抗浮锚杆设计的几个问题

32　　　福建建设科技　20061No13■建筑结构地下建筑物抗浮锚杆设计的几个问题赖兴庭　朱泰儒(厦门中建东北设计院　361012)[提　要]　解决地下建筑物抗浮问题,抗浮锚杆的应用增多。介绍了抗浮锚杆的承载力计算和锚杆的截面计算,为地下建筑物抗浮验算提供参考。[关键词]　地下建筑;抗浮;锚杆Abstract:Inordertosolvetheanti-floatingproblemofbasemant,anchorsaremorewrdelyused,thepaperintroducestheanchorbearingcapatityandsectioncalculaiton,whichcanbereferredbysimilarprojects.Keywords:basedment;anti-floating;anchor收稿日期:2005—11—02　　城市地下建筑物(高层建筑裙房地下室、地下商业街)的抗浮问题是地下结构设计的一个重要课题。为防止地下结构上浮,可采取增加配重、抗浮桩及抗浮锚杆等措施,其中抗浮锚杆因具有造价低廉,施工方便、受力合理等优点,近年来在厦门地区应用日渐增多。由于地下建筑物抗浮锚杆的设计尚没有专门的国家 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 可循,抗浮锚杆设计中的一些问题设计人处理不尽一致。目前可参考的规范见参考文献。我们从施工图设计中,发现抗浮锚杆设计中有关抗浮稳定性验算、锚杆承载力确定、锚杆钢筋与钢绞线的安全系数等存在一些问题,下面提出我们的意见和看法,供同行参考与讨论。1抗浮稳定性验算地下建筑物抗浮稳定性验算时,对浮力、抗浮力的计算及抗浮安全系数的取值均需慎重。采用抗浮锚杆抵抗建筑物浮力产生的上拔力时,建议按下式验算建筑物的整体抗浮稳定性。γ0Fw≤nRt+0.9G(1)式中γ0—-结构重要性系数;Fw—浮力作用设计值,浮力分项系数取1.05;n—抗浮锚杆总数;Rt—单根锚杆抗拔承载力特征值;G—地下建筑物结构自重,自重分项系数取0.9。2锚杆抗拔承载力的确定单根锚杆抗拔承载力特征值按下式计算:Rt=Rk/K(2)式中Rk—单根锚杆抗拔极限承载力标准值,应根据抗拔试验确定;K—安全系数,可取2.0。锚杆锚固体与地层的锚固长度,以及锚杆钢筋(钢铰线)与锚固砂浆之间的锚固长度,可按文献[2]第7.2.3条与7.2.4条计算确定。根据锚杆的锚固长度可预估锚杆抗拔承载力。3锚杆钢筋(钢铰线)截面面积的计算锚杆一般采用水泥砂浆或水泥浆灌注,目前尚无裂缝控制验算方法。有的设计采用《混凝土结构 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 》(GB50010-2002)8.1.2条的计算方法,验算锚杆的最大裂缝宽度,我们认为不妥,因为水泥砂浆的力学性能与混凝土的力学性能不相同。为防止水泥砂浆锚杆产生过宽裂缝(大于0.2mm),有必要控制钢筋应力,适当加大安全系数就是考虑钢筋锈蚀和限制锚杆锚固体裂缝宽度,这样锚杆可不进行正常使用极限状态验算。锚杆受拉钢筋(钢铰线)截面面积可按下式计算:钢筋　　As=KRt/fy(3)钢铰线　Ap=KRt/fpy(4)式中:K—安全系数取2.0;Rt—单根锚杆抗拔承载力特征值;fy、fpy—钢筋、钢铰线抗拉强度设计值。4抗浮锚杆杆体材料抗浮锚杆杆体可采用钢筋(锚杆)或钢铰线(锚索),锚索需施加预应力。锚杆一般为全长粘结性锚固体,而锚索因施加预应力,除锚固段外需设置自由段。地下水浮力受地下水季节性变化而动态变化,地下室底板变形亦会随之变化,锚索适应底板上下位移变化要求。目前地下建筑抗浮大多数采用锚杆(粗钢筋),尚未发现地下水浮力作用变化对锚杆和地下室底板产生影响。在处理地下结构上浮灾害时,使用预应力锚索能有效遏制底板上拱现象继续发展。5抗浮锚杆的布置(1)抗浮锚杆平面布置有沿地下室底板梁布置和底板均匀布置二种形式。在地下水浮力作用下,后一种布置方法减小了地下水浮力对底板的作用。从而减小了底板的内力与配筋。(2)当人防地下室底板考虑核爆等效静荷载作用时,由于在核爆动荷载作用下底板下锚杆被压缩,因此不能考虑锚杆承受地下水浮力作用和核爆等效静荷载。(3)岩石锚杆的水平间距可按文献[1]8.6.1条的要求,土层锚杆的水平间距可按文献[5]11.9.3条规定不宜小于2m,此时可不考虑群锚的折减系数。