地下室结构中抗浮锚杆的设计分析

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1、地下室结构中抗浮锚杆的设计分析浙江天成工程设计有限公司310023摘要：地下水通常会对地下工程造成两种形式的破坏：其中一种是局部破坏，即地下结构的底板因为受到不均匀作用的水浮力而在某些局部发生开裂或者向上拱起，导致地下水由此渗入室内；另一种是整体破坏，即整个地下结构发生上浮，不仅底板遭到破坏，粱柱结点处等重要部位也会发生开裂，导致结构发生失稳。木文主要研宄地下室抗浮锚杆的设计中抗拔桩的群桩效应以及抗拔桩的优化布置。关键字：地下室；结构；抗拔桩；抗浮锚杆；设计0引言从实际工程的很多抗浮事故中我们可以发现，导致结构物发生上浮破坏的原因主要有两个方面，一个是对抗浮问题没有引起足够

2、的重视，对地下水浮力的情况认知不足，例如在底板施工的过程当中没有做到及时排水，或者是在底板施工完成后没有及时通过增加覆土来压重，导致地下水浮力大于上部结构物的重量而发生上浮破坏；另一个是突然降临暴雨使积水不断渗入地层之中，这样地下水位随之上升，水浮力急剧增大，上浮事故的发生接踵而至。还有一些其他因素例如结构物承担着不均匀的设计荷载，地下水位随着季节的转换而发生变化以及施工过程中不合理的措施都会成为事故发生的导火索。在一般情况下很难做到完全避免结构物会因为水浮力而遭到破坏，但是一旦破坏发生，结构物将不能发挥正常的使用功能，抑或是发生较大的事故，造成巨大的损失。因此，在地下工程

3、的设计与施工时地下结构抗浮问题的探讨与研究必然会成为重中之重，设计人员以及施工人员应当对此有足够的重视。1抗拔桩设计1.1基木思路(1)在抗拔及承压情况下的计算;(1)找出在两种情况下最不利的工况，包括地下水的最高和最低水位以及最不利的荷载组合；(2)分别汁算出在抗拔及承压情况下所需要的桩的数0;(3)取较大的数S作为最终所需要的桩数。1.2计算步骤(1)承压情况下的计算①水浮力计算依照地下室底板处在的含水层或是隔水层的特性以及最低的地下水位合理选取计算模型，首先确定最低的地下水位，并根据以上所述的计算公式得出水浮力的大小。②荷载组合恒载:地下室结构自重(包括底板自重)、地

4、下室顶板覆土活载:地下室内车辆荷载、地下室顶板车辆荷载、消防车荷载水浮力:在承压情况下，应取地下水最小水浮力，并将其按照有利荷载计算。参考《建筑结构荷载规范》，对活载只设计它对结构的不利作用，分项系数取1.4。恒载对结构起有利作用吋的分项系数取0.9,不利吋的分项系数取1.350综上所述:承压桩的承载力计算公式为：承压桩总承载力设计值/1.35×恒载+1.4×活载-0.9×最小水浮力〉K(1)其中，K为安全系数，取设计时的重要性系数。由此可以算出承压桩承载力设计值。③计算桩长以及桩数根据承压桩的承载力要求选择正确的桩端持力层，从而得出桩长

5、。在此条件下，根据各种情形以及工程经验确定桩长和桩的大小，能够计算出单根桩的抗压承载值。贝IJ:总桩数=承压桩总承载力设计值/单桩抗压承载力（2）（2）抗浮情况下的计算①水浮力计算依照地下室底板处在的含水层或是隔水层的特性以及最低的地下水位合理选取计算模型，首先确定最高的地下水位，并根据以上所述的计算公式得出水浮力的大小。②荷载组合恒载:地下室结构自重（包括底板自重）、地下室顶板覆土活载:地下室内车辆荷载、地下室顶板车辆荷载、消防车荷载水浮力:在抗浮情况下，应取地下水最大水浮力，并将其按照不利活载考虑。依上所述:抗拔桩的承载力计算公式为：抗拔桩总承载力设计值/1.4&tim

6、es;最大水浮力-0.9×恒载（3）其中，K为安全系数，取设计时的重要性系数。由此可以算出抗拔桩承载力设计值。③确定桩长以及桩数确定桩长应分为两种情况考虑：1＞在任何时刻，桩基都是发挥着抗拔的作用，应当通过单桩的抗拔承载力计算桩长。2｝当水位随吋发生变化，桩基有时起抗拔作用，有时起抗压作用，这个时候应该根据桩端持力层的位置确定桩长。在此条件下，根据各种情形以及工程经验得出桩长和桩的大小，可以计算出单根桩的抗拔承载力。贝IJ:总桩数=抗拔桩总承载力设计值/单桩抗拔承载力（4）（3）最终结果选用承压情况和抗浮情况下计算得出的总桩数的较大值作为最终设计时的总桩数。(4

7、)抗拔桩桩身的计算轴心受拉构件一旦承受拉力吋，裂缝首先出现在混凝土中，其渐渐退出工作，由钢筋承扪全部的拉力，即：Nt≤fyAs(5)其中，fy为钢筋抗拉强度;As为钢筋的截面面积。1.3群桩整体稳定性验算在设计吋，应该将桩和桩周土看做一个整体，作为整个结构的基础，所以整体稳定性要求桩和桩周土组成的整体所承扪的所冇水浮力小于总的荷载设计值，同吋要考虑桩周土的浮重量。即：Ugk+Gs≤N总标准荷载(5)其中:Ugk=∑λiqsikuili,为群桩发生整体破坏吋的抗拔承载力标准值;Gs=