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1、研究探讨煤炭工程2009年第4期对设抗浮锚杆的基础底板受力分析与讨论赵玉波(大连市建筑设计研究院有限公司,辽宁大连116021)摘要:对于基础持力层为岩石的地区,独立柱基础构造底板被广泛应用于有地下室的工程中。地下水较浅时,整个基础底板承受水浮力,此时应对建筑物进行抗浮验算。若在地基内均匀设置锚杆抗浮,基础底板的设计内力应考虑在水浮力、锚杆等效荷载、基础及覆土自重作用下的筏板与在有效土压力作用的柱下独立柱基作用之和。文中分析了在水浮力与等效锚杆作用下筏板的受力情况。关键词:水浮力;有效土压力;抗浮设计;独立柱基构造底板
2、中图分类号:TU432文献标识码:B文章编号:1671-0959(2009)04-0092-03当建筑物存在地下室,且地下水位较高时,建筑物底板应考虑水浮力的作用。当水浮力大于建筑物的抗浮重量时,尚应对建筑物进行抗浮设计。建筑物的抗浮措施有增加自重、抗拔桩、降低抗浮水头、抗浮锚杆等,每种措施均有其优点与适用条件。本文仅针对岩石地区的抗浮锚杆设计方法,并结合不同类型的基础形式进行分析与探讨。对于基础持力层为岩石(全风化、强风化、中风化)的地区,抗浮锚杆因具有施工方便、经济可靠、锚杆的抗拔承载力高等优点,被广泛地应用于基础的抗浮设计。为了使底板受力均匀,锚杆通常均匀布
3、置在地基内,并与基础图1锚杆与底板连接作法示意底板可靠拉结。锚杆间距与长度根据抗浮水头、地质条件与锚杆的抗拔承载力综合考虑,布置方式可采用矩形或梅花状。锚杆的直径一般为133mm,内放置2~3根钢筋,1当09G/AwH时面积按受拉计算并满足锚杆的抗拔承载力,锚杆内应填注建筑物的抗浮自重满足基底下的水浮力,建筑物整体M30水泥砂浆或C30细石混凝土。锚杆的构造及与底板的不需要进行抗浮计算,但基础(筏板基础、独立柱基础构造连结作法见图1。锚杆的抗拔承载力应由现场原位试验确防水底板)承受水压力的作用。定,初步设计时可按建筑地基基础设计规范(GB5000711基础
4、为筏板-2002)中公式676计算。筏板基础设计不需要考虑水浮力的作用,作用于基础为了说明问题,设作用于底板的水压力为wH(H为底底面上的反力P=S/A。S为正常使用极限状态下基底反板承受的水头,单位为m;为水的容重,单位为kN/KKKw3力的标准组合(kN)。基底下水压力的存在,只是减小地基m),建筑物的抗浮自重为09G/A,09为安全系数,土的有效压力,地基土的有效压应力f=P-H,水对基KwG为建筑物的永久荷载标准值之和,包括各层结构永久荷础底产生的压力为H,基础底受的总压力为S/A。载、底板自重、底板覆土自重(kN),A为底板底面积wK(m2)。并只
5、考虑柱(墙)的轴力作用,当有弯矩的作用时,12基础为独立柱基础,底板为构造防水底板应在本文的分析简图中另考虑其作用。对于岩石地区的基础,当建筑物的荷载不是很大时(对下列分别讨论在水浮力作用下筏板基础与独立柱基础于多层、小高层住宅等建筑),因柱下或墙下基础的压力分构造防水底板的受力分析及应采用的计算模型。布为口袋形,基底压力分布图见图2。因此采用柱下独立基础或墙下条形基础,底板采用构造防水底板(底板厚度不小收稿日期:2008-12-10作者简介:赵玉波(1970-),男,辽宁丹东人,国家一级注册结构工程师、高级工程师,硕士研究生毕业于大连理工大学土木工程系,现任大连市
6、建筑设计研究院有限公司常务副总工程师,被聘为辽宁省土木建筑学会建筑结构专业委员会委员、辽宁省土木建筑学会钢筋混凝土预应力技术专业委员会委员。922009年第4期煤炭工程研究探讨于300mm,且与独立柱基整体浇注)。将压力大的柱(墙)抗浮锚杆的设计数量按下式计算:下基础加厚,配筋加大,而将其它压力较小处底板厚度减n=(HA-09G)/R(1)wt薄,配筋减小,即为通常的独立柱(墙)基础,构造底板。正常使用极限状态下,基础底下的压力为SK/A,通常此种基础形式反映了岩石地基的压力分布情况,是一种经情况SK/A>09G/A,
7、在水浮力作用下,应区分为SK/A济的基础形式,并且被广泛应用于工程中。当没有水浮力wH与SK/A>wH两种情况。作用时,可假设底板与柱下基础分开,按独立柱基础设计,当SK/AwH时,筏板承受的力为均布的水浮力wH、此计算方法存在一定的近似性。当底板有水浮力作用时,22底板自重g1(kN/m)、覆土自重g2(kN/m)与锚杆拉力等应考虑水浮力与柱(墙)下基础(假设在范围内)有效土压力效成均匀的向下拉力nRt/A。的共同作用。独立柱基础与防水底板在上部荷载及水浮力此时水浮力既大于建筑
