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1、第10卷第2期安徽建筑工业学院学报(自然科学版)Vol.10No.22002JournalofAnhuiInstituteofArchitecture2002土层锚杆基础的设计与施工李大华杨雷(安徽建筑工业学院土木工程系合肥230022)(安徽省建筑设计研究院230001)摘要:安徽国际会展中心是一座大型的综合性建筑,其设计轴和!轴的V形柱下的基础结构复杂,本文介绍这种复杂基础的施工方法和施工中对一些技术问题的研究和处理措施。关键词:V形钢柱,人工挖孔桩,土层锚杆等中图分类号:TU741
2、工程概况安徽国际会展中心是一座集国际会展、展览、展销及商务活动等为一体的大型综合性建筑,工程占地2125亩,建筑面积49500m,预算总造价为385亿元,列为省重点工程。该工程地下部分主要是钢筋混凝土结构的大型停车场,地上部分为钢框架结构的展厅和会厅。建筑设计方案采用国际招标,法国欧博建筑与城市规划设计公司方案中标,并与安徽省建筑设计研究院合作完成施工图设计。上海浦东建设集团为施工总承包方。由于该建筑物的造型独特,东西两立面悬挑跨度巨大,西立面轴线以外挑出20m,东立面!轴线外挑出12m,所以
3、设计竖向结构为500(=25mm)的无缝钢管焊接而成的V型钢柱,如图1所示。图1!轴剖面示意图根据SAP-93软件计算结果显示,V型钢柱传给基础的荷载,除垂直荷载外,尚有较大水平荷载。以!轴线为例,中部承台面承受的最大水平剪力为783∀2=1566kN,而承台与基柱协同工作和土的弹性抗力(偏于安全考虑)只能够承受约650kN的水平荷载,尚有1566-650=916kN的水平荷载,为此设计收稿日期:20010901第2期李大华,杨雷:土层锚杆基础的设计与施工17考虑采用锚杆基础。土层锚杆作
4、为一种新型受拉杆件,它的一端与结构物的基础联结,另一端锚固在地基土层或岩层中,可承受结构物的上托力、拉拔力、倾侧力和水压力等,较好地维持结构物的稳定,从而可以减少基础埋深。因此,经多方论证,认为采用人工挖孔桩和土层锚杆相结合的基础形式(如图2所示)最经济合理。(a)平面图(b)II剖面图1500∀25V形钢柱;2土层锚杆;3M68;4人工挖孔桩;5C25桩承台;6JM15系列锚具;7C30短柱;8-1200∀800∀35预埋钢板图2锚杆基础2
5、土层锚杆设计考虑承台尺寸和锚杆间距不小于15m的规范要求,水平力较大一侧拟采用4根锚杆。由于设备地沟和地下室底板的标高限制,结合现场土质分布情况,为保证锚固段进入#层粘土和锚杆上覆土不小于4m,确定锚杆倾角!=30∃,自由段长Lf%87m。土的抗剪强度∀的计算公式如下:∀=K0htg#+C(1)3根据地质报告资料显示K0=05、土的重度=199kN/m、土的内摩擦角#=1339∃、土的粘聚力C=6201kPa,初选覆土高度h=10m,按公式(1)计算得∀=857kPa。锚固段长度
6、Lm计算公式如下:Lm=K&T/∃&D&∀(2)式中T为每根锚杆承载能力(上拔力)T=916/4&cos30∃=26443kN,D为锚孔直径,取D=02m,K为安全系数,永久性锚杆K=22。经计算得Lm=1081m。锚杆总长L=Lm+Lf(3)实取Lm=115m,Lf=929m,锚杆总长L=2079m,水平投影长度L1=18m。j锚索计算:选钢绞线75为一束,每束强度设计值200∀08=160kN/束,根据公式n=K&N/As&fptk(4)n=22∀26443/160=36
7、4(根)实取n=4根。现场抗拔试验证明,锚杆的抗拔力均大于设计值,满足结构稳定要求。由于该基础结构复杂、工序多,通过研究确定采用如下施工程序:人工挖孔桩∋土方开挖∋C10垫层∋C25混凝土承台∋土层锚杆∋预埋铁件安装固定∋承台二次18安徽建筑工业学院学报(自然科学版)第10卷浇筑混凝土∋锚杆张拉锚固、注浆∋V形钢柱安装固定。3土层锚杆施工土层锚杆施工在承台混凝土浇筑28d后进行,在承台施工时按设计角度预埋219∀5mm的焊接钢管做锚杆孔,混凝土承台做为土层锚杆施工时的工作面。(1)锚杆施工采湿作
8、业成孔一次注浆工艺。工艺流程:移动钻机就位∋安钻杆校正孔位调整倾角∋打开水源并钻孔、泥浆循环携砂∋扩孔∋清孔∋拔出钻杆∋插放钢绞线束及注浆管注浆∋养护∋锚杆抗拉性能试验∋张拉锚固。j(2)锚杆采用415通过分割器(隔离件)组成,分割器间距为10m~15m,锚杆端部做成轧花球头,为便于将锚杆插入锚孔,4根轧花球头固定在-40∀25钢板焊成的锥形锚头上形成一体。自由端外套塑料套管,套筒内钢绞线做防锈处理。(3)钻孔选用ZG63型钻机,为控制好角度,用钻孔测斜仪测定好
