学苑社区综合体及绿地建设项目抗浮锚杆设计计算书.docx

学苑社区综合体及绿地建设项目抗浮锚杆设计计算书1工程概况-1-2设计依据-1-3设计单位提供的技术要求14地层及水文地质条件-2-5抗浮锚杆间距及布置方法36抗浮锚杆设计47抗浮锚杆材料、注浆及防腐防水91工程概况“犀浦街道学苑社区综合体及绿地建设项目”位于成都市郸都区犀浦街道，犀浦外国语学校东北侧，万科理想城三期北侧，万科理想城南侧，行政区划为成都市郸都区犀浦街道学苑社区。本设计为南地块范围的抗浮设计。南地块：拟建地块包括2栋多层建筑(4F农贸市场、IF公共厕所)和-IF地下室部分。拟建物拟采用框架结构，纯地下室及拟建建筑拟采用天然独立基础。根据设计要求，本工程南地块全民健身公共场所、绿地公园和公共厕所部分负一层地下室需做抗浮锚杆设计。拟建建(构)筑物抗浮设计参数一览表表1抗浮设计分区结构基础形式±0.00标高(m)抗水板厚度(mm)抗水板顶面标高(m)抗浮标准力值kNm2抗浮水头高度(m)结构自重、压重之和kNm2A区框架独基526.00400520.7404.5516.0B区框架独基526.00400520.7154.5539.1根据主体设计单位提供的抗浮设计要求，独立基础下方不布设抗浮锚杆，本工程抗浮水位标高为524.85m,垫层厚IOOmmo2设计依据(1)建筑与市政地基基础通用规范(GB50003-2021)(2)四川省建筑地下结构抗浮锚杆技术标准(GDJ51/T102-2018)(3)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(2015年版)(4)成都地区建筑地基基础设计规范(DB51/T5026-2001)(5)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)(6)岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范(GB500862015)(7)四川省建筑地基基础检测技术规程(DBJ51TOI4-2021)(8)建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)(9)犀浦街道学苑社区综合体及配套建设项目岩土工程勘察报告(四川省川建勘察设计院有限公司2022.10)（IO）犀浦街道学苑社区综合体及配套建设项目基础图（四川省建筑设计研究院有限公司2022.11）（11）成都市建筑工程抗浮锚杆质量管理规程（成建委（2018）573号）（12）类似相关施工经验。3设计单位提供的技术要求根据设计单位提供的基础平面布置图及抗浮锚杆设计要求：A区抗浮力标准值按40kNm2计算；B区抗浮力标准值按15kN?计算。独立基础下方不布设抗浮锚杆，抗浮锚杆与基础连接处的防水措施由建筑设计单位统一考虑。4地层及水文地质条件4.1地层据地质勘察资料：开挖至底板后，基底地层自上而下为：第四系全新统的人工填土（QL%第四系全新统冲洪积层（Q4a+N）的粉土、中砂和卵石。土层结构特征由上而下描述为：（1）第四系全新统人工填土层（Q/）2素填土：褐色褐灰，稍湿湿，松散，均匀性差，主要成分为粉土、粉质黏土，局部表层含薄层植物根系或底部少量混凝土块，硬杂质含量小于25%,钻孔揭露层厚0.514.90m0场地范围分布较广，局部缺失，回填时间约35年。（2）第四系全新统冲洪积层（Q科+吗粉土：褐灰，中密密实，湿，含少量氧化物，底部含薄层细砂，摇震反应中等，干强度低，韧性低，钻孔揭露厚度054.7m0主要分布于卵石层顶面,场地均有分布。中砂：褐黄，松散，湿饱和，以石英、长石为主，含少量白云母，钻孔揭露层厚0.43.0m0主要以透镜体的形式分布于卵石层之间，局部卵石层顶部有分布。