抗浮设计计算书

目录
一、前言 (1)
1.1、工程概况 (1)
1.2、地质条件 (2)
二、设计依据 (4)
三、抗浮锚杆设计 (4)
3.1、抗浮范围 (4)
3.2、抗浮锚杆计算 (5)
四、其他说明 (9)
一、前言
1.1、工程概况
新亚总部位于河北省廊坊开发区华祥路西侧，云鹏道北侧。

由霸州市新亚金属制品有限公司建设开发，北京炎黄联合国际工程设计有限公司负责设计。

本方案涉及办公楼A地下车库及下沉式庭院，工程概况分述如下：
1）办公楼A
地上16层，地下2层，±0.00相当于绝对标高13.350m，筏板基础，基础底板底面相对标高-12.00m（相当于绝对标高1.350m）。

根据勘察报告，基础持力层为粉质粘土⑤层，天然地基承载力特征值为120kPa，不能满足设计要求，需要进行CFG桩复合地基进行加固处理，设计条件如下：
A区：相应于荷载效应标准组合时,基底反力为481kPa；相应于荷载效应准永久组合时,基底反力为450kPa。

B区：相应于荷载效应标准组合时,基底反力为502kPa；相应于荷载效应准永久组合时,基底反力为470kPa。

C区：相应于荷载效应标准组合时,基底反力为442kPa；相应于荷载效应准永久组合时,基底反力为412kPa。

各区允许的最终沉降量≤50mm，整体倾斜变形≤0.002，相邻柱基沉降差小于0.002柱距。

2）地下车库和下沉式庭院
环绕办公楼A周边为纯地下车库，地下2层，±0.00相当于绝对标高13.350m，筏板基础，基础底板底面相对标高-7.00m～-10.90m。

办公楼A和研发用房之间为下沉式广场，±0.00相当于绝对标高13.350m，筏板基础，基础底板底面相对标高-8.55m～-10.90m。

根据勘察报告，地下水水位埋深为5.30~5.70米，高程为6.45~7.98米，高差1.53米。

拟建场地近年最高水位为地表下2.00米。

水位年变幅1~1.5米，近年最高水位按2.00米考虑。

场地抗浮设防水位可按地表下2.00米，即标高按10.00米考虑。

由于结构荷重较小，地下水水位高于基础底面，结构可能出于超补偿状态，需要采取抗浮措施。

1.2、地质条件
1.2.1工程地质条件
根据派力工程有限公司提供的《新亚总部岩土工程勘察报告》，勘察时，场地自然地面标高为12.05～14.08m。

本次勘探揭露60m深度范围内，地层为人工填土层、新近沉积层、第四系全新统河湖相沉积，上更新统沉积层，岩性以粘性土、粉土和粉砂为主，按地层的岩性特征及形成环境，将勘探深度范围内的地层划分为11个地层单元，18个工程地质层，现自上而下简述如下：
人工填土层
①层素填土：褐黄色，以粉质粘土为主，土质不均匀，夹粉土、夹植物根系。

