抗浮锚杆方案0503.docx
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抗浮锚杆方案0503
龙湖北城天街项目西地块三期工程
抗浮锚杆方案设计
总经理:
赵翔
总工程师:
康景文
审定:
高岩川
公司经理:
王诚
审核:
颜光辉
方案设计:
代东涛
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
2012年03月23日
龙湖北城天街项目西地块三期工程
抗浮锚杆方案设计
审定:
审核:
方案设计:
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
2012年03月23日
目录
1.工程概况
2.设计依据
3.场地条件
4.抗浮锚杆设计
5.锚杆检测
1.工程概况
龙湖北城天街项目二期(西地块)拟建场地位于成都市金牛区五块石片区商贸大道北二段,交通方便,位置优越。
本工程由6栋23层高层住宅楼、2栋19层高层住宅楼、3栋18层高层住宅楼、7栋8+1层住宅楼、1栋7+1层住宅楼、9栋6+1层住宅楼和局部2~5层的商业楼组成。
高层住宅楼为框剪结构,基础型式拟采用筏板基础;多层住宅楼为框架结构,基础型式拟采用筏板基础。
01栋、02栋、06栋~11栋、13栋~18栋、20栋~23栋、28栋楼地段设一层地下室,其余地段设两层地下室。
规划建设净用地面积132779.52m2,规划总建筑面积为706667.94m2,建筑物的±0.00标高510.20m。
根据业主及设计要求,需对地下室采取抗浮锚杆措施,本次设计根据设计单位提供的单根抗拔承载力特征值进行设计。
2.设计依据:
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)
《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004);
《成都地区建筑地基基础设计规范》(DB51/T5026-2001);
《北城天街二期(西地块)抗浮锚杆工程基础平面布置图》;
《北城天街项目西地块岩土工程勘察报告》(详勘阶段)
3.场地工程地质条件
拟建场地位于成都市金牛区五块石片区商贸大道北二段。
地貌单元属岷江水系Ⅰ级阶地。
3.1地层分布条件
据钻探揭露,场区土层主要由第四系人工填土层(Q4ml)和第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)组成。
现将各地层分述如下:
-1杂填土(Q4ml):
杂色,松散,稍湿。
以粘性土为主。
含少量植物根茎、混凝土块以及少量生活垃圾等杂质。
于场地大部分地段有分布,局部地段缺失,层厚0.30~5.50m。
-2素填土(Q4ml):
褐色、黑褐等色,松散,稍湿。
以粘性土为主,局部含植物根茎、少量卵石等。
于场地大部分地段分布,局部地段缺失,层厚0.30~7.00m。
②粉质粘土(Q4al+pl):
黄褐色~褐色,可塑,无摇震反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。
含铁锰质氧化物,夹少量钙质结核。
局部地段底部夹有少量细砂和卵石。
于整个场地均有分布,层厚0.40~6.60m。
③粉土(Q4al+pl):
黄褐色~灰黄色,稍密~中密,稍湿~湿,稍有摇震反应,干强度低,韧性低,含铁锰质氧化物。
仅在场地部分地段有分布,层厚0.50~3.70m。
④细砂(Q4al+pl):
灰褐色~灰色,松散,稍湿~湿。
矿物成份以石英为主,含云母。
分布不连续,起伏变化大,主要呈透镜体状、薄层状分布于卵石层顶面。
厚度0.50~2.90m。
⑤中砂(Q4al+pl):
灰黄、灰色等,松散~稍密,稍湿~湿。
矿物成份以石英为主,含云母。
分布于卵石层内的中砂层含少量砾石夹个别卵石,主要呈层状、透镜体状分布,分布不连续。
厚度0.60~3.00m。
⑥卵石层(Q4al+pl):
灰黄色~黄褐色,卵石成分以火成岩为主,呈亚圆形、圆形。
强风化~中等风化。
