏板上部配筋为C20@200mm双
层双向满铺。

计算结果如下：
1、钢筋支架横梁的计算
1）均布荷载值
静荷载的计算值：=1.2×0.16×1.50=0.29 kN/m
活荷载的计算值：=1.4×0.10×1.50+1.4×0.10×1.50=0.42 kN/m
2）强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 =0.08 +0.101，跨中最大弯矩为=(0.08×0.29+0.101×0.42)×1.502=0.147 kN·m。

支座最
大弯矩计算公式如下: =-0.10 -0.117，支座最大弯矩为 =-
(0.10×0.29+0.117×0.42)×1.502=-0.175 kN·m。

选择支座弯矩和跨中弯矩的
最大值进行强度验算：σ=0.175×106/785.40=223.282 N/mm2＜360 N/m㎡，满足要求！
3）挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度，计算公式如下:νmax=（0.677 +0.990） /100EI。

静荷载标准值 =0.24kN/m，活荷载标准值
=0.10×1.50+0.10×1.50=0.30 kN/m。

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度νmax=(0.677×0.24+0.990×0.30)×1500.004/(100×2.05×105×0.79×104)= 14.4473mm＜15.00mm，满足要求！
2、支架立柱的计算
支架立柱的截面积 A=3.14，截面回转半径 i=0.50cm。

支架立柱作为轴心受压构件进行稳定验算：σ = N/φA ≤ [f]。

式中，σ──立柱的压应力；N──轴向压力设计值。

1）长细比验算：
立杆的长细比λ=h/i=60.00/0.50=120.00≤250，满足要求！
2）稳定性验算：
φ──轴心受压杆件稳定系数,根据立杆的长细比λ=120,经过查表得
到,φ=0.452；[f]──立杆的抗压强度设计值，[f]＝360 N/mm2。

采用第二步的荷载组合计算方法，可得到支架立柱对支架横梁的最大支座反力为 =1.1Σ
l+1.2 l。

经计算得到
N=1.1×[1.2×1.5×(0.16)]×1.5+1.2×0.42×1.5=1.231kN，
σ=1.231×1000/(0.452×3.142×100)=8.67N/mm2＜360.00N/mm2，满足要求！
四、方案实施
（一）节点深化及BIM建模
根据方案设计，对锚杆-筏板施工节点进行深化设计，明确锚杆支架与筏板
钢筋的空间位置，如图2所示。

再利用BIM技术建立节点处的3D模型，如图3
所示。

图2 节点深化设计图图
3 BIM三维模型
（二）施工测量
在抗浮锚杆施工过程中，通过对地面标高、成孔深度和锚杆钢筋外露长度的
三重测量控制，在确保锚杆达到设计入岩深度的同时，保证其锚固长度，如图
4～图6所示。

图4 标高控制图5 孔深控
制图6 外露钢筋长度控制
（三）锚固钢筋弯锚处理
根据基础筏板施工进度，及时安排锚杆锚固钢筋的弯锚工作。

可在绑扎筏板
下层钢筋的同时，根据表1中的数据，在钢筋弯锚处作好标记，并逐一进行复核。

在筏板上层钢筋绑扎前，利用手提式液压钢筋弯折机在标记处对锚杆钢筋进行弯折。

正式施工前应编制《施工作业指导书》并对工人做好交底，明确施工方法及
要求。

同时执行“样板引路”制度，制作钢筋弯折实体样板，验收合格后再进行
大面积施工。

施工过程如图7～图10所示。

图7 锚杆弯折点标记、复核图
8 施工交底
图9 弯折样板施工图10 面筋安装前统一
弯折
（四）筏板上层钢筋安装
锚杆钢筋支架弯折处理到位后，及时安排筏板上层钢筋的安装工作。

如图11、图12所示。

图11 筏板内锚杆弯折效果图12 大面积弯折效果
五、实施效果检查
通过对基础筏板各施工区段进行抽取检查，按照上述施工方法对抗浮锚杆进行处理后，实际应用效果如表2所示。

表2 抗浮锚杆利用率
按照86%的利用率进行计算，本工程6660根地下室抗浮锚杆中，约有
（6660*86%≈）5727根作为筏板钢筋支架使用，共节省钢筋用量约28.69t，估
测经济效益137697元。

六、结语
本文从工程实际出发，提供了一种将抗浮锚杆锚固端钢筋用作筏板钢筋支架
的施工方法，可有效节省筏板钢筋支架的用量，降低项目成本。

在实际应用过程中，除按文中所述步骤组织施工外，还需额外注意对已完成锚杆进行成品保护工作，以防止锚杆钢筋遭到破坏后无法作为筏板钢筋支架使用。

参考文献:
[1]抗浮锚杆在工程中的应用. 景守军. 科技创新与应用. 2013（7）
[2]抗浮锚杆锚头钢筋兼作基础底板临时支撑的施工技术. 庞玉洁，孙延龙，郑晓南，赵绪欣，曾章璠. 建筑施工，2019（8）
[3]抗浮锚杆兼做马凳筋技术研究和可行性分析. 苏文昌，吕少华，邱德明，宋欢. 工程建设与设计，2019（9）。