明挖过江隧道抗浮桩及抗浮计算

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抗浮板及抗浮锚杆计算

计算单元柱跨lx(mm)74002600计算单元柱跨ly(mm)82002600抗水板厚度(mm)300900钢筋强度设计值fy(N/mm 2)360544.00混凝土强度等级C30541.00混凝土容重（kN/m3）25 5.00顶板堆土容重（kN/m3）180.80柱子截面(mm)600 1.4修正后特征值fa(Kpa)350抗浮锚杆220基础钢筋保护层厚度（mm）5015.5水浮力qw（kN/㎡）23.0结构配重（kN/㎡）52.7整体抗浮判断满足二、当整体抗浮不满足要求时，抗浮锚杆数量计算标准跨上部配重G=3046kN 水浮力S=1396kN 锚杆数量n=-7.50根实际锚杆数量7 根实设锚杆数量满足水浮力荷载分项系数1.00抗水板自重分项系数1.00抗水板的荷载设计值q wj =15.50kN/㎡四、q >q +q 时，且整体抗浮满足时独立基础配筋计算基础等效边长a=√axay 2600mm等效跨度L=√lxly 7790mm1、沿独立基础周边均匀分布的线荷载q e =q wj (l x l y -a x a y )/2(a x +a y )80.36kN/m扣除抗浮板自重后净浮力（kN）独立基础抗浮设计条件qw>qs+qa，需要考虑ax(mm)ay(mm)厚度(mm)0.000绝对标高(m)抗浮设计水位绝对标高(m)底板顶标高(m)混凝土折算总厚度(m)顶板覆土厚度(m)抗拔承载力（kN）对独基加防水板基础的设计.doca/L=0.33平均固端弯矩系数k=0.0524m e =kq wj l x l y =49.28kN.m/max方向ay方向M A2=[q e (b-d)/2+m e ]l=337.08337.08kN.m V A2=q e l=208.94208.94kN 4、扣除水浮力后基底反力对独立基础的内力M A1=218.82218.82kN.m V A1=869.70869.70kN 5、基础配筋面积ax方向ay方向M338.33338.33kN.m 每米宽配筋473473mm 2/m V910.00910.00kN M 555.90555.90kN.m 每米宽配筋776776mm 2/mV1078.641078.64kN 1350.01350.0mm 2/m x方向总弯矩Mx510.17kN.m/m y方向总弯矩My 599.56kN.m/m 方向截面位置弯矩（kN）每米配筋（mm 2）弯矩（kN）每米配筋（mm 2）边支座负弯矩168.3525320.4131端跨中正弯矩132.64185112.24156基础最小配筋率钢筋面积qw<qs+qa时qw>qs+qa时，且整体抗浮满足时柱下板带跨中板带x方向端跨8/)3/2(2ce y x y b l ql M -=8/)3/2(2ce x y x b l ql M -=。

