成都抗浮锚杆方案

目录

1 工程概况 (1)

2 场地工程地质条件及水文地质条件 (1)

2.1工程地质条件 (1)

2.2水文地质条件 (1)

2.3地基土力学指标 (2)

3 抗浮锚杆设计 (2)

3.1设计依据 (2)

3.2设计计算 (3)

3.3锚杆材料防腐及灌浆 (6)

3.4防水设计 (6)

3.5锚杆抗拔试验 (6)

4 施工工艺及技术要求 (7)

4.1施工方法与特点 (7)

4.2施工工艺流程 (7)

4.3操作过程及技术要求 (7)

4.4防腐、防锈措施 (8)

附图：

1、抗浮锚杆平面布置图

1 工程概况

成都×××××公司拟在成都市成华区新客站片区锦绣大道以东修建×××××项目。该工程由成都××××有限公司担任设计工作。

根据设计要求，本项目地下室特定区域需要采用抗浮锚杆进行抗浮处理，设计抗浮力标准值为32kN/m2。

2 场地工程地质条件及水文地质条件

2.1工程地质条件

场地各岩土层特征分述如下：

（1）第四系全新统人工填土层（Q4ml）

杂填土：色杂，湿。以建筑垃圾、生活垃圾、混凝土块、卵石及黏性土等组成，成分混杂，其硬杂质含量大于30%。杂填土系原东客站及其周边市政道路桥梁建设时转运而来，尚未完成自重固结，结构松散，孔隙大，分布连续。

人工填土分布连续，厚度0.4～5.6m。

（2）第四系中下更新统冰水沉积层（Q1+2fgl）

①黏土：灰黄、褐黄色。个别地段上部为灰黑色。含铁锰质氧化物斑痕及其结核，局部含少量钙质结核。缓倾裂隙较发育，隙间充填灰白色黏土矿物。湿。硬塑。黏土分布较连续，厚度0.9～7.0m。

②含卵石黏土：褐黄、黄色，湿，卵石含量约20～30%，黏土以硬塑状为主。卵石主要由岩浆岩、变质岩类岩石组成，亚圆形，一般粒径2～5cm，最大大于10cm，卵石呈强风化状。场地内部分地段分布，厚度0.7～4.0m。

（3）白垩系上统灌口组（K2g）

泥岩：暗紫红色。泥质结构，薄～中厚层状构造。可见灰白色矿物(石膏)斑点、团块及其条带。据其风化程度可划分为三个亚层：

①全风化泥岩：全风化呈黏土状，岩体结构已全部破坏，遇水泥化，夹碎岩块，用手可捏碎。

②强风化泥岩：岩体结构已大部份破坏，构造层理不清晰。岩芯长度一般5～15㎝，最长约20㎝。岩体较破碎。部分钻孔该层内部夹薄层的中风化泥岩。

③中风化泥岩①：岩体结构较完整，构造层理较清晰。岩体较硬。锤击声半哑。岩芯呈短柱状，少量呈碎块状。局部地段裂隙较发育，岩体较破碎。该层中局部孔段裂隙两侧分布有薄层强风化泥岩。

中风化泥岩②：岩体结构基本完整，构造层理清晰。岩芯长度一般10～30㎝，最长约100㎝。岩体较完整，部分钻孔该层内部夹薄层强风化泥岩。钻探显示，该层局部夹1～2mm的白色石膏条带，场地27.0m以后局部岩心有溶蚀小孔，其直径约1～2cm，无充填。该层厚度大，本次勘察未揭穿。

2.2水文地质条件

2.2.1地下水类型

场地地下水主要为埋藏于人工填土中的上层滞水、含卵石粘土中的孔隙水及基岩中的裂隙水。人工填土中的上层滞水主要补给源为大气降水；含卵石粘土渗透性较差，其孔隙水水量较小，分布不均，连通性差；基岩裂隙水赋存于下伏基岩中，其水量受裂隙发育程度的不同而有所变化。根据本区域水文地质资料，抗浮设防水位标高按512.00m采用。

2.2.2地下水的腐蚀性

根据地勘报告，地下水及场地土对混凝土结构及钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。

2.3地基土力学指标

岩土层与水泥粘或水泥结石体结强度标准值fmg

3 抗浮锚杆设计

3.1设计依据

①《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086—2015)

②《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010）

③《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011）

④《成都地区建筑地基基础设计规范》(DB51/T5026-2001）

⑤《注浆技术规程》(YSJ211-92)

⑥《岩土工程详细勘察报告、补充勘察报告》

⑦《项目地下室结构设计图》

⑧《四川省建筑地基基础检测技术规程》（DBJ51/T014-2013)