6抗浮锚杆的防腐蚀与锚头的防渗透(1)抗浮锚杆的严重腐蚀现象主要发生在锚头附近与自©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net■建筑结构福建建设科技　20061No1333　　　由段。锚杆不设自由段且钢筋直接锚入底板内,可不考虑钢筋被腐蚀。但底板下附近锚杆水泥砂浆可能灌注不饱满或底板施工时被破坏,底板底面处锚杆钢筋在长度0.5～1.0m的范围内宜刷防锈漆(图1)。　图1　锚杆锚固图　　　　　图2　锚索锚头构造图(2)预应力锚索自由段设置金属波纹套管,增加了一道防腐蚀措施。锚索头采用锚垫板,通过注浆孔进行二次注浆(图2),金属波纹管与底板混凝土咬合较好以及管内二次注浆,解决了锚索头在底板内的防渗问题。7抗浮锚杆试验和检验锚杆基本试验目的是确定锚固体与岩土间粘结强度特征值、锚杆设计 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 和施工工艺,而锚杆的验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求。锚杆基本试验与验收试验的数量、试验方法、试验终止条件与极限承载力的确定,可按文献[1]附录X的要求执行。将锚杆极限承载力除以安全系数2,为锚杆抗拔承载力特征值Rt。参考文献[1]建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)[2]建筑边坡 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 技术规范(GB50330-2002)[3]:锚杆喷射混凝土支护技术规范(50086-2001)[4]:土层锚杆设计与施工规范(CECS22:90)[5]:上海市地基基础设计规范(DGJ08-11-1999)(上接第27页)顶升装置由方木托梁、组合型钢支撑架、千斤顶及组合基础组成,如图2所示。由于原桥板底面凹凸不平,不在同一水平面上,如直接采用型钢容易造成某块板局部受压导致混凝土破坏。因此,在支撑架顶部采用方木托梁,通过木材的局部压缩变形调整板底高差,使桥面各块板大致均匀受力,从而更有利于整体顶升的实施。图2　整体顶升装置示意图4.2整体顶升施工工艺为保证整体顶升的同步性,顶升采用力控制与位移控制二阶段双控工艺。(1)力控制阶段为避免加荷过快导致桥板突然脱离桥墩而产生过大变形,根据计算的桥板重量,分级进行加力,本工程共分三级加力,在最后一级采用缓慢加力的方式,使各顶升点加力基本一致,直至将板的自重转移到千斤顶上,(2)位移控制阶段。板荷载全部转移到千斤顶上后,力控制阶段即结束,转而进入位移控制阶段。每次加力顶升过程中通过预设的位移计监测各点顶升量,使各块板保持一致,以避免出现顶升差异造成板开裂,各千斤顶顶升量差异控制在0.5mm以内。由于本工程顶升位移较大,千斤顶一次行程不足以完成全部顶升量,在顶升过程中必须更换行程。千斤顶每行进一个完整行程(150mm),采用两台备用千斤顶对称顶紧后对工作千斤顶更换行程,更换行程操作要求间隔进行,工作千斤顶底座下垫箱必须稳固,并在桥台梁上置入相应规格的垫块,作为临时支撑与安全措施。待顶升就位后,取出垫块,置入预制钢筋混凝土梁垫,通过预留钢筋焊接浇筑混凝土形成整体,并置入橡胶支座,形成新的稳定支座。5桥梁整体顶升施工注意事项(1)为保证整体顶升的实施,反力支撑架基础下地基持力层应满足承载力要求和变形要求,以保证支架稳定和位移控制阶段的监测控制。(2)所采用千斤顶的额定吨位宜为计算顶升力的2倍以上,即安全系数≥2。在施工前千斤顶应进行调试,以保证顶升时行程一致,同时要配备足够的备用千斤顶,以确保顶升施工的连续性和可靠性。(3)顶升过程中应注意统一协调,派专人监控桥面以及桥板结构的状况,出现异常情况及时进行调控。6结语现存中小型桥梁在多年使用后,极易出现支座损坏、老化,桥面变形等病害而需要进行加固改造,本文结合某空心板桥整体顶升施工的成功实例,介绍了一种简便、快速、确保桥梁结构安全,又不影响交通的桥梁顶升施工方法,可为同类工程提供参考。参考文献[1]席超波.桥梁橡胶支座常见病害 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及双控整体顶升更换支座方法.中外建筑.2003(5),88-89[2]单成林,奉翔.桥梁加固改造中的整体顶升施工.中南公路工程.2002,27(3),79-80。©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net