抗浮锚杆设计计算书
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四川油气田江油基地灾后异地重建项目抗浮锚杆专项设计计算书
工程编号B2010-002
总经理赵翔
总工程师康景文
审定林振湖
审核晏宾
设计赵国永
刘德林
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
2010年01月26日四川油气田江油基地灾后异地重建项目抗浮锚杆专项设计计算书
工程编号B2010-002
审定
审核
设计
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
2010年01月26日
目录
一．编制说明
二．计算书
三．结论与建议
一、编制说明
1、设计计算依据：
《注浆技术规程》 (YSJ211-1992)
《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002 J220-2002)
《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22:2005）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《四川油气田江油生活基地建设项目岩土工程勘察报告》（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司2009.9）。
《基础说明及大样》（2#地块）（成都市建筑设计研究院）
《基础平面布置图》（2#地块）（成都市建筑设计研究院）；
《地下室基础说明及大样》（3#地块）（成都市建筑设计研究院）
《基础平面布置图》（3#地块）（成都市建筑设计研究院）；
《基础说明及大样》（4#地块）（成都市建筑设计研究院）
《基础平面布置图》（4#地块）（成都市建筑设计研究院）；
2、正常使用条件下，本抗浮锚杆工程设计使用年限为50年。
二、计算书
1、设计要求
根据设计单位提出的要求，本工程地下室分区抗浮力的要求为：
各地块抗浮锚杆提供抗浮力标准值表1
2、抗浮锚杆抗拔力设计值
根据地勘报告，本工程单根锚杆的抗拔力设计值为：2#地块为145kN；3#地块为270kN；4#地块为270kN。
3、杆体截面及锚固体截面积计算
锚杆钢筋的截面面积按下式确定：
yk
t
t
s f
N
K
A
⨯
=（7.4.1）
上面式中：K
t
—锚杆的杆体抗拉安全系数，取2；
N
t
——锚杆的轴向拉力设计值，2#地块为145kN；3#地块为270kN；4#地块为270kN；
f
yk
——钢筋抗拉强度标准值，采用HRB400钢筋，抗拉强度标准值为0.4kN/mm2。
根据计算得：2#地块为As=725mm2；3#地块为As=1350mm2；4#地块为As=1350mm2
所以2#地块孔内应设置二根Φ22的HRB400钢筋；3#地块孔内应设置三根Φ25的HRB400钢筋；4#地块孔内应设置三根Φ25的HRB400钢筋。
4、锚固段长度计算
根据《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22-2005)，锚杆锚固段长度由下两式中较大值确定：
ψ
π
mg
t
a Df
N
K
L
⨯
> (7.5.1-1)
ψ
ξ
π
ms
t
a f
d
n
N
K
L
⨯
> (7.5.1-2)
上面式中：L
a
——锚杆锚固段的长度（m）；
K——锚杆锚固体的抗拔安全系数，取2.2；
N
t
——锚杆的轴向拉力设计值(kN)；
D——锚固体的钻孔直径，按0.12m
d——钢筋的直径（m）；
f
mg
——锚固体与地层间的粘结强度标准值，2#地块按勘察报告中第59号钻孔取锚杆周围地层加权平均值130kPa。3#地块按勘察报告中第51号钻孔取锚杆周围地层加权平均值100kPa，4#地块按勘察报告中第172号钻孔取锚杆周围地层加权平均值104kPa。