卵石：色杂，以灰色、黄灰色为主，湿饱和，以稍密、中密卵石、密实卵石为主，部分松散卵石；卵石主要成份为花岗岩，次为闪长岩和石英岩，圆亚圆形，中微风化状，坚硬，磨圆度较好，分选性较差。一般粒径为38cm,较大粒径1016cm,不均匀含夹510%左右的漂石；卵石间以充填中粗砂为主。局部表层卵石充填较多泥质，厚度约3040cm°据12Okg超重型动力触探试验成果，结合全取芯孔卵石含量和密实程度，将其划分为：松散、稍密、中密、密实卵石等四个亚层。I松散卵石：呈透镜体分布于卵石层顶面或夹于卵石层中，卵石排列十分混乱，绝大部分不接触，卵石含量约为5055%,局部夹薄层中粗砂透镜体。钻进较易，钻杆无跳动，孔壁易垮孔，钻孔揭露层厚0.53.8m°N120锤击数平均值3.2/IOcmO2稍密卵石：断续分布于卵石层中上部，中下部少有分布；卵石排列混乱，大部分不接触，卵石含量约5560%左右，钻进较容易，钻杆稍有跳动，钻孔揭露层厚0.43.0m°N120锤击数平均值5.9击/10cm。3中密卵石：较连续分布于卵石层中上部，卵石交错排列，大部分接触，卵石含量一般6070%。动探施工时,钻杆、吊锤轻微跳动,钻孔揭露层厚0.54.5m。Ni20锤击数平均值9.7击/10cm。密实卵石：连续分布于卵石层中下部，断续分布于卵石层中上部，卵石交错排列，绝大部分接触，卵石含量一般大于70%,动探施工时，钻杆、吊锤跳动剧烈。N20锤击数10击10cm,平均值16.7击/10Cmo4.2水文地质条件4.2.1 地表水场地临近地表水属岷江水系-清水河支流,位于项目北侧250米外西南交通大学校内，北西一南东走向，距离本项目较远，对本项目影响较小。4.2.2 地下水本场地地下水主要为第四系冲洪积砂卵石层中的孔隙潜水，含水层为砂、卵石层，卵石层透水性良好。主要接受地下水侧向径流及大气降水补给，水位年变化幅度为2.0m左右，因卵石层透水性及富水性较好，故卵石层含水量较丰富，对本工程基础设计和施工影响较大。勘察时因受场地周边建筑施工场地降水的影响，且勘察期间为平水期，场地的地下水水位埋藏较深，水位变化不大，勘察期间于钻孔测得地下水稳定水位埋深5.69.1m,平均埋深7.1m,相应标高为518.76521.24m,平均标高519.95m,预计周边场地停止降水后水位将明显回升，地下水年幅变化2.03.0m,35年最高地下水位约522.50mo根据成都市成建委(2018)573号文件规定，成都市I级阶地抗浮水位不低于室外地坪标高之下1.0m,结合场地现场情况及拟建道路设计标高，室外地坪标高约525.85m,抗浮水位值建议取524.85m。地下室应采取防水措施，卵石含水层渗透系数K一般为2026md,结合周边降水工程的调查情况，本场地卵石含水层渗透系数建议取值26mdo场地所属环境类别为类，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。拟建场地地下室抗浮设防水位建议按524.85m考虑。土体与锚固体极限粘结强度标准值表表4土层种类素填土粉土中砂松散卵石稍密卵石中密卵石密实卵石与锚固体粘结强度标准值frbk(kPa)204060100140180240抗拔系数i0.50.70.50.60.650.70.755抗浮锚杆间距及布置方法根据设计提供的抗浮锚杆范围图以及抗浮锚杆设计要求：A区独立基础下方不布设抗浮锚杆，需要布设抗浮锚杆区域抗浮力为40kNm2,该区总抗浮面积为523.6?,锚杆间距为2.5x2.5m,单根锚杆抗拔承载力标准值Nad250.0kN,实际取260.0kN.B区独立基础下方不布设抗浮锚杆，需要布设抗浮锚杆区域抗浮力为15kNm2,该区总抗浮面积为2737.8m2,锚杆间距为2.8x2.8m,单根锚杆抗拔承载力标准值NakNIl7.6kN,实际取130.0kN°6抗浮锚杆设计6.1锚杆长度计算锚杆锚固体与地层的锚固段长度计算：依据四川省建筑地下结构抗浮锚