城市下穿隧道抗浮桩标准化设计研究

文章编号:１０００Ｇ０３３X (２０２０)１２Ｇ００６７Ｇ０３收稿日期:２０２０Ｇ０２Ｇ１０基金项目:科技创新基金项目(K C J J ２０２０Ｇ１９)作者简介:尤㊀潇(１９８８Ｇ),男,陕西榆林人,工程师,硕士研究生,主要从事公路工程设计与企业运营管理工作.城市下穿隧道抗浮桩标准化设计研究尤㊀潇,王君鹭,刘㊀罡,苟㊀超(中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安㊀７１００６５)摘㊀要:为了解决城市下穿隧道抗浮桩的设计算法不统一的问题,研究了抗浮桩设计的标准化流程,对抗浮稳定性计算中的关键问题进行总结梳理,明确了抗浮设防水位㊁抗浮桩抗拔承载力特征值合理确定方法及抗拔承载力验算方法,可为相关下穿隧道的抗浮桩设计计算提供相应的参考.关键词:城市下穿隧道:抗浮桩;标准化设计;抗浮验算中图分类号:U ４１４．０３㊀㊀㊀文献标志码:AR e s e a r c ho nS t a n d a r d i z e dD e s i g no fA n t i Ｇf l o a t i n gP i l e f o rU r b a nU n d e r pa s sT u n n e l Y O U X i a o ,WA N GJ u n Ｇl u ,L I U G a n g,G O U C h a o (C C C CF i r s tH i g h w a y Co n s u l t a n t sC o ．L t d ．,X i a n７１００６５,S h a a n x i ,C h i n a )A b s t r a c t :I no r d e r t os o l v e t h e p r o b l e mt h a t t h ed e s i g na l g o r i t h mo f a n t i Ｇf l o a t i n gpi l e f o ru r b a n u n d e r p a s s t u n n e l w a sn o tu n i f o r m ,t h es t a n d a r d i z e d p r o c e s so fa n t i Ｇf l o a t i n g p i l ed e s i gn w a s s t u d i e d ．T h ek e yp r o b l e m s i na n t i Ｇf l o a t i n g s t a b i l i t y c a l c u l a t i o nw e r e s u m m a r i z e da n ds o r t e do u t ．T h er e a s o n a b l ed e t e r m i n a t i o n m e t h o do fa n t i Ｇf l o a t i n g w a t e rl e v e la n da n t i Ｇf l o a t i n g p i l eu pl i f t b e a r i n g c a p a c i t y c h a r a c t e r i s t i c v a l u e s ,a n du p l i f t b e a r i n g c a p a c i t y c h e c k i n g ca l c u l a t i o nm e t h o d a r e d e f i n e d ,w h i c h c a n p r o v i d e t h e c o r r e s p o n d i n g r e f e r e n c e f o r t h e r e l a t e d a n t i Ｇf l o a t i n g p i l e c a l c u l a t i o n f o r t h eu n d e r pa s s t u n n e l ．K e y w o r d s :u rb a nu n d e r p a s s t u n n e l :a n t i Ｇf l o a t i n g p i l e ;s t a n d a r d i z e d d e s i g n ;a n t i Ｇf l o a t i n gc h e c k i n g c a l c u l a t i o n０㊀引㊀言近年来,城市机动车保有量增长迅猛,城市道路交通关键节点的拥堵问题日益突出,许多城市在主干道交叉点修建下穿隧道,打造地下空间,以立体交叉的手段解决城市道路交通关键节点拥堵问题.而城市下穿隧道在施工及运营期间存在抗浮稳定的问题,抗浮稳定性不满足要求时需要进行抗浮设计.在常用的抗浮措施中,尤以抗浮桩应用最为广泛[１Ｇ３].目前,围绕抗浮桩设计计算的相关研究虽然不少,但其中关于如何合理确定抗浮设防水位[４Ｇ５]㊁抗拔桩单桩承载力[６Ｇ７]㊁抗浮荷载[８Ｇ１５]等关键问题,不同设计人员的计算方法各异.抗浮桩设计涉及岩土工程㊁结构工程等专业范畴,相关专业规范中的规定也不完全统一;抗浮设计缺乏系统的理论依据和标准化的流程,本文就城市下穿隧道抗浮桩设计标准化中存在的一些问题进行探讨,为城市下穿隧道抗浮桩标准化设计提供参考.１㊀抗浮设防水位抗浮水位的合理确定在抗浮设计计算中尤为重要,抗浮水位选取偏安全,对结构承受的地下水的浮力估计不足,在施工㊁运营阶段会引起结构上浮㊁底板开裂等破坏,严重影响行车安全,甚至引发事故.反之,抗浮水位选取偏保守,会增加抗浮工程量,增加工程造价,造成不必要的浪费.多本规范都有关７６于抗浮水位的相关规定,«岩土工程勘察规范»(G B５００２１２０１８)规定:当水文地质条件对基础抗浮有重大影响时,宜进行专门的水文地质勘察,提供用于计算地下水浮力的设计水位.广东省标准«建筑地基基础设计规范»(D B J１５Ｇ３１２０１６)规定:地下水的设防水位应取建筑物设计年限内(包括施工期)可能产生的最高水位.且在条文说明中表述,如果岩土工程勘察报告中没有提供地下水的最高水位时,地下水设防水位可取建筑物的室外地坪标高.文献[４]指出地下水位的变化受大气降雨㊁地下水的补给㊁水的径流排泄等自然因素等的影响,同时也受到人为因素的干扰,因此地下水位变幅较大,需要对工程沿线的含水层分布及层间水力联系进行详细勘察,综合确定更合理的抗浮设防水位.勘察报告即使给出勘察期间的水位,与近年水位和历史最高水位也存在很大误差.综上,地下工程的抗浮设防水位既不是勘察期间内的水位㊁也不是工程所在地区的常年最高水位.文献[５]认为抗浮设防水位应为工程使用期间的最高洪水位,若此水位高出地表,则抗浮设防水位即为工程地表位置.抗浮水位确定为地表的方法在工程设计中被普遍接受,在多数情况下计算结果偏安全,且简单易行.２㊀抗浮验算隧道施工阶段和使用阶段的荷载不同,根据«道路隧道设计规范»(D G /T J ０８Ｇ２０３３２００８)规定,隧道结构在施工和使用阶段应分别进行抗浮验算.并给出了施工阶段和使用阶段隧道结构自重及上覆土层有效压重的荷载分项系数.验算公式如下G kN w ,kȡk(１)式中:G k ㊁N w ,k ㊁k 分别为隧道结构自重及压重之和㊁浮力作用值㊁抗浮稳定系数.根据规范明挖现浇段,使用阶段不考虑侧墙土体摩阻力时k ＝１．