矿物成分以石英、长石为主,夹少量云母片,顶面卵石粒间由少量粘性土和中砂充填,下部卵石粒间由中砂和少量砾石充填。
本次勘察未揭穿。
根据《成都地区建筑地基基础设计规范》,按超重型动力触探锤击数和卵石颗粒含量将其分为:
⑥-1松散卵石:
灰黄色~黄褐色,松散,卵石粒径一般2~5cm,含量50%~55%。
呈层状、透镜体状分布。
N120修正后击数为2~4击,平均击数为2.7击。
⑥-2稍密卵石:
灰色~黄褐色,稍密,卵石粒径一般3~6cm,卵石含量55%~60%。
N120修正后击数一般为4~7击,平均击数为4.6击。
⑥-3中密卵石:
灰黄色~黄褐色,中密,卵石粒径一般3~8cm,个别大于20cm,以层状、透镜体状分布。
卵石含量60%~75%。
N120修正后击数一般为7~10击,平均击数为7.2击。
⑥-4密实卵石:
灰黄~黄褐色,密实,卵石粒径一般4~10cm,个别大于20cm。
以层状、透镜体状分布。
卵石含量约70~80%。
层位稳定,N120修正后的平均击数为12.4击。
各岩土层的工程特性指标建议值见表3.1。
土的工程特性指标建议值 表3.1
土层
名称
重度
γ(kN/m3)
压缩模量Es(MPa)
变形模量Eo(MPa)
粘聚力
C(kPa)
内摩擦角
φ(°)
承载力特征值fak(kPa)
杂填土①-1
18.5
/
/
/
/
/
素填土①-2
19.0
/
/
10
8
/
粉质粘土②
19.8
5.0
/
30
13
160
粉土③
20.0
6.0
/
20
20
140
细砂④
19.0
8.0
6.0
0
23.0
120
中砂⑤
19.5
12.0
8.0
0
25.0
130
松散卵石
-1
20.5
17.1
15.0
0
28.0
200
稍密卵石
-2
21.0
24.0
21.0
0
35.0
350
中密卵石
-3
22.0
36.0
32.0
0
40.0
580
密实卵石
-4
23.0
45.0
40.0
0
42.0
900
注:
表中卵石层的压缩模量Es由变形模量Eo按下列理论公式计算而得。
理论公式:
Es=Eo/ββ=1-2μ2/(1-μ)
式中:
μ—土的泊松比,卵石取0.22。
3.2水文地质条件
该场地地下水为上层滞水和孔隙型潜水,上层滞水主要赋存于第四系填土和粘性土层中,主要受大气降水补给,以蒸发形式排泄,水量小,无统一水面;孔隙型潜水主要赋存于第四系砂卵石层中,受大气降水及地下水迳流补给,涌水量大,有统一潜水面,为场地内地下水的主要类型。
勘察期间,属平水期,在钻孔中测得该场地地下水静止水位为7.70~11.10m,相应标高为501.60~503.22m。
地下水水位变幅在1.00~2.00m之间。
据我公司在附近场地的水文地质资料调查,场地历史最高水位埋深约3.00m,相应标高为507.00m,含水层的平均渗透系数k值约为18m/d。
4.抗浮方案设计
本工程地下室采用土层锚杆来解决,土层锚杆是一种埋入岩土层深处的受拉杆件,它的一端与工程建筑基础相连,另一端锚固在土层中,通过杆体与土体间的粘结力抵抗地下水对地下室的浮力。
根据勘察报告,本工程抗浮设计水位按507.00m考虑。
4.1抗浮锚杆
(1)锚杆配筋
根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),本锚杆属永久性锚杆。
根据工程性质、施工工艺,按下式计算配筋量:
Na=γQNak
=1727.05mm2
式中:
As
—
钢锚杆杆体的截面面积(mm2);
γ0
—
重要性系数,取1.1;
Nak
—
锚杆轴向拉力标准值(kN),根据设计要求,取250kN;
Na
—
锚杆轴向拉力设计值(kN);取325kN;
ξ2
—
锚筋抗拉工作条件系数,永久性锚杆取0.69;
γQ
-
荷载分项系数,取1.30;
fy
—
钢筋抗拉强度设计值(kPa)。
本工程拟采用Ф28螺纹钢筋作为锚杆配筋,Ⅱ级钢筋,其抗拉强度标准值fy取300N/mm2,其有效截面积A为615.44mm2。
每根锚杆中需配置钢筋根数n按下式计算:
=1727.05mm2/615.44mm2=2.81