杆技术标准(DBJ51TIO2-2018)第5.3.5-1式进行计算：14gDqSiaK锚杆锚固体抗拔安全系数，取2.2；Ii锚固段长度(m)；D锚固体直径，取150mm；q0a岩土层与锚固体间的粘结强度标准值(kPa),A区选取区域最不利地层的13剖面ZK6号孔进行计算，B区选取区域最不利地层的21剖面ZK13号孔进行计算，则：A区计算表表6.1不利钻孔号13剖面ZK6垫层底标高520.2m桩长范围土层名称层厚la(m)极限粘结强度标准值(kPa)松散卵石1.34100中密卵石1.20180密实卵石3.96240ZlaX兀XDXqSia/K278.4.kNNak260.0kNLi6.5mB区计算表表6.2不利钻孔号21剖面ZK13垫层底标高520.2m桩长范围土层名称层厚la(m)极限粘结强度标准值(kPa)杂填土0.17/素填土2.00/中密卵石1.00180中砂0.5060中密卵石1.50180密实卵石1.33240ZIaX兀XDXqSia/K171.6kNNak130.0kNLi6.5m锚杆钢筋与锚固体间的锚固长度计算：依据四川省建筑地下结构抗浮锚杆技术标准（DBJ51TIO2-20第5.3S2式进行计算：2nndfhh锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度（m）；d锚杆钢筋直径（m）；n钢筋（钢绞线）根数（根）；fb钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa）,采用2根钢筋点焊成束,粘结强度乘0.85折减系数,采用3根钢筋点焊成束，粘结强度乘07折减系数；AXsZo-1-=2.2×260.0kN/（3×3.14×0.025×2400×0.7）=1.45m即斯卜B区：L2-=2.2×130.0kN/（2×3.14×0.025×2400×0.85）=0.89mndfh锚杆构造设计：根据成都市建筑工程抗浮锚杆质量管理规程（成建委（2018）573号）：第四章中第二十三条：抗浮锚杆设计应在上部不小于0.5m的长度作为构造段。土层锚杆的锚固段长度不应小于6.0m,岩层锚杆的锚固段长度不应小于3.0mO结合锚杆构造要求，锚杆设计锚入土层长度详见表6.3。锚杆设计锚入岩土层有效锚固段长度表6.3锚杆设计分区参考钻孔锚杆抗拔承载力标准值Nak有效锚固段段长度（m）设计锚入岩（土）层长度（m）A区13剖面ZK6260.0kN6.57.0B区21剖面ZK13130.0kN6.57.0锚杆杆体截面积根据四川省建筑地下结构抗浮锚杆技术标准（DBJ51ZT102-2018）第5.3.6式:as4fyKb锚杆杆体抗拉安全系数，取2.0；Nak锚杆轴向拉力标准值（kN）；As配置钢筋有效截面面积（ri?）；fy锚筋抗拉设计强度值；采用HRB400螺纹钢筋取360Nmm2;A区锚杆配筋：As>2.0×260.0×103360=1444.44mm2取3根直径25螺纹钢筋（A=1471.88mm21444.44mn满足设计要求）；B区锚杆配筋：As>2.0×130.0×103360=722.22mm2取2根直径25螺纹钢筋（A=981.25mm2722.22mm2,满足设计要求）；钢筋锚入底板长度的确定钢筋锚入底板基本长度的确定采用混凝土结构设计规范（GB50010-2010,2015年版）8.3.1-1与8.3.1-3式计算： lab=dfft Ia工Calab普通钢筋抗拉强度设计值（IV级螺纹热轧钢筋fy=360Nmm2）;ft混凝土轴心抗拉强度设计值（C30,ft=1.43Nmm2）;一钢筋外形系数，带肋钢筋a=0.14;d一钢筋的公称直径（d=25mm）;Ca-钢筋的锚固长度修正系数（。=1.00,带肋钢筋的公称直径大于25mm时a=1.10）;Ia-钢筋锚入底板基本长度；当d=25mm时，la工881.12mm。