０５.关于隧道结构自重及压重的荷载分项系数取值,不同设计人员取值不完全一致.文献[５]与文献[８]取值０．９,文献[９]指出在抗浮稳定性计算中,荷载作用效应应该承载能力极限状态下的基本组合考虑,分项系数为１．０.３㊀抗浮桩设计３．１㊀抗浮桩桩长与根数的确定当前抗浮设计中的常用方法是对下穿隧道分段进行抗浮设计,综合考虑桩间距㊁结构尺寸等,确定抗浮桩根数n ,计算荷载效应基本组合计算单根抗浮桩的基桩拔力N k .N k ＝N w ,k －G k k æèçöø÷/n (２)㊀㊀«建筑桩基技术规范»(J G J９４２０１８)规定,群桩呈非整体破坏时抗拔承载力按下式验算.N k ɤT u k/２＋G p (３)T u k ＝ðλi qs i k u i li(４)式中:T u k 为基桩的抗拔极限承载力标准值;G p 为基桩自重,地下水位以下取浮重度;λi 为抗拔系数;q s i k 为桩侧表面第i 层土的抗压极限侧阻力标准值;u i为桩身周长;l i 为各土层厚度.«公路桥涵地基与基础设计规范»(J T G３３６３２０１９)规定,摩擦桩单桩轴向受拉承载力容许值[R t ]按下列公式计算.[R t ]＝０．３u ðni ＝１αi l i qi k (５)式中:q i k 为桩侧第i 层土的侧阻力标准值;u 为桩身周长;a i 为振动沉桩对各土层桩侧摩阻力的影响系数.«建筑桩基技术规范»(J G J ９４２０１８)中基桩抗拔承载力特征值[R ]取基桩的抗拔极限承载力标准值的一半,即[R ]＝０．５ðλi qs i k u i l i (６)㊀㊀对比公式(５)㊁(６),基桩抗拔承载力容许值的求解思路一致,系数取值不同.参考两规范后,抗浮桩承载力特征值或容许值[R ]计算公式为:㊀[R ]＝m i n (０．３u ðn i ＝１αi l i q i k ,０．５ðλi qs i k u i l i )(７)在此基础上结合抗拔承载力验算公式N k ɤ[R ]＋G p(８)㊀㊀通过试算求解抗浮桩根数与桩长.３．２㊀抗浮桩配筋及裂缝验算«建筑桩基技术规范»(J G J ９４２０１８)中５．８．７和«混凝土结构设计规范»(G B５００１０２０１０(２０１５版))中６．２．２２对钢筋钢筋混凝土轴心抗拔桩的正截面受拉承载力应符合下式规定N ɤf y A s ＋f p yA p (９)式中:N 为荷载效应基本组合下桩顶轴向拉力设计值,即N ＝１．２N k ;f y ㊁f p y 分别为普通钢筋㊁预应力钢筋的抗拉强度设计值;A p 分别为普通钢筋㊁预应力钢筋的截面面积.据此进行抗浮桩的配筋设计.８６于此同时,还需依据«混凝土结构设计规范»(G B５００１０２０１０(２０１５版))中３．４．５的结构构件裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值与７．１．２对抗浮桩进行最大裂缝宽度的验算.７．１．２规定:按荷载效应的标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可按下列公式计算.ωm a x ＝αc r ψσs E s １．９c s ＋０．０８d e q ρt e æèçöø÷(１０)σs ＝N k/A s (１１)式中:ωm a x 为最大裂缝宽度;αc r 为构件受力特征系数;ψ为裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数;σs 为按荷载标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉普通钢筋应力;E s 为钢筋的弹性模量;C s 为最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离;d e q 为受拉区纵向钢筋的等效直径;ρt e 为按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率.对于抗浮工程桩裂缝验算,N k 值取抗浮桩承载力特征值[R ].对抗浮桩设计流程进行梳理,给出标准化设计流程图.图１㊀抗浮设计流程４㊀结㊀语(１)抗浮设防水位的确定在城市下穿隧道抗浮桩设计中至关重要,应根据详细水文地质勘察结果确定,若勘察报告未给出抗浮设防水位参考值,偏于安全考虑,抗浮水位可取为地表.抗浮桩抗拔承载力特征值可按«建筑桩基技术规范»和«公路桥涵地基与基础设计规范»分别计算,选择较为保守的承载力计算结果,且抗浮桩提供的抗拔力应包含基桩自重.隧道结构的抗浮验算应分施工阶段和使用阶段分别进行验算,采用不同的抗浮安全系数.(２)抗浮桩标准化设计流程中有１组关键变量即抗浮桩的根数与桩长,结合计算公式(２)㊁(７)㊁(８)可知对于改组变量存在多解,增加桩数可减小桩长,反之亦然.因此,如何确定最优化的桩数与桩长组合,对提高抗浮桩设计的合理性和经济性有重要的意义.设计人员在实际工程中,可在施工图设计阶段对此问题作进一步的探讨,寻求即可保证工程安全可靠施工运营又经济合理的抗浮设计,对初步设计进行深度优化.(３)配筋与裂缝控制同样是抗浮桩设计的核心问题,根据计算公式(２)㊁(８)㊁(９)确定抗浮桩的配筋的同时,尚需满足裂缝验算,需要认真对待,确保抗浮桩设计计算的安全准确.参考文献:[１]㊀曾国机,王贤能,胡岱文．抗浮技术措施应用现状分析[J ]．地下空间,２００４,２４(１):１０５Ｇ１０９,１４２．[２]㊀郜东明,谭跃虎,马伟江．地下结构的抗浮分析[J ]．岩土工程界,２００６,９(７):６０Ｇ６２．[３]㊀刘发前．地下结构抗浮设计讨论[J ]．城市道桥与防洪,２０１０(６):２１１Ｇ２１３,２４３．[４]㊀郑伟国．地下结构抗浮设计的思路和建议[J ]．建筑结构,２０１３,４３(５):８８Ｇ９１．[５]㊀袁正如．地下工程抗浮设计中的几个问题[J ]．地下空间与工程学报,２００７,３(３):５１９Ｇ５２１．[６]㊀周倩茹．城市地下隧道抗浮设计与分析[J ]．城市道桥与防洪,２０１９(５):２９８Ｇ３０１,３４．[７]㊀黄志才,李㊀嵩,潘㊀丹．某下穿铁路的U 型槽抗浮设计[J ]．土工基础,２０１９,３３(２):１５９Ｇ１６１．[８]㊀阳㊀芳．狮子洋隧道明挖敞开结构抗浮设计[J ]．铁道工程学报,２００９,２６(１０):６４Ｇ６８．[９]㊀姚晓励．地下道路抗浮桩设计思考[J ]．市政技术,２０１７,３５(２):３４Ｇ３６,４０．[１０]㊀罗永磊．城市下穿隧道明挖段抗浮桩设计的关键问题探讨[J ]．广东土木与建筑,２０１９,２６(３):５８Ｇ６０,６４．[１１]㊀陈锦剑,王建华,范㊀巍,等．抗拔桩在大面积深开挖过程中的受力特性分析[J ]．岩土工程学报,２００９,３１(３):４０２Ｇ４０７．[１２]㊀华㊀昆．地下建筑结构抗浮桩的应用及施工技术[J ]．浙江建筑,２００９,２６(５):３５Ｇ３７,４０．[１３]㊀李松柏,李宏泉．城市立交隧道结构抗浮设计与计算分析[J ]．公路隧道,２００８(２):１８Ｇ２１．[１４]㊀贾志清．明挖隧道结构抗浮设计新思路[J ]．铁道建筑技术,２０１１(５):２１Ｇ２４．[１５]㊀刘继国,郭小红,程㊀勇,等．临海浅埋富水地层明挖隧道抗浮稳定性研究[J ]．岩土工程学报,２０１４,３６(S ２):２７４Ｇ２７８．[责任编辑:杜卫华]９６。

