福田小学抗浮锚杆设计计算书.docx

福田小学抗浮锚杆设计计算书目录1工程概况12设计依据13设计单位提供的技术要求14地层及水文地质条件14.1 地层岩性14.2 水文地质条件14.3 抗浮设计参数I5抗浮锚杆间距及布置方法26抗浮锚杆设计26.1 锚杆杆体截面积计算26.2 抗浮锚杆长度计算26.3 钢筋锚入底板长度的计算37抗浮锚杆验算47.1 锚杆布置及根数验律47.2 整体抗浮验算48抗浮锚杆结果49抗浮锚杆检测510抗浮锚杆材料注浆及防腐防水5福田小学抗浮锚杆设计计算书1工程概况成都国际空港新城置业拟在成都市东部新区福田乡学堂湾村修建“福田小学”。该 工程由四川省建筑设计研究院(以下简称设计单位)进行设计。根据设计图，本工程抗 浮设计水位为442.10m。地下室局部范用须设置抗浮锚杆，抗浮锚杆应进行专项设计，抗浮锚杆 抗拔承载力标准值分别为25.0kPa (kN/m2) . 35.0kPa (kN/m2) > 40.0kPa (kN/nr)。设计区域 见设计单位提供的基础平面布置图和抗浮锚杆平面布置图。区域性质见表1-1：各区域性质一览表表14抗浮锚 杆区域地下室底板 顶标高(m)抗水板厚 度(mm)地下芈底板底 标高(m)抗浮力标准值 (KN/m2)±0.00标高 (m)抗浮设防 水位(m)计算水头高 度(m)A区436.65400436.2525445.70442.1()5.85B区436.65400436.25405.85C区436.90400436.50355.60D区436.90400436.50255.602设计依据(1)福田小学岩土工程勘察报告(四川省川建勘察设计院，2020.08):(2)福田小学结施图(四川省建筑设计研究院，2020.08)；(3)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)；(4)四川省建筑地基基础检测技术规程(DBJ51/T014-2013)：(5)岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范(GB50086-2010)；(6)混凝土结构设计规范(GB50010-2010, 2015年版)：(7)建筑地基基础设计规范(GB50007-201I)；(8 )成都地区建筑地基基础设计规范(DB51 "5026-2001)；(9)成都市城乡建设委员会关于印发成都市建筑工程抗浮锚杆质量管理规程的通知(成 建委(2018) 573 号)3设计单位提供的技术要求根据设计单位提供的基础平面布置图，抗浮区域位置不同，将抗浮锚杆分为4个区域，抗浮 锚杆抗拔承载力标准值分别为A区25.0kPa(kN/m2)、B区40.0kPa(kN/m2)C区35.0kPa(kN/nr). D 区 25.0kPa (kN/m2)。福田小学抗浮锚杆设计计算书抗浮锚杆与基础、抗水板连接处设置防水措施，可采用遇水膨胀止水条。具体措施由土建施 工单位结合基础设计单位设计的施工图完成。4地层及水文地质条件4.1 地层岩性根据地勘报告，抗浮锚杆深度范围内地层为侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）砂岩。现表达如下：砂岩：灰色灰白色，厚层状，以石英、长石为主，局部含少量云母，砂质结构，层状构造， 钙质胶结，岩层产状354。Z3° o砂岩在本次勘察区内均有分布，局部地段砂岩夹薄层泥岩。根 据其风化程度，场地内砂岩可划分为以F 3个亚层：全风化砂岩：主要为灰色、褐色，以长石、石英为主，结构基本破坏，含少量风化碎屑，碎 块，岩芯多呈砂状。层厚3.2m。强风化砂岩：主要为灰色灰白色，结构大局部破坏，风化裂隙发育，岩芯呈短柱状，岩体 质量指标较差（RQD=O35） 0层厚。中风化砂岩：裂隙不发育，岩质坚硬，锤击声较清脆，岩芯多呈柱状长柱状，属软岩，岩 体较完整，岩体基本质量等级为IV级，岩体质量指标较好（RQD=5065）,个别孔段岩芯呈饼 状，RQD值极低。本次勘察钻孔未揭穿。4.2 水文地质条件（1）地表水特征根据勘察可知，本工程场地范围内未见常年性地表流水。（2）地下水特征场地存在两种类型的地下水，一种是上层滞水，主要赋存于新近回填土层中，无统一的自由水 面。上层滞水水量一般较小，补给来源主要为大气降水，排泄方式主要为大气蒸发。另一种是基岩风化带中的基岩裂隙水。一般埋臧在基岩节理裂隙发育地带内，主要受大气降水 补给及场地周边池塘侧向补给，无统一的自由水而，含水量一般较小，受裂隙发育程度、连通性及 隙而充填特征等因素的控制，在岩层较破碎的情况下，常形成局部富水段。根据成都市城乡建设委员会关丁印发成都市建筑工程抗浮锚杆质量管理规程的通知（成建 委（2018） 573号）,本工程抗浮设计水位按442.10m考虑。4.3 抗浮设计参数根据地勘报告，本抗浮设冲设计参数见下表:土体与锚固体极限猫结强度标准值frhk表4.3-1岩土名称强风化砂岩中风化砂岩frbk(kPa)1802405抗浮锚杆间距及布置方法本次所有区域按间距进行布置。