层厚0.50～0.80米，层底标高11.25～13.58米。

新近沉积层
②层粉质粘土夹粉土: 褐黄色，粉质粘土：软塑。

中等-高压缩性，干强度中等，中等韧性，稍有光泽；粉土：稍湿-湿，中密-密实，干强度低，低韧性，摇震反应中等，无光泽，含云母。

层厚1.90～5.20米，层底标高7.88～10.27米。

②
层粉砂：黄色，稍湿-湿，松散，局部中密，主要成分：石英、长石、1
云母，颗粒级配较差。

层厚3.00～3.10米，层底标高9.33～9.41米。

第四系全新统河湖相沉积
③层粉质粘土：黄灰色，可塑，局部软塑，干强度中等，中等韧性，稍
有光泽，见锈染，含礓石。

层厚0.50～2.50米，层底标高6.48～9.07米。

③
层粉砂：灰黄色，很湿-饱和，中密，主要成分：石英、长石、云母，1
颗粒级配一般。

层厚1.80～5.10米，层底标高5.17～7.86米。

层粉土：灰黄色，湿，中密-密实，干强度低，低韧性，摇振反应中③
2
等，含云母。

层厚0.90～2.50米，层底标高7.21～8.60米。

④层粉质粘土：灰色，可塑-软塑，中等压缩性，局部高压缩性，干强
度低，低韧性，稍有光泽。

层厚0.90～6.70米，层底标高1.12～5.57米。

层粉土：灰色，稍湿-湿，中密-密实，干强度低，低韧性，摇振反应④
1
中等，无光泽，含云母。

层厚1.00～4.20米，层底标高-0.13～3.48米。

⑤层粉质粘土：灰黄色，可塑-软塑，局部硬塑，干强度中等，中等韧
性，稍有光泽。

层厚0.90～5.20米，层底标高-3.02～0.93米。

⑥层粉质粘土：灰黄色，可塑，局部软塑，中等压缩性，干强度中等，
中等韧性，稍有光泽。

层厚0.80～6.50米，层底标高-8.71～--1.03米。

⑥
层粉砂：灰黄色，饱和，密实，局部中密，主要成分：石英、长石、1
云母，颗粒级配较好。

层厚0.50～7.60米，层底标高-9.05～-1.33米。

上更新统层
⑦层粉质粘土：褐色，可塑，局部软塑，中等压缩性，干强度中等，中
等韧性，稍有光泽，见锈染，含礓石，揭露层厚0.90～15.00米，层底标高
-22.92～-8.21米。

层粉砂：黄色，饱和，中密-密实，主要成分：石英、长石、云母，⑦
1
颗粒级配较好，见贝壳，揭露层厚1.30～5.70米，层底标高-14.91～-10.51
米。

⑧层粉砂：黄色，饱和，密实，主要成分：石英、长石、云母，颗粒级
配较好，揭露层厚2.40～14.9米，层底标高-35.42～-22.15米。

⑧
层粉质粘土：褐色，可塑，中等压缩性，干强度中等，中等韧性，稍
1
有光泽，见锈斑，揭露层厚1.70～4.10米，层底标高-29.81～-24.61米。

⑨层粉质粘土：褐色，可塑，局部软塑，中等压缩性，干强度中等，中
等韧性，稍有光泽，揭露层厚1.80～5.50米，层底标高-38.05～-35.92米。

⑩层粉砂：黄色，饱和，密实，主要成分：石英、长石、云母，颗粒级配较好，揭露层厚4.90～7.40米，层底标高-45.05～-42.70米。

⑾层粉质粘土：褐色，可塑-硬塑，中等压缩性，干强度中等，中等韧
性，稍有光泽，见锈斑，夹砂粒，该层未钻穿，最大厚度4.4米。

二、设计依据
本设计的编制依据以下资料及规范：
《新亚总部地基处理设计条件》，北京炎黄联合国际设计有限公司
《地下车库部分抗浮条件图》，北京炎黄联合国际设计有限公司
《新亚总部岩土工程勘察报告》，派力工程有限公司
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《岩土锚杆（索）技术规程》CECS 22:2005
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
《建筑边坡工程技术规范》 GB50330－2002
三、抗浮锚杆设计
3.1、抗浮范围
根据勘察报告，抗浮设防水位按绝对标高10.00m 考虑。

按下式进行抗浮验
算：
k G wk G N γ≤
式中
wk N —地下水浮力标准值； k G —建筑物永久荷载标准值
根据设计单位提供的上部结构永久荷载分布图，经计算确定需要设置抗浮
锚杆的区域。

区域分布如下图所示，需考虑抗浮措施区域即为图中阴影填充区域。

图1. 抗浮区与不抗浮区分布示意图
3.2、抗浮锚杆计算
地下水净浮力设计值按下式计算：
k g wk w w G N N γγ-=
式中 w N —地下水净浮力设计值；
wk N —地下水浮力标准值；
q γ—地下水浮力分项系数，取1.2；
g γ—永久荷载分项系数，取1.0；
以下以沉式庭院为例进行计算分析。

根据永久荷载分布及底板标高将其分为A 、B 、C 三个区域，如下图所示：
3.2.1 A区
1.条件：
底板标高h=9.80m（-3.55m），抗浮水位标高hw=10.00m；恒载荷重G k=42.25 kN/m2；水的容重10 kN/m3；
2.计算：
1）水浮力标准值：
N wk=10×（10-9.80）=2.0 kN/m2
2）抗浮力：
抗浮力=γg G k =1.0×42.25=42.25 kN/m2＞ 2.0 kN/m2，抗浮满足要求。

3.2.2 B区
1.条件：
底板标高h=4.80m（-8.55m），抗浮水位标高hw=10.00m；恒载荷重Gk=42.25
kN/m2；水的容重γw=10 kN/m3；永久荷载的分项系数γg=1.0
2.计算：
1）水浮力标准值：
N wk=10×（10-4.80）=52.0 kN/m2
2）抗浮力：
抗浮力=γgGk =1.0×42.25=42.25 kN/m2 ＜52.0 kN/m2，抗浮不满足要求。