明挖隧道计算书

隧道结构检算计算书一．E型截面结构厚度为：底板厚120cm，侧墙底厚120cm，侧墙顶厚为55cm，抗拔桩径为100cm。

采用荷载－结构法检算结构内力，基坑高度H＝8.8m。

计算软件：midas civil（2006）取土的重度值：γ＝20kN/m3；1、荷载计算：（计算断面取埋深最大处计算,水土分算）（1）侧水压力ew1=0kN/mew2=γw⨯H⨯ω=10⨯8.8⨯0.5=44kN/m（2）侧土压力et1=0kN/met2=λ⨯(γ-γw)⨯H=0.33⨯(20-10)⨯8.8 =29.04kN/m基底水浮力Pw =γw⨯(h1+H)⨯ω=10⨯(1.2+8.8)⨯0.5=50kN/m（3）边墙顶地面超载：qcz＝20kN/m边墙汽车冲击荷载：冲击系数μ＝20/（80+L）＝20/（80+14）＝0.213qcj ＝qcz⨯μ＝20⨯0.213＝4.26 kN/m汽车超载引起侧压力 ecz ＝qcz⨯λ＝20⨯0.33＝6.6 kN/m汽车冲击荷载引起侧压力 ecj＝qcj⨯λ＝4.26⨯0.33＝1.41 kN/m （4）无地下水情况侧土压力et1=0kN/met2=λ⨯γ⨯H=0.33⨯20⨯8.8=58.1kN/m。

（5）地层抗力地层抗力是用地层弹簧来模拟的。

地层抗力系数根据土层条件确定，按温克假定计算。

在计算中，消除受拉的弹簧。

结合相近工程地质资料,弹性抗力系数取K=50MN/m32、荷载工况（1）、自重（2）、侧土压力（3）、侧水压力（4）、基底浮力（5）、无地下水时侧土压力（6）、汽车超载和冲击引起侧压力其中1～5为永久作用，6为可变作用。

3、计算简图如下图所示。

计算简图计算模型中采用梁单位模拟隧道结构的侧墙、底板和抗拔桩，在底板两端设置2个水平和竖向的约束，模拟抗浮牛腿的作用，侧墙、底板和抗拔桩分别设置土弹簧约束模拟地层对结构的作用，在计算中消除受拉的弹簧结构受力，计算所取纵向5m的平面框架有限元模型，相应的荷载在每延米数值的基础上。

抗浮锚杆计算

-5.9 -2.5 150 360 0.55 5.2 0.5 0.35 0.2 0.5
1、整体抗浮计算结构及覆土自重G=25*h1+25*h2+18*h3+18*h4 水浮力F=10*(H2-H1)
净水浮力F'=F-(25*h1+18*h4）*0.9 2、锚杆杆体截面面积计算锚杆横向间距S1 锚杆竖向间距S1 锚杆的轴向拉力标准值Ntk=F*S1*S2 （KN) 锚杆的轴向拉力设计值Nt=1.35*Ntk （KN)
地下车库抗浮锚杆计算
1、基础底标高m（绝对标高H1） 2、抗浮设计水位m（绝对标高H2） 3、锚杆孔直径Dmm 4、锚杆采用HRB400级钢筋fyk(N/mm2） 5|岩石与锚固体粘结强度特征值f（Mpa） 6、建筑地面标高m（绝对标高H3） 7、底板厚度h1（m） 8、顶板厚度h2（m） 9、顶板上覆土h3（m） 10、底板上覆土h4（m）
取上述三个锚固长度的最大值，且>3m 实际取l（整数）手工填入单根锚杆抗拔承载力特征值Rt=0.8*3.14*D*f*l*f 4、锚杆极限承载力R=2*Rt
R<0.8*fys*As，As>R/(0.8*fys)
锚杆孔直径D=150mm，锚筋3根18，筋体间加一根14钢筋点焊成束，
锚杆间距2mx2m
33.85 34
需要采 14.65
2 2 58.6 79.11 351.6
0.52
0.66 3.00
3
0.38 3.00 3.00 621.72 1243.4 3885.8
根据《岩土锚杆技术规程》公式18（As=763mm2）
3、锚固段长度计算根据《岩土锚杆技术规程》公式7.5.1-1 La>k*Nt/(3.14*D*f*1.3)

