地下室基础设计中抗浮锚杆的计算

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1、2014年6月建材与装饰规划与设计地下室基础设计中抗浮锚杆的计算刘佩熔（安徽省城建设计研究院安徽省合肥市230051）摘要：随着经济的发展，城市的建设日益发达，高层建筑物的地下室及地下建筑物不断增多，其抗浮问题也越来越突出。抗浮锚杆以其布置灵活、施工便捷、造价低廉等优点，越来越多地应用于建筑物地下室的抗浮处理，以此抵消地下水浮力，保证地下室结构的稳定和安全。本文应用SAFE、MIDAS软件建立了某项目地下室底板锚杆抗浮计算模型，并进行了计算结果比较分析，结果表明，两种软件的计算结果比较接近，该计算方法能较为准确地模拟锚杆和底板受力变形情况，为设

2、计提供了可靠依据。关键词：地下室；抗浮锚杆；计算中图分类号：TU93文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）24-0031-03引言做处理（例如采用增加附加锚杆或加大底板刚度及配筋的办法）目前，工程上通常采用的抗浮措施有压载抗浮、降排截水抗使之满足的办法。浮、抗浮桩和抗浮锚杆等。降排截水抗浮措施后期运行维护成本3锚杆刚度K值取值方法高，可靠性差，长期降水将对该区域地下水环境造成很大影响，3.1K值理论计算公式甚至影响周边建筑物的安全，且该工程地下室兼具人防功能#，锚杆弹性受力与变形的关系公式：暂时可能无法满足供电保障，因此不宜采用

3、；压载抗浮措施需通X=FL/（EA）过增加钢筋混凝土用量来增加配重，相应地需增加基础承载力#即：K=F/X=EA/L造价较高#不宜采用。因此，该广场地下室的抗浮拟采用柱下抗式中：X为锚杆伸长值（mm）；F为锚杆拉力（kN）；L为锚杆浮桩或锚杆解决。自由段长度（mm）；E为锚杆弹性模量（kN/mm2）；A为锚杆截面积1基本概况（mm2）；K为余静汗刚度（kN/mm）。在目前的地下室采用锚杆抗浮设计中，通常是利用上部结构3.2K值试验结果自重和锚杆共同抗浮，其一般计算方法为：（总的水浮力-结构自K=锚杆锚头轴向极限抗拔力检测值/总位移。重-桩的抗拔

4、力）/单根锚杆承载力=所需锚杆的根数。具体做法3.3利用已有工程的经验值是：将锚杆均匀分布在底板下，锚杆间距用底部面积除所需锚杆已有工程的经验值K=100耀200kN/mm。根数确定。4工程实例以上计算方法及具体做法，有如下问题：4.1工程概况（1）传力途径不清晰。水浮力是均匀作用在底板上，而结构抗安徽省某大型商业公建工程地下室底板厚度：800mm；底板浮力作用（除底板自重外）都具有不均匀性，并不是在整个地下底标高：76.00m；抗浮水位标高：90.50耀93.0m；底板自重标准值：室底板区域均匀分布的，可能是集中在一个点（即柱、桩或锚杆）25

5、伊0.8=20kN/m2；垫层自重标准值：20伊0.2=4kN/m2；水浮力标准值一或一条线上（即墙、梁）。底板及垫层自重标准值：121~146kN/m，；抗拔桩设计抗拔力标准值（2）锚杆均匀分布布置亦存在问题。锚杆受力的大小是与变取为2800kN；锚杆设计抗拔力标准值取为450kN。本工程的锚杆刚形相关的，会出现底板中心区域变形大的地方锚杆受力太大，甚度K取值为150kN/mm。底板桩、锚杆布置图（局部）见图1。至超过承载力特征值形成结构安全隐患，而靠近柱墙区域变形小的地方锚杆受力很小不能充分利用，形成浪费的情况。因此针对地下室底板抗浮锚杆这

6、种复杂受力情况，建立有限元模型模拟计算就显得尤为重要。SAFE是国际上通用的针对基础底板的有限元分析软件，MIDAS是一款结构通用有限元分析和设计软件。2计算基本设定和假定（1）设定锚杆在弹性状态下受力F（kN）、变形X（mm）之间的关系等同于线性弹簧，即公式：F=KX成立，K即为锚杆刚度（kN/mm）。（2）设定地下室外侧壁为完全固结约束。（3）假定桩位置点为完全固结约束。图1底板桩、锚杆布置图（局部）对假定（3）来说，为了简化工程计算的繁琐性，同时根据实际4.2建立计算模型工程情况，采取先假定后复核确认的办法，对不满足该假定的另由于桩直径较

7、大，每个桩位置点按正六边形的角点及中心点·31·规划与设计建材与装饰2014年6月共7个点来模拟；每根锚杆按1个点模拟。按照基本设定和假9l63kN。定，确定计算模型中，桩位置和地下室外侧壁位置完全固结，锚比较分析结果表明：水浮力作用下各桩位反力计算总值结果杆位置按刚度K为150kN/mm的点弹簧模拟。底板SAFE计算模比较接近。型见图2,底板MIDAS模型见图3。5.3水浮力作用下锚杆反力比较（以锚杆1耀34为例）水浮力作用下锚杆反力SAFE、MIDAS计算值见表2。表2水浮力作用下锚杆反力编号SAFE（kN）MIDAS（kN）编号SAFE（

8、kN）MIDAS（kN）122722618364367222722619376376323022820372371423623521379380522