3.2设计计算

3.2.1锚杆间距、单根锚杆抗拨力的确定

本次设计锚杆间距按S=1.8×1.8m 正方形网格布置，锚杆布置详见《抗浮锚杆平面布置图》。

单根锚杆抗拔承载力设计值N k :

N k ＝F k ×S ×S

式中: F k ―设计抗浮力标准值（kN ∕m 2）； S ―锚杆间距（m ）。

根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB 50086—2015）第 4.6.6-1式，单根锚杆抗拔承载力设计值N d :

1.35d W k N N γ=

式中: N d ―锚杆轴向拉力设计值（kN ）； N k ―锚杆轴向拉力标准值（kN ）；

γW ―工作条件系数，取1.1。

计算结果见下表:

单根锚杆抗拔力设计计算表

3.2.2锚杆配筋计算

根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB 50086—2015）第 4.6.8-2式，进行计算配筋量： /S d y A N f ≥

式中: N d ――锚杆的轴向拉力设计值(kN)；

A s ――锚杆钢筋截面面积(mm 2)；

f y ――普通钢筋抗拉强度设计值(N/mm 2，HRB400钢筋螺纹钢筋取360N/mm 2）。

根据工程性质、施工工艺及施工经验，采用HRB400（三级）螺纹钢筋作为锚杆钢筋，满足设计配筋要求。计算结果见下表:

锚杆钢筋截面积设计计算表

3.2.3锚杆直径与长度

依据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086—2015)第4.6.10-1、4.6.10-2式进行锚杆锚固段长度计算，计算结果取较大值： （1）锚杆锚固体与地层的锚固段长度计算：

()/()a d mg L N K f D πφ≥????

（2）锚杆钢筋与锚固体间的锚固长度计算：

'

/()a d ms L N f n d πε≥????

式中：N d —锚杆拉力设计值(kN)

L a —锚固段长度(m)；

mg f —锚固段注浆体与地层间极限粘结强度标准值。取18-18剖面中26#钻孔

进行计算；

'

ms

f —锚固段注浆体与筋体间的粘结强度设计值(MPa)，按灌浆体抗压强度30MPa 考虑取0.9MPa ；

D —锚杆锚固段钻孔直径，取200mm ； d —锚杆钢筋直径(mm)；

K —锚杆段注浆体与地层间的粘结抗拔安全系数，取2.2(永久锚杆)； ξ—采用2根或2根以上钢筋时，界面粘结强度降低系数，取0.7；

ψ—锚固段长度对极限粘结强度的影响系数；取1.0

n —钢筋根数(根)；

取上述计算中的大值，根据场地岩土工程地质条件、设计要求、拟建物性质及工程施工经验，考虑锚杆上部填土段锚固效果差，填土层（厚2.3m ）作为无效段锚固段，即锚杆上部填土深度范围不计算抗拔力。上部锚入抗水板底板内长度大于35d （d 为钢筋公称直径，35×22=770mm ，取0.8m ），故本工程锚杆长度及结构组成见下表：

锚杆长度及结构组成表

3.2.4锚杆设计结果统计

综合上述3.2.1～3.2.3中的计算结果，抗浮锚杆设计结果统计如下：

锚杆设计结果统计表

3.2.5锚杆抗浮力验算

⑴单根锚杆轴向拉力验算

根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086—2015) ）第4.6.8-2式、第4.6.10-1、4.6.10-2式，按实际设计参数进行锚杆轴向拉力计算：

d y s N f A ≤?

mg d a f N D L K

πφ≤

????

'

d ms a N f n d L πε≤?????

计算结果见下表：

单根锚杆轴向拉力验算表

⑵整体抗浮锚杆抗拔力验算

将实际设计的抗浮锚杆所能提供的总抗拔力设计值与该区域整体所需抗浮力设计值进行对比，计算结果见下表：

⑶抗浮锚杆整体稳定性验算

根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086-2015)第11.2.4节进行抗浮锚杆整体稳定性验算：

K=(W+G)/F f

式中：W—基础下抗浮锚杆范围内总的土体重量(kN)，计算时采用浮重度；

G—结构自重及其他永久荷载标准之和(kN)；

F f—地下水的浮力标准值(kN)；

K—抗浮稳定安全系数，取1.05。

计算结果见下表:

3.3锚杆材料防腐

杆体材料采用2Ф22Ⅲ级(三级)螺纹钢筋，由于地下水对混凝土中的钢筋具微腐蚀性，钢筋直接由水泥浆或水泥砂浆封闭防腐。杆体上端钢筋伸入基础砼内800mm，若基础板厚度不足800mm，则钢筋末段采用弯钩形式(钢筋上端距离基础板顶面不小于50mm)。沿杆体轴线方向每隔2m设置一个隔离对中支架，确保杆体保护层厚不小于25mm。