抗拔桩抗浮计算(严选内容)

抗拔桩抗浮计算书一、工程概况：本工程±0.00相对标高为100.55m，依据地质勘查报告，抗浮设计水位为98.00m，即±0.00以下2.55m。

本工程主楼为地上16层，地下两层，抗浮满足要求，不需要进行抗浮计算；本工程副楼为地上三层，地下两层，对于纯地下两层地下室，由于上部无建筑物，无覆土，现进行抗浮计算如下：二、浮力计算基础底板顶标高为:-（4.5+5.4+0.4）=-10.30m基础底板垫层底标高为：-(4.5+5.4+0.4+0.6+0.15)=-11.05m浮力为F浮=rh=10x（11.05-2.55）=85KN/m²1．主楼地上16层，能满足抗浮要求，不做计算；2．副楼抗浮计算：（副楼立面示意如下图）副楼地上3层部分，面积为401m²故上部三层q1=（486+550+550）x9.8/401=38.76KN/ m²地下一层面荷载为：q2=16 KN/ m²地下二层面荷载为：q3=14 KN/ m²基础回填土垫层：q4=15x0.4=6 KN/ m²基础底板：q5=25x0.6=15 KN/ m²则F抗= q=38.76+16+14+6+15=89.76KN/ m²F抗/F浮=89.76/85=1.056＞1.05故副楼有地上3层部分不需要设置抗拔桩副楼立面示意3.对地上无上部结构的纯地下车库(下图阴影所示)：F抗=16+14+6+15=51 KN/ m²F1=F浮-F抗=85-51=34 KN/ m²既不满足抗浮要求，需要设计抗拔桩进行抗浮三、抗拔桩计算依据《建筑桩基技术规范》第5.4.5条N k≤2T uk+Gp抗拔桩桩型采用钻孔灌注桩，桩经采用d=600mm桩顶标高为筏板底标高：89.50m，桩长L=15m。

依据《建筑桩基技术规范》，地质报告，抗拔系数λ=0.51）群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值Tuk=∑λi q siku il i=0.5x70x1.884x15 =989.1 KNG p=AL γ=(25-10)x 41x ∏x 6.02x15=63.6 KN 则2T uk +G p =21.989+63.6=558.15 KN 综上考虑，Nk=500KN则抗拔桩数n=NF k1xAA1区域需要桩数n 1=500341353x =92.01 取≥93根 A2区域需要桩数n 1=50034112x =7.616 取≥8根A3区域需要桩数n 1=50034343x =23.32 取≥24根平面桩布置示意图如下平面桩布置示意图四、桩对筏板冲切计算框架柱对于基础筏板h=600mm 时，冲切不满足的情况下，加设刚性上柱墩，经复核，满足冲切要求，详见基础计算书对于桩冲切筏板，计算如下：抗拔桩承载力特征值R a=500KN即F L=500KN依据《混凝土结构设计规范》6.5.1条F L≤0.7βhηf t u m h0βh =1.0 ft=1.71N/mm²u m=4x1200=4800mm h0=600-50=550mmη1=0.4+βs2.1=0.4+22.1=1.0η2=0.5+uhms40α=0.5+4800455020xx=0.5+0.573=1.073η= min［η1η2］=1.0则0.7βhηf t u m h0=0.7x1.0x1.71x1.0x4800x550=3160KN ＞F L即桩冲切筏板满足要求五、桩间筏板局部抗浮计算对于桩间支座处筏板，按纯浮力进行配筋复核按无梁楼盖进行计算，桩为支座，l x=3.6m，l y=3.6m采用经验系数法：X、Y向M0=81q lx l y²=85x3.6x3.6²/8=495.72KN·m最大支座截面弯矩M=0.5M0=248 KN·m（柱上板带）A s=M/(0.9fy h0)=248x106/（0.9x360x550）=1392mm²（3.6m宽范围内）每延米：387 mm²＜基础筏板构造配筋=0.15xh=900 mm²即筏板配筋满足要求六、桩身配筋1）按正截面配筋率0.65%xA =1838mm²2）按轴心受拉，抗拔桩所需配筋百分比N=500x1000/360=1389mm²A s=fy综合取A s=8∅18=2036 mm²满足要求。

明挖隧道结构抗浮设计新思路

4 排水减压法应用
佛山隧道所在区域百年一遇内涝水位为 3． 47 m，排水减压法应用范围为隧道进口段 DK798 + 350 ～ DK799 + 000，与沿线其他里程相比，该段地势较高，且在 DK798 + 975 ～ DK799 + 000 段地面标高变化较大（ 9． 3 ～ 5 m），有利于排水层中的水顺利排出。故在该段设置排水减压层，并把排水减压层终点设在 DK7986975 ～ DK799 + 000 间坡面上。
收稿日期： 2011-02-10
山隧道进口敞开段结构抗浮设计为例，对隧道结构抗浮设计做了具体的分析和探讨，提出了排水减压法的抗浮方案及通过设置排水型回填层，在隧道结构俩侧形成永久排水通路，有效降低隧道结构抗浮设防水位，从而减少了抗拔桩的深度和数量，达到了降低施工难度、节省工程造价的目的。
i抗拔桩复合抗浮设计方案和完全采用抗拔桩的抗浮设计方案比较下面对贵广铁路佛山隧道进口dk798350铁道建筑技术railwayconstructiontechnologydk799000段结构抗浮设计的丽种方案即排水减压法抗拔桩的复合抗浮设计方案和完全采用抗拔桩的抗浮设计方案进行了相关工程比较见由于佛山隧道进isl引道段主要位于剥蚀残丘基坑底主要位于强中风化岩中若完全采用传统的抗拔桩进行结构抗浮基岩中钻孔长度约11290m众所周知基岩中钻孔桩成孔难度大进度缓慢且造价高本文中提出的排水减压层的设计可以有效排走标高53m以上地下水使抗拔桩的数量大大减少构成排水减压层的片石可利用基坑自身开挖石方就地取材且工艺简单施工进度快工程造价节约约608万元
抗浮墙趾法是在结构俩侧底板向外延伸而形成翼板，由翼板承托覆土以抵抗上浮力。这种抗浮力可能有 2 种：一种是垂直压力和侧翼压力之和；另一种是为垂直压力与土间摩擦力之和，取这两种力量中的较小者。抗浮墙趾法适用于所需抗浮力较小，且设置墙址需要扩大基坑开挖宽度，一般适用于不受场地限制，规模较小的地下结构工程。