3）净浮力标准值：Nwk -γgGk =52.0-42.25=9.75 kN/m2
净浮力设计值：Nw=γqNwk-γgGk =1.2×52.0-1.0×42.25=20 kN/m2 锚杆间距采用3.0m ×3.0m ，则单根锚杆抗拔力设计值取：
Nt=180 kN
根据《岩土锚杆（索）技术规程》CECE22-2005:
锚杆杆体的截面面积按下式确定：
yk
t t s f N K A ≥
式中 s A —锚杆杆体截面面积； t N —锚杆轴向拉力设计值（kN ）；
t K —锚杆杆体抗拉安全系数，按《岩土锚杆（索）技术规程》
CECE22-2005第7.3.2条取值，取1.6；
yk f —钢筋抗拉强度标准值，MPa f yk 400= 则：24.725400
100035.1816.1mm A s =⨯⨯≥，选用1C 32 HRB400钢筋
锚杆锚固段长度按下式估算并取二者较大值：
ψ
πmg t a Df KN L ≥ ψ
ξπms t a f d n KN L ≥ 式中：
K —锚杆锚固体抗拔安全系数，按《岩土锚杆（索）技术规程》CECE22-2005
第7.3.1条取值，取2.2；
t N —锚杆轴向拉力设计值（kN ）；
a L —锚杆锚固段长度(m);
mg f —锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（kPa ），通过试验确定；
当无试验资料时，可按表7.5.1-1或7.5.1-2取值；
ms f —锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（kPa ），通过试验确定；当
无试验资料时，可按表7.5.1-3；
D—锚杆锚固段的钻孔直径（mm），取150mm；
d—钢筋或钢绞线直径（mm）；
ξ—采用2根或2根以上钢筋或钢绞线时，界面粘结强度降低系数，取0.6～
0.85；
ψ—锚固长度对粘结强度的影响系数，通过试验确定；当无试验资料时，
可按表7.5.2，取1.0；
计算结果如下表：
±0.00＝13.35 孔径D＝0.15 周长＝0.471
基础底面标高＝-8.55 垫层厚度＝0.10 防水层厚度0.07
K= 2.2 UΣqsk*li 478.065
ψ= 0.9
锚杆轴向拉力设计值Nt 195.572045 锚杆长度11.0m，抗拔力满足要求。

3.2.3 C区
1.条件：底板标高h=
2.45m（-10.90m），抗浮水位标高h w=10.00m；恒载荷重
G k =51.0 kN/m 2；水的容重γw =10 kN/m 3；永久荷载的分项系数γg =1.0
2.计算：
1）水浮力标准值：
N wk =10×（10-2.45）=75.5 kN/m 2
2）抗浮力：
抗浮力=γg G k =1.0×51.0=51.0 kN/m 2 ＜75.5 kN/m 2，抗浮不满足要求。

3）净浮力标准值：N wk -γg G k =75.5-51.0=24.5 kN/m 2
净浮力设计值：N w =γq N wk -γg G k =1.2×75.5-1.0×51.0=39.6 kN/m 2
锚杆间距采用2m ×2m ，则单根锚杆抗拔力设计值：
N t =158.4 kN
根据《岩土锚杆（索）技术规程》CECE22-2005:
锚杆杆体的截面面积按下式确定：
yk
t t s f N K A ≥ 式中：
s A —锚杆杆体截面面积；
t N —锚杆轴向拉力设计值（kN ）；
t K —锚杆杆体抗拉安全系数，按《岩土锚杆（索）技术规程》CECE22-2005第7.3.2条取值，取1.6；
yk f —钢筋抗拉强度标准值，MPa f yk 400=
则：26.633400
10004.1586.1mm A s =⨯⨯≥，选用1C 32 HRB400钢筋 办公楼A 的抗浮计算见附件《抗浮计算.xls 》，局部锚杆计算按（净浮力设计值×底板面积/锚杆轴向拉力设计值=锚杆数量）进行校核。

在锚杆施工应进行锚杆施工前应进行基本试验，即通过现场极限抗拔试验确定锚杆极限抗拔承载力。

试验数量不应少于6根，具体位置可参考总图由现场确定。

锚杆的极限抗拔试验应遵照《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）第9.1、
9.2条要求执行。

根据试验结果对锚杆长度和布置进行必要的调整。

四、其他说明
除以上分析计算外，还有严格把握以下几个方面。

1、该工程为重要工程，抗浮锚杆为永久性锚杆，地下水对钢结构及混凝土中的钢筋有微腐蚀性，在施工中应注意锚杆的防腐处理。

尤其有部分锚杆仍将在抽降的地下水位之下进行施工。

钢筋应进行除锈和防腐处理。

2、主筋用直径Φ6的钢筋按2000mm间距隔离后，再放入钻孔内。

3、锚杆顶部应制成500mm以上的弯头，弯头部分与基础主筋焊接。

4、抗浮锚杆出露段周围区域的防水，应由基础施工单位统一考虑。

5、锚杆布置和详图见《抗浮锚杆平面布置图》
6、其他未尽事宜，遵照有关规范执行。

新亚总部办公楼A区抗浮锚杆计算书
设计：
审核：
河北裕融地球物理勘查有限公司
2012.05。