其单根锚杆轴向拉力标准值如卜表:各区单根锚杆轴向拉力标准值表5-1分区名称A区B区C区D区抗浮力标准值(kN/m1)25403525锚杆间距(m)单根锚杆计算的轴向拉力标准值156.3250218.8156.3单根锚杆的轴向拉力标准值实际取 侑(kN)1602502201606抗浮锚杆设计锚杆杆体截面积计算采用建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)中式:式中：As钢筋锚杆杆体的截面面积(m?)；Kb锚杆杆体抗拉平安系数，取2.0；Na锚杆轴向拉力标准值(kN)：kfy 钢筋抗拉强度设计值(kPa), fy取360N/mm2。计算要求配筋，可知：各区单根抗浮锚杆配筋表表6.1-1福田小学抗浮锚杆设计计算书分区名称A区B区C区D区单根锚杆的轴向拉力标准 值实际取值(Nak(kN)160250220160计算配筋(innf)888.91388.91222.2888.9设计配筋2根 25HRB400 螺纹钢， As=98l.3mm3根 25HRB400 螺纹钢， 4=1471.9 mm3根 25HRB40 0螺纹钢， AS=I47I.9mm2根 25HRB40 。螺纹钢， As=981.3mm6.1 抗浮锚杆长度计算(1)采用建筑边坡工程技术规范(GB5O33O-2O13)中5.3.5“式:后也砌7L.锚固段长度(m)：K锚杆锚固体抗拔平安系数，取2.4；D锚固体直径，取150mm；岩土层与锚固体极限粘结强度标准值(kPa)：Nak锚杆轴向拉力标准值(kN) o按地勘报告钻孔资料，选择各区最不利钻孔进行计算，抗浮锚杆上部不少于0.5m的长度作为 构造段，计算如下：A区计算表 表6.2-1不利钻孔号34垫层底标高436.25m桩长范闱土层名称层厚(m)极限粘结强度标准值(kPa)强风化砂岩0.70中风化砂岩3.5240la*兀*D* ( JKI64.9RNNakI60.0RNla4.2mB区千,算表 表6.2-2不利钻孔号34垫层底标悬436.25m桩长范围上层名称层厚(m)极限粘结强度标准值(kPa)强风化砂岩0.70中风化砂岩5.5240la"D*"/K259.1 kNNak25O.OkNla6.2mC区计算表 表6.2-3不利钻孔号52垫层底标高436.50m桩长范围土层名称层厚(m)极限粘结强度标准值(kPa)强风化砂岩0.50强风化砂岩2.9180中风化砂岩2.6240224.9kN%220.0kNla6.0mD区计算表 表6.2-4不利钻孔号52垫层底标高436.50m桩长范围土层名称层厚(m)极限粘结强度标准值(kPa)强风化砂岩0.50强风化砂岩2.9180中风化砂岩1.5240WD*frhk/K173.1 kN%160.0kNla4.9m(2)采用建筑边坡工程技术规范(GB5O33O-2O13)中式:咻式中la锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度(m)：d锚杆钢筋直径(m)：n钢筋(钢绞线)根数(根)：K锚杆锚固体抗拔平安系数，ItZ 2.4； fb钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值(kPa),锚固砂浆间设计采用M30时取2400kPa,当采用2根时取0.85的系数,当采用3根时取0.70的系数;福田小学抗浮锚杆设计计算书N北锚杆轴向拉力标准值（kN） o各区锚杆钢筋与砂浆间的锚固-£度表6.2-4分区名称A区B区C区D区单根锚杆的轴向拉力 标准值取值（N让）（kN）160250220160设计配筋2根 25HRB400 螺纹钢， As=98l.3mm3根 25HRB400 螺纹钢, As=l47l.9mm3根 25HRB400 螺纹钢， AS=I47I.9mm2根 25HRB400 螺纹钢,As=981.3m m锚杆钢筋与砂浆间的 锚固长度（m）1.201.521.331.20（3）根据成都市建筑工程抗浮锚杆质量管理规程（成建委（2018） 573号）规定，抗浮 锚杆设计应将上部不小于0.5m的长度作为构造段。土层锚杆的锚固段长度不应小于6.0m,岩层 锚杆的锚固段长度锚入中风化基岩不应小于3.0mo强风化砂岩按土层考虑，中风化砂岩按岩层考虑根据规范锚杆长度选较大值，各区抗浮锚杆长度见下表：各区抗浮锚杆长度表表6.2-5分区名称A区B区C区D区单根锚杆的轴向拉力标准 值取值Na （kN）160250220160抗浮锚杆计算长度（m）4.26.26.04.9抗浮锚杆实际长度（m）4.56.56.56.56.3钢筋锚入底板长度的计算钢筋锚入底板基本长度确实定采用混凝土结构设计规范（GB50010-2010,2015年版）831-1 与831-3式计算：lab = Cldf/fila 三 5b式中 fy普通钢筋抗拉强度设计值（HI级