3.4防水设计

本工程抗浮锚杆需进行锚杆防水处理，抗浮锚杆上部与基础板连接(含钢筋弯曲)，锚杆与基础连接处的防水处理措施，由土建单位施工完成。

3.5锚杆抗拔试验

根据规范要求，锚杆抗拔试验分为须基本试验和验收试验。试验用计量仪表(压力表、测力计、位移计)应满足测试要求的精度。选取有资质的检测单位进行抗拔试验，抗浮锚杆试验检测数量、方法按相关规范执行，验收检测宜在锚杆施工完成后15天后进行。

3.5.1基本试验

抗浮锚杆基本收试验应在正式施工前进行，在同一场地内做不少于3根(同一地层条件、杆体材料、锚杆参数及施工工艺等)，基本试验锚杆应选择非工程锚杆，且配筋应满足基本试验抗拔要求。

3.5.2验收试验

抗浮锚杆验收试验应抗浮锚杆施工完毕后，应进行验收试验的检测，数量为锚杆总数(配筋不同应分类检测)的5％，且不得少于6根。

若验收试验不合格时，应增加锚杆试件数量，增加的锚杆试件应为不合格锚杆的3倍。对不合格的锚杆，按实际达到的试验荷载最大值的50％进行取值，并根据不合格锚杆占总数量的百分率推算工程锚杆实际总抗浮力与总浮力的差值，并按差值增补锚杆。

4 施工工艺及技术要求

4.1施工方法与特点

4.1.1嵌入深度及成孔技术要求

根据该项目场地的地质条件，采用中风压跟管钻进成孔，终孔后用风清孔，然后在孔内置入钢筋及灌浆管，后经压浆锚固形成直径约为200mm的抗浮锚杆。

4.1.2灌浆材料要求

灌浆管采用Φ20左右增强塑料管或钢管，灌浆材料采用水泥浆或水泥砂浆，应确保灌浆体抗压强度达到30MPa。

4.2施工工艺流程

测量放孔→成孔→记录孔深度→清孔→钢筋制作安装→拔管→压力注浆→二次补浆→质量自检→养护期→抗拔试验→基础施工(含作防水，由土建方进行)。

4.3操作过程及技术要求

⑴测量放孔：由土建施工单位放出拟建筑轴线，我方按照具体的《抗浮锚杆平面布置图》测放锚杆位置。

⑵成孔：采用锚杆钻机跟管钻进。成孔时孔位准确，钻孔垂直，孔深符合设计要求并及时做好成孔深度记录。

⑶清孔：成孔后及时清孔。

⑷钢筋制作安装：钢筋按照设计要求下料，沿杆体轴线方向每隔2.0m设置一对定位箍筋和一个对中支架，把钢筋、箍筋以及对中支架焊接牢固。钻孔完成且清孔后，将制作好的钢筋和注浆管下入孔中，要求下至设计深度，误差不超过10cm。注浆管端口

距孔底20~30cm。

⑸填砾：填砾为5-20mm豆石，要求充填密实。

⑹拔管：下完钢筋后开始拔出套管，拔管时应保证钢筋不随管拔出。

⑺注浆：通过注浆管进行压力注浆。采用42.5R普通硅酸盐水泥。若采用水泥浆，按水灰比0.45:1～0.5:1配制纯水泥浆；若采用水泥砂浆，则应由专业检测结构出具配合比，两种灌浆材料均须确保灌浆体抗压强度达到30MPa。

灌浆压力0.5~1.5MPa，要求第一次灌浆至浆液返出地面为止，再间隔5分钟左右观察，若孔内浆液低于地面10cm时应进行第二次压力补灌浆，直至浆液稳定。

若现场按以上程序施工时灌浆困难，可先裸孔灌浆，待孔口返浆后再下豆石，并用振动棒将灌浆体振捣密实；或采用钢管注浆管，边注浆边拔管，确保施工质量达到设计要求。

⑻质量自检：注浆完毕后按要求进行质量自检，发现问题及时处理。

⑼养护期：自然养护天数大于14天。

⑽抗拔试验：按照设计及相关规范要求，由第三方进行。

⑾基础施工：锚杆抗拔试验及验收合格后，即可进行基础施工，该部分工作由土建施工单位完成(含防水)。

4.4防腐、防锈措施

该项目抗浮锚杆须进行防腐、防锈处理。钢筋应除油污、除锈，杆体防腐保护层厚度不小于25mm，以保证杆体的防腐效果。