则取3Φ28Ⅱ级螺纹钢筋,1846.32mm2>1727.05mm2,满足要求。
(2)锚杆直径与长度
依据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)规定抗浮锚杆锚固段长度可按式4.1.1及式4.1.2进行估算,并取其中的较大值:
(4.1.1)
(4.1.2)
式中:
Nak
――
锚杆或单元锚杆的轴向拉力特征值(kN),取250kN;
La
――
锚杆锚固段长度(m);
frb
――
锚固段注浆体与地层间的粘结强度特征值(kPa),取95kPa;
fb
――
锚固段注浆体与筋体间的粘结强度特征值(kPa),取1680kPa(2400×0.7=1680kPa);
D
――
锚杆锚固段的钻孔直径(mm),取150mm;
d
――
锚筋的直径(mm),取28mm;
1
――
锚固体与底层粘结工作条件系数,对永久性锚杆取1.0;
3
――
钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数,对永久性锚杆取0.6;
n
――
钢筋根数,取3;
=5.59m
=1.34m
取两式中大值,锚杆锚固长度为5.59m(设计取值5.80m)。
计算结果如下:
计算项目
单位
数值
轴向力标准值Nak
kN
250
钢筋直径d
mm
28
钢筋根数n
根
3
桩截面直径R
mm
150
钢筋截面面积As
mm2
1727.05
结论
满足要求
(3)锚杆布置及数量的确定
取单根锚杆抗拔力特征值250kN,按设计院要求的1.95m×1.95m(面积3.80㎡)的网格均匀布置抗浮锚杆,该工程抗浮面积约11000㎡,锚杆理论数为2895根;设计院共设计布置锚杆2975根,满足要求。
4.2主筋导向支架设置
为保证锚杆主筋下人锚杆孔后,其位置能居于孔中心,主筋上每隔2m设置一组导向支架,该导向支架采用φ8钢筋弯成“[”形,然后将其点焊在主筋上,沿主筋截面每1200焊一个,一个截面焊三个。
4.3注浆管设置
在Ф28主筋放入钻孔之前,需随主筋绑扎注浆管。
注浆管采用直径20mm的硬塑料管,为防止注浆时在受浆液压力作用下管身爆裂,影响注浆效果,注浆管壁厚大于3.5mm。
注浆管上端长出主筋顶部400mm使注浆操作方便;下端短于主筋400mm,防止塑料管钻入锚杆孔底土层使浆液无法流出,影响注浆质量。
4.4锚杆材料防腐及灌浆
锚杆材料采用Ф28Ⅱ级钢筋,钢筋由水泥浆封闭防腐。
杆体上端钢筋伸入基础柱或梁混凝土内长度不小于35D(D为钢筋直径),取1m。
若底板砼厚度不足1m,则钢筋末段采用弯钩形式(钢筋上端距离基础底板顶面不小于5cm),将锚杆拉筋与柱、梁钢筋绑扎在一起,同柱、梁混凝土浇筑时一起隐蔽。
灌浆材料采用纯水泥浆,水灰比1:
1~0.4:
1,灌浆压力0.5~1.0MPa,孔口溢浆后缓慢提升灌浆管,然后反复补浆,直至孔口浆体饱满无空洞。
锚杆填砾灌浆体抗压强度不低于30MPa。
4.5防水处理
抗浮锚杆与基础连接处的防水处理措施由土建施工单位结合地下室防水工程完成。
5.锚杆试验
5.1基本试验
(1)按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),基本试验时最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.90倍。
(2)锚杆弹性变形要求按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)中C.2.7要求执行。
(3)试验点数按规范不应少于3根。
5.2验收试验
(1)试验荷载按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)中C.3.4取值。
(2)锚杆总变形量应满足设计允许值,且应与地区经验基本一致。
(3)试验点数按规范取锚杆总数的5%,且不得少于5根。
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