某高层地下室抗浮设计实例

某高层地下室抗浮设计实例
摘要：随着城市发展，人口高度集中，城市建筑物在越建越高的同时，建筑物的地下室越建越深。

而在设计过程中，设计人员常常会遇到部分地下室上部结构为多层群楼，其自重不足以抵抗地下水浮力的情况。

本文通过某高层地下室的设计实例与大家共同探讨抗浮设计的过程及抗浮设计所需注意的事项。

关键词：抗浮；锚杆；设计
Abstract: along with the urban development, the population highly centralized, city building in the building of the higher at the same time, in the basement of the building built more deep. And in the design process, designers often encounter in the basement of the upper structure for multi-layer group of floor, not enough to resist the dead weight of the buoyancy of groundwater. This article through the basement of a high-rise design examples and everybody to discuss the design process and resisting anti-uplift design in the required notices.
Keywords: anti-uplift; Anchor; design
1 工程概况
某高层上部结构为33层住宅，地下室为2层车库。

其中裙楼基础形式为独立柱基础，群楼底板面积为511m2，基底下土层为圆砾层。

地下室基底标高为-10.20m，抗浮设计水位为-0.500m。

目前，常用的抗浮措施有三种，分别为增加建筑物自身结构配重抗浮、锚杆抗浮及抗浮桩抗浮。

根据经济性及施工工艺性考虑，本工程拟采用增加结构配重式及抗浮锚杆相结合的抗浮措施。

2 抗浮锚杆布置
首先考虑在建筑物允许的情况下，尽可能增加结构配重，此工程地下室基底及结构底板标高为-10.20m，底板厚400mm，而建筑设计的地下室地面标高为-8.700m，此时，结构底板面至建筑地面有1.1m空间。

利用这1.1m空间填入毛石混凝土，就成为该工程增加结构自重的抗浮措施。

地下水总浮力为：
；
结构自重承担的地下水浮力为：
；
锚杆所需承担的地下室浮力为：。

群楼地下室的柱位布置较为均匀，故抗浮锚杆采用集中线状布置，即将抗浮锚杆布置于地下室底板梁上，此法的优点在于锚杆布置相对集中，锚杆群可共同作用，且对地下室底板的外防水施工较为方便。

经地下室底板梁均匀间距布置，抗浮锚杆置于梁梁相交处，群楼地下室共布置105根抗浮锚杆。

3 锚杆设计
3.1单根锚杆抗拔承载力计算
单根锚杆所承担的浮力标准值为
；
据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002 （文献[1]）第7.2.1条，单根锚杆轴向拉力设计值。

3.2 锚杆钢筋截面面积
…………文献[1]（7.2.2）
式中，γ0为边坡工程重要性系数，抗浮锚杆计算此处应按边坡安全等级为一级取用，γ0取1.1；ξ2为锚杆抗拉工作条件系数，该项取永久性锚杆系数0.69。

ƒy为锚筋抗拉强度设计值，根据文献[1]附录D锚杆选型表，综合考虑土层情况，承载力设计值及施工难易程度，且《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（文献[2]）第8.6.1条中，锚杆宜采用热扎带肋钢筋。

故选用HRB400钢筋的土层锚杆，ƒy取360N/mm2。

3.3 锚杆锚固长度
3.3.1 锚固体与地层锚固长度
…………文献[1]（7.2.3）
式中，ξ1为锚固与地层粘结工作条件系数，该项永久性锚杆取1.00；D为锚固体直径等同于文献[2]中的锚杆孔直径，按文献[2]第8.6.1条，锚杆孔的直径宜取锚杆直径的3倍，2根×28mm×3=168mm，故D取200mm；ƒrb为地层与锚固体粘结强度特征值，根据该工程《岩土工程详细勘察报告》（文献[3]）指出，锚固体所在的土层为中密状态的圆砾层，故ƒrb值取80。

3.3.2锚杆钢筋与石浆间锚固长度
…………文献[1]（7.2.4）
式中，ξ3为钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性锚杆取0.60；ƒb为钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值，按文献[2]第8.6.1条，水泥砂浆强度不宜低于30MPa，该工程锚杆采用M30水泥砂浆，而锚杆钢筋以3根钢筋点焊成束，故粘结强度ƒb=0.7×2.4=1.68MPa。

对于锚杆锚固长度的要求，在文献[1]中规定，土层锚杆的锚固段长度不应小于4m，且不宜大于10m，故本工程抗浮锚杆的锚固长度取7m。

3.4锚杆钢筋上端锚入底板长度
据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（文献[4]）钢筋的锚固要求，普通钢筋基本锚入长度
受拉钢筋的锚固长度
4 锚杆验收试验
锚杆验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求。

据文献[1]规定，验收试验锚杆的数量取锚杆总数的5%，且不少于5根，加载方式采用循环加载。

对永久性锚杆，试验荷载值为。

5 结语
目前抗浮锚杆设计尚无统一的规定，上述计算公式的大部分参数采用经验值进行设计，为确保抗浮锚杆设计的安全性，设计中应提出锚杆施工前的基本抗拔试验。

参考文献:
[1] GB50330-2002. 建筑边坡工程技术规范[S].中华人民共和国国家标准.
[2] GB50007-2002. 建筑地基基础设计规范[S].中华人民共和国国家标准.。