文章来源:三人行结构
常见的抗浮设计措施
抗浮设计中常用的抗浮措施有结构配重、抗拔桩、抗浮锚杆等。结构配重包括地下室顶板配重和地下室底板配重,适用于抗浮荷载不太大的情况;当浮力较大时一般采用抗拔桩和抗浮锚杆等构件抗浮。不同的抗浮措施有其各自的优缺点,适合不同的水文地质、工程地质条件。当地质条件较差或基础埋深不能增加时,极大部分结构工程师采用的抗浮措施是抗拔桩或抗浮锚杆。此外不同的抗浮措施对上部结构也会产生一定的影响,例如对高、低层间的差异沉降和结构底板内力的分布等,从而影响工程造价和建筑物的使用功能。
混凝土结构正截面受弯承载力计算视频讲座
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抗浮锚杆的种类
根据锚杆的受力状态,锚杆分为全长粘结型锚杆、普通预应力锚杆和压力分散型锚杆3类。
抗浮锚杆
2.1
全长粘结型锚杆
不能施加预应力,是一种被动抗力形式,锚固力发挥需要较大的变形,因此锚杆长度不能太长,适合较坚硬的地层,锚杆杆体一般采用大直径钢筋、螺纹钢筋等,防腐采用加大钢筋截面及防腐涂层处理。锚杆头部直接浇筑在混凝土底板内,防水较为简单。
2.2
普通预应力锚杆
预应力锚杆有自由段,可施加预应力,是一种主动抗力形式,控制变形能力较好,受力杆体一般采用钢筋或钢绞线,锚杆通过锚具锚固在底板上,可重复张拉锚杆,采用防腐油脂保护。由于锚杆拉力自上而下传递,荷载分布不均,摩阻力峰值应力较高,有效锚杆长度有限;由于锚杆全长受拉,耐久性是其难点,需采取可靠的防腐措施。
2.3
压力分散型锚杆
通过在锚杆不同位置设置多个承载体,并采用无粘结预应力钢绞线将总的锚杆力分散传递到各个承载体上,从而大幅度降低锚杆锚固段的应力峰值,使粘结力较均匀地分布于整个锚固长度上,提高锚杆的承载力。由于锚杆杆体采用无粘结预应力钢绞线,有油脂、聚乙烯护套保护,加之锚杆浆体受压,不易开裂,形成多层防腐保护,提高锚杆的耐久性。
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抗浮锚杆作用机理
锚杆的应力是由界面相互作用引发的,而界面相互作用是由界面位移引发的;锚杆的应力随界面强度、界面刚度、变形系数和锚杆长度呈线性增加而随锚杆直径降低不多;受沿锚杆轴的土体位移作用的锚杆最大界面应力位于锚杆两端,在界面摩擦力为零处,拉应力达到峰值;锚杆界面屈服,锚杆应力迅速降低,从而降低了锚杆锚固效应,因此应加强界面强度以提高锚杆。
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抗浮锚杆的计算
本项目案例不满足抗浮,根据条件和方案比选,采用抗浮锚杆最优。根据地勘报告,采用全长粘结形抗浮锚杆,锚杆锚固段为4强风化板岩。
本案例采用180直径锚杆,水泥P.O.42.5,加8%膨胀剂,la=10m,ξ1=0.8,frb=130(碎石土密实,技措查表),qsa=160/2=80(强风化板岩锚杆的极限粘结强度标准值160)。
Rt1=ξ1(3.14)D·la·frb= 0.8 x 3.14 x 10 x 0.18 x135=587.8kN
Rt2=ξ1(3.14)D·la·la·qsa = 0.8 x 3.14 x 10 x 0.18x 80 =361.7 kN
锚杆间距:
整体部分[361.7/(129-84.3)]**0.5=2.84m,取为2.7m。
下沉庭院[361.7/(129-52.76)]**0.5=2.18m,取为2m。
横截面积和锚固长度
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锚杆施工图
锚杆的施工图包括平面布置图,锚杆详图和说明等。
锚杆平面布置图
锚杆节点大样
现场照片
锚杆构造图
东合南是装配式钢结构基坑支护技术专家,
该技术适用于三层以内地下室开挖(15米挖深),
具有高安全、工期短(节约工期30%以上)、
造价低(节省造价10%以上)、循环使用等优势。
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