本工程直径25螺纹钢Ia取900mm,由于底板厚不足900mm,故考虑抗浮锚杆上部作90。弯曲处理。6.2 锚杆布置及根数验算按总抗浮面积除以单根锚杆承担面积验算：A区理论布置锚杆根数：mN523.6/（2.5x2.5）=84根，实际布置锚杆根数：m=89根，mlHm满足设计要求。B区理论布置锚杆根数：m>2737.8（2.8×2.8）=350根，实际布置锚杆根数：m=359根，miHm满足设计要求。注：为整体稳定性考虑，A、B区分界处B区与A区相邻第一排锚杆均设置为A型锚杆，故A型锚杆共计108根，B型锚杆340根。实际A区范围内分布锚杆89根，B区分布359根，均满足设计要求。抗浮锚杆与基础连接处的防水处理措施由主体设计单位与土建施工单位协商确定，并由土建单位施工。6.3 锚固体整体稳定性验算四川省建筑地下结构抗浮锚杆技术标准（DBJ51TlO2-2018）式5.3.2和式5.3.7式计算：Nw.k=rwHA；W÷Gxi÷G,2-Nm'2vw.kA基底面积或抗浮计算分区基底面积（m2）；rw地下水重度（kN/m3）；H抗浮设防水位与建筑物基础底标高之差（m）；Kw抗浮稳定安全系数；W基础底面下抗浮锚杆范围内的土体重量（kN）；Gki结构自重（kN）；Gk2传到抗浮板（底板）上的所有压重（kN）,取OKPa；Nw.k地下水浮力作用值；A区范围内：Kw=r×La-0.5×Satan30o+GrwHA=12.5×7.0-0.5×2.5tan30o+16.0×523.6/10×4.55×523.6=1.68>1.05,满足锚固体稳定性要求。B区范围内：Kw=r×La-0.5×Satan30o+GrwHA=i2.5×7.0-0.5×2.8tan30o+39.1×2737.8/10×4.55×2737.8=2.12>1.05,满足锚固体稳定性要求。6.4抗浮锚杆设计结果各分区范围抗浮锚杆参数表6.4锚杆设计分区锚杆根数设计锚入岩（土）层长度（m）锚固于抗浮板或基础内（m）钢筋长度（m）配筋A区89（A型）7.01.08.0325B区19（A型）7.01.08.0325340（B型）7.01.08.0225在正式施工前，应选择最不利地层进行基本试验，以确定单根锚杆的抗拔力极限值，并根据试验结果调整设计参数、锚杆长度和抗浮形式（抗浮锚杆改为抗拔桩）。A区基本试验选取3根直径32螺纹钢筋进行。每种类型的抗浮锚杆基本试验数不少于3根，试验点由现场决定。施工完成后，应进行验收试验，抽取每种类型的锚杆总数的5%且不少于5根。7抗浮锚杆材料、注浆及防腐防水注浆管采用20增强塑料管或同规格白铁管。注浆材料采用M30纯水泥浆,水泥采用PQ42.5普通硅酸盐水泥水灰比0.5:1,注浆压力0.51.0MPa,锚固体采用细石水泥结石体，强度等级为M30；孔口溢浆后缓慢提升注浆管，然后反复补浆，直至孔口浆体饱满无空洞。锚杆材料采用直径25（HRB400）螺纹钢筋，钢筋由水泥浆封闭防腐。根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010,2015版）831,本工程钢筋锚入底板基本长度Ia取90Omm,由于抗水板厚400mm,故考虑抗浮锚杆钢筋末段采用弯钩形式（末段采用弯钩形式此项工作由土建单位施工）。锚杆材料在注浆后，锚筋由水泥浆外裹封闭防腐，以保证锚筋的防腐效果，无须作特别防腐处理。若锚杆穿过基础抗浮板，锚杆与基础抗浮板结合部位应采取防水处理，在基础垫层与锚杆结合部涂刷遇水膨胀止水膏达到防水效果。抗浮锚杆与抗水板连接处的扳弯及抗浮锚杆与抗水板连接处的防水处理措施由主体设计单位与土建施工单位协商确定，并由土建单位施工。锚筋应采用定位支架或定位箍等措施来确保锚筋在锚孔内的位置，以保证每根锚筋周围均有等厚的锚固浆体。锚筋的保护层厚度不小于25mm。-10-