抗浮计算

地下室整体抗浮计算，标准跨抗浮计算（地下室底板标高-8.350）抗浮水位高程为8.450，±0.00对应的高程为11.600，底板标高为-8.350相对的高程为3.250。

恒载总值46.35每平方抗浮力11.15kN/m2整体抗浮情况：F/W=0.80609因为F/w小于1.05，因此需要做抗浮设计.按上面的表格计结果，每平方米抗浮力为5.75kN/m2标准跨的抗拔配桩：8x8跨：F=5.75x8x8=713.6kN/m2，可采用ZH04a，抗拔力Rat=2400kN地下室整体抗浮计算，标准跨抗浮计算（水池部分）（地下室底板标高-8.350）抗浮水位高程为8.450，±0.00对应的高程为11.600，底板标高为-8.350相对的高程为3.250。

恒载总值36.95每平方抗浮力20.55kN/m2整体抗浮情况：F/W=0.64261因为F/w小于1.05，因此需要做抗浮设计.按上面的表格计结果，每平方米抗浮力为 kN/m28x8跨：F=0.75x8x8=1315.2kN/m2，可采用ZH04a，抗拔力Rat=2400kN地下室整体抗浮计算，标准跨抗浮计算（地下室底板标高-8.350）商铺抗浮水位高程为8.450，±0.00对应的高程为11.600，底板标高为-8.350相对的高程为3.250。

恒载总值31.25每平方抗浮力18.75kN/m2整体抗浮情况：F/W=0.625因为F/w小于1.05，因此需要做抗浮设计.按上面的表格计结果，每平方米抗浮力为25.45kN/m2标准跨的抗拔配桩：8x8跨：F=29.2x6x9=1012.5kN/m2，可采用ZH04a，抗拔力Rat=2000kN地下室整体抗浮计算，标准跨抗浮计算（地下室底板标高-9.350）抗浮水位高程为8.450，±0.00对应的高程为11.600，底板标高为-9.350相对的高程为2.250。

抗浮计算书

抗浮计算书(19根)第一种1. 配重总重量：212.1m 2*1*26=5514.6KN 。

2. 石方占比为30%：5514.6*0.3=1654.38KN ，取1700KN.3. 共19根锚杆，每根锚杆取值：1700/19=89KN ，取100KN 。

4. (1.6*100)/400=0.4m 2，400m m 2,取1 ∅25=490.9m m 2。

5. （2.2*100）/（1*1*3.14*0.025*2000*1.0）=220/157=1.4M ，取2.0m 。

第二种● 配重总重量：212.1m 2*1*26=5514.6KN 。

● 石方占比为40%：5514.6*0.3=2205.84KN ，取2206KN. ● 共19根锚杆，每根锚杆取值：2206/19=116KN ，取120KN 。

● (1.6*120)/400=0.48m 2，480m m 2,取1 ∅25=490.9m m 2。

● （2.2*120）/（1*1*3.14*0.025*2000*1.0）=264/157=1.68M ，取2.0m 。

21404400351000*6.1mm f N K A yk t t s ==≥mm mm f d n KN L mst a 750020700.1*4.2*6.0*25**3351000*2<==≥πψξπ21404400351000*6.1mm f N K A yk t t s ==≥mm mm f d n KN L mst a 750020700.1*4.2*6.0*25**3351000*2<==≥πψξπ6.锚杆抗拔承载力计算依据建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）得 r r t h fu R ξ=依据规范取值得：经验系数8.0=ξ砂浆与岩石的粘结强度特征值kPa f 500=锚入锚固端嵌入岩层中的长度m mm h r30.1130010013==⨯=（取13倍锚杆直径计算）则：KN h fu R r r t 28.16330.110.014.35008.0=⨯⨯⨯⨯==ξ抗浮计算书（21根）第一种6. 配重总重量：212.1m 2*1*26=5514.6KN 。