f
ms
——锚固体与钢筋间的粘结强度标准值，取2000kPa；
ξ——界面粘结强度降低系数，取0.6；
ψ——锚固长度对粘结强度的影响系数，2#地块取1.4；3#、4#地块取1.15
n ——钢筋根数
由计算公式算得2#地块：L
a
〉3.72m，设计按照锚固段长度为5.10m。
由计算公式算得3#地块：L
a
〉7.18m，设计按照锚固段长度为8.00m。
由计算公式算得4#地块：L
a
〉6.92m，施工设计按照锚固段长度为8.00m设计。
5、锚杆锚入基础的长度
根据规范要求，钢筋须插入基础内不少于35d，本工程2#地块，采用Φ22螺纹钢筋，长度为35*22=770mm，设计时取800mm。本工程3#、4#地块采用Φ25螺纹钢筋，长度为35*25=875mm，设计时取900mm。
6、锚杆间距
本工程基础为筏板基础，考虑结构受力特点，本着减小底板弯曲应力的原则，本工程采用小吨位的锚杆。杭浮锚杆在整个底板上小间距均匀布置，局部地方（独立柱基位置）适当调整。该布置可降低底板的加筋费用，又可以减小因个别锚杆失效而造成的局部破坏。锚杆大体成正方形布置，根据地下室抗浮区域、抗浮力要求的不同，锚杆间距为：
锚杆间距一览表表6
地下室区域锚杆间距
2#地块 3.80m×3.80m
3#地块 3.00m×3.00m
4#地块 3.00m×3.00m
7、设计实物工程量
根据计算，本工程抗浮锚杆设计实物工程量为：2号地块设置锚杆1107根，单根锚杆长度5.1m，3#地块设置锚杆1927根，单根锚杆长度8m，4#地块设置锚杆2707根，单根锚杆长度8m，总计锚杆进尺43181.1m(含防水0.1m/根)。
8、锚固体强度及水泥浆配比
为增大锚固体的强度，锚固体采用豆石与砂浆结合体，填筑的豆石强度应无风化现象，其粒径应为5～20mm ，也可采用当地区未风化的卵石进行加工。锚杆注浆采用纯水泥浆，灰水比 = 1:0.45。
9、锚杆的防腐与防水
9.1 锚杆杆体钢筋在垫层上下各300mm范围内涂抹环氧树脂2遍，减少锚杆锈蚀。
9.2 锚杆入孔之前应经除锈处理，由于锚杆直接由水泥砂浆密封防腐，因此钢杆必须使用定位器居中，使水泥砂浆保护层厚度不小于20mm。
9.3 在抗浮锚杆注浆后，施工混凝土垫层时预留凹槽；待混凝土垫层施工完成后，将改性沥青热熔后浇入凹槽内，（见抗浮锚杆剖面图示）；改性沥青冷却后，再铺贴大面积改性沥青防水卷材；在锚筋与卷材处用改性沥青热熔封口，并沿锚筋上涂抹50 mm。锚筋在封口沥青顶处设置止水环，堵住水顺钢筋进入底板的通道，防水卷材上为厚50mm强度 C20混凝土保护层。
9.4 防水油膏填充一定要饱满，防水附加层、防水卷材铺贴时加强施工管理，并注意尽量避免在锚杆部位进行卷材搭接，水泥砂浆保护层厚度不小于20mm，基础底板钢筋绑扎完毕后，将露出的锚杆钢筋部位混凝土同时浇筑，尤其加强锚杆部位混凝土振捣工作。
三结论与建议
1、结论
①抗浮锚杆配筋2#地块采用2根Φ22的HRB400钢筋；3#、4#地块采用3根Φ25的HRB400钢筋。
②抗浮锚杆锚固段长度为：2#地块5.1m， 3#、4#地块8.00m，锚杆锚入基础长度2#地块为0.8m，3#、4#地块为0.9m；
③抗浮锚杆间距详见表6；
④压浆管采用DN15铁管。
⑤锚杆钢筋接长时，应按《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22:2005）第8.3.2条执行。
⑥锚杆钢杆必须使用定位器居中，使水泥砂浆保护层厚度不小于20mm。
⑦锚杆与底板连接部位是地下室防水的薄弱环节，为保证防水效果，防水施工应由专业防水施工队伍完成。
2、建议
①正式施工前应进行抗拨试验，根据试验结果调整设计。
②施工过程中严格按照施工图进行施工作业；
③施工过程中注意地质条件的变化，采用信息动态法设计施工。
④未尽事宜按《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22:2005）执行。