承载力及桩数、抗浮计算

管桩抗浮及承重承载力计算1.抗浮验算：1.1底板面-3.9501.结构自重：覆土1.0m ： 16×1.0=16.0kN/m 2顶板自重(厚度0.25m)： 25×0.25＝6.25kN/m 2底板自重(厚度0.50m)： 25×0.50=12.5 kN/m 2面层150mm 0.15×20=3 kN/m 2柱、梁重约3 kN/m 2ΣN=40.75 kN/m 22.水浮力F 浮=1.2×(5.45-0.5)×10=59.4kN/m 2∵F 浮>ΣN ∴不满足抗浮要求F 拔=(59.4-40.75)×7.8×7.8=1134kN3.抗拔桩计算取直径400预应力管桩，桩长24m 单桩设计抗拔承载力：∑+=p i si i s p d G l f U R λγ'=6.06.14.0⨯⨯π(7.1×15+7.3×20+3.9×50+5.7×55) +π×0.4×0.08×13×24=358.5kN+31.3=390kN单根柱下抗拔桩根数=1134/390.0=2.90取3根1.2底板面-3.301.结构自重：覆土1.0m ： 16×1.0=16.0kN/m 2顶板自重(厚度0.25m)： 25×0.25＝6.25kN/m 2底板自重(厚度0.50m)： 25×0.50=12.5 kN/m 2面层150mm 0.15×20=3 kN/m 2柱、梁重约3 kN/m 2ΣN=40.75 kN/m 22.水浮力F 浮=1.2×(4.8-0.5)×10=51.6kN/m 2∵F 浮>ΣN ∴不满足抗浮要求F 拔=(51.6-40.75)×7.8×7.8=660kN3.抗拔桩计算取直径400预应力管桩，桩长24m 单桩设计抗拔承载力：∑+=p i si i s pd G l f U R λγ'=6.06.14.0⨯⨯π(7.6×15+7.3×20+3.9×50+5.1×55) +π×0.4×0.08×13×24=346.4kN+31.3=377.8kN单根柱下抗拔桩根数=660/377.8=1.747取2根1.3靠外墙处抗浮计算（以-3.95算）1.结构自重：ΣN=40.75 kN/m 2每沿米40.75×5.1/2=103.9kN/m外墙自重0.3×25×3.55=26.625 kN/m外挑土重0.5×16×4.8=38.kN/m合计168.5 kN/m2.水浮力 F 浮=1.2×(5.45-0.5)×10=59.4kN/m 2每沿米59.4×5.1/2=151.4kN/m∵F 浮<ΣN ∴满足抗浮要求靠外墙抗浮满足要求，可不打桩，考虑沿外墙下每1~2跨打一根桩，以保持整个车库的变形协调。

抗浮桩计算

抗浮桩计算+有实列----难得啊！一般抗浮计算：（局部抗浮）1.05F浮力-0.9G自重<0 即可（整体抗浮）1.2F浮力-0.9G自重<0 即可如果抗浮计算不满足的话，地下室底板外挑比较经济同意以上朋友的观点，一般增大底版自重及底板外挑比抗拔桩要经济很多【原创】抗浮锚杆设计总结抗浮锚杆设计总结1 适用的规范抗浮锚杆的设计并无相应的规范条文，《建筑地基基础设计规范GB50007---2002》中“岩石锚杆基础”部分以及《建筑边坡工程技术规范GB 50330-2002》有关锚杆的部分可以参考使用，不过最好只用于估算，锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定，有一些锚杆构造做法可以参考。

对于锚杆估算，推荐使用《建筑边坡工程技术规范GB 50330-2002》，对于岩土的分类较细，能查到一些必要的参数。

2 锚杆需要验算的内容1)锚杆钢筋截面面积；2)锚杆锚固体与土层的锚固长度；3)锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度；4)土体或者岩体的强度验算；3 锚杆的布置方式与优缺点1) 集中点状布置，一般布置在柱下；优点：可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强的抵抗力。

缺点：要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏；由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便；地下室底板梁板配筋较大。

2) 集中线状布置，一般布置于地下室底板梁下；优点：由于锚杆布置相对集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有较强的抵抗力。

缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全，对于跨高比小于6的底板梁，可以适当考虑上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力），要求锚固于较硬岩体中，不适用于软岩与土体；地下室底板板配筋较大。

隧道抗浮验算

隧道抗浮验算一、引言隧道是现代交通建设中不可或缺的重要组成部分，其主要作用是连接两个地点，减少交通阻力，提高交通效率。

然而，在建造隧道时，由于地质条件和水文地质条件的不同，会出现隧道抗浮问题。

隧道抗浮验算是解决这一问题的重要手段之一。

二、隧道抗浮问题简介1. 隧道抗浮问题的定义隧道抗浮问题是指在建造隧道时，由于地下水位高或者土壤松软等因素导致地面上方的土层受到了较大的压力而发生上升现象。

2. 隧道抗浮问题的原因（1）地下水位高（2）土壤松软（3）施工过程中未采取适当措施3. 隧道抗浮问题带来的影响（1）对周围环境造成破坏（2）对施工进度产生影响三、隧道抗浮验算方法1. 传统方法：弹性基础法和刚性基础法弹性基础法和刚性基础法都是传统的验算方法。

其中弹性基础法主要是通过计算地下水位对地面产生的上升压力，来判断隧道是否具有抗浮能力。

而刚性基础法则是通过计算隧道底部的承载能力，来判断隧道是否具有抗浮能力。

2. 数值模拟方法数值模拟方法是近年来发展起来的新方法。

它主要是通过建立隧道和周围土体的三维数值模型，利用有限元分析软件进行计算，得出隧道在不同地质条件下的抗浮能力。

四、数值模拟方法的步骤1. 建立三维数值模型建立三维数值模型是数值模拟方法的第一步。

该步骤需要根据实际工程情况和地质条件，确定隧道和周围土体的几何形状、材料属性和边界条件等参数，并将其转化为数字化数据。

2. 网格划分网格划分是指将建立好的三维数值模型划分成若干个小单元，并为每个小单元赋予相应的物理参数。

该步骤需要根据实际情况和计算精度要求，确定网格尺寸和密度等参数。

3. 边界条件设置边界条件设置是指为数值模型的边界赋予相应的约束和荷载。

该步骤需要根据实际情况和计算需求，确定隧道底部和周围土体的约束和荷载等参数。

4. 模型计算模型计算是指利用有限元分析软件对建立好的三维数值模型进行计算。

该步骤需要根据实际情况和计算需求，选择合适的有限元分析软件，并进行模型输入、计算参数设置、求解等操作。

大断面盾构隧道施工抗浮计算研究-地下空间与工程学报-2007

当管片脱离盾尾时 ,若同步注浆的浆液不能达到初凝和一定的早期强度 ,隧道被包围在壁后注浆的浆液中 ,受到浆液的浮力比在饱和土中受到的水浮力要大。此时 ,在这种大浮力作用下很容易产生上浮现象 [ 2 ] 。 2. 4 地基回弹作用
盾构机的推进挖出土方会导致地基卸载 ,从而还产生地基回弹作用。通常情况下 ,这种回弹作用和水浮力或者浆液浮力共同形成了盾构的上浮作用力。但考虑盾构推进时产生的地层损失与地基回弹对隧道影响的抵消作用 ,抗浮计算中可不考虑地基回弹作用 [ 3 ] 。 2. 5 ) 作者简介 :叶飞 ( 19772) ,男 ,陕西石泉人 ,博士研究生 ,主要从事隧道工程相关理论与技术研究。 E2mail: xianyefei @ sohu. com
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地下空间与工程学报第 3卷
上海磁悬浮过江隧道盾构机直径也超过15长足进步但仍面临着诸多风险和难题尤其是当隧道位于水下且埋深较浅时抗浮问题十分突出进而使纵向连接螺栓受剪产生管片裂缝严重时会剪断纵向连接螺栓致使结构破坏管片的错台裂缝以至螺栓的剪断会造成管片防水结构的破坏致使渗漏水的发生若措施采取得不及时在某些地层中会造成流沙上覆土在自身重力与管片上浮力的共同作用下产生局部压缩裂隙甚至形成贯通裂缝力作用相当于减小了上覆荷载造成隧道管片的进一步上浮因管片上浮造成的上覆土裂缝会造成同步注浆的浆液外流大大增加同步注浆的注浆量而且裂缝中水的补给会造成浆液凝固困难致使上浮问题处理困难加大盾构掘进的推力是由千斤顶顶在管片上提供的局部管片的上浮造成盾构推进施工中的上浮管片与临近管片的偏心受力使得管片内力的重新分布严重时会造成管片裂缝以至破坏因局部管片上浮造成的纵向连接螺栓受到的剪力会传递到邻近管片上同样造成管片内力的重新分布严重时造成管片裂缝或者破坏地基回弹作用盾构机的推进挖出土方会导致地基卸载从而还产生地基回弹作用

明挖隧道计算书

隧道结构检算计算书一．E型截面结构厚度为：底板厚120cm，侧墙底厚120cm，侧墙顶厚为55cm，抗拔桩径为100cm。

采用荷载－结构法检算结构内力，基坑高度H＝8.8m。

（5）地层抗力地层抗力是用地层弹簧来模拟的。

地层抗力系数根据土层条件确定，按温克假定计算。

在计算中，消除受拉的弹簧。

3、计算简图如下图所示。

建筑抗浮设计中抗拔桩计算方法的探讨

/ 0)1 $* ! &$ — "##& 2 第 *- "- $ 条规基础设计规范》定，地下室抗浮稳定性验算应满足下式的要求：（$） 3 4 5$$- #* 式中： — 地下室自重及其上作用的永久荷载标 3—— 准值的总和 — 地下水浮力，应为地下水浮力的标准值 5—— 《北京市建筑设计技（& ）北京技术细则的规定。（结构专业）术细则》第 &- $- ’ 条第 * 款规定：在验算建筑物之抗浮能力时，应不考虑活载，抗浮安全系数取 $- #。即满足下式的要求：（不包括活载）建筑物重量 4 水浮力 $$- # （"）建筑物重量及水浮力的分项系数取 $- #。《给水排水工程钢筋（6）水池设计规程的规定。 / 7879 $&’ "##" 2 第混凝土水池结构设计规程》（含上层滞水）当水池承受地下水浮 *- "- 6 条规定：力时，应进行抗浮稳定验算，验算时作用均取标准值，抵抗力只计算不包括池内盛水的永久作用和水第 $ 条为荷载规范中对有利荷载的分项系数的规定，以后各条为各地方或相关规范对抗浮计算的规定。但在公式中，只涉及到地下室自重及水浮力。
按照荷载规范 &- "- * 条规定，许多人采用了如下抗浮验算的公式：（&） $- "# !" ! $- ## ## $・ % （6） $- &* !" ! $- ## ## $・ % 式中： — 相应于最高设计水位的水浮力标准值 !"—— — 基础和上部建筑物的自重标准值 #—— 按照荷载规范，以上 " 项都要乘上荷载分项系数。浮力按最高设计水位的水浮力标准值，已是最大值，因此按永久荷载取分项系数。浮力对结构不利，应乘以 $- "# 或 $- &* 的分项系数；在抗浮验算中，结 — 抗拔桩的承载力设计值，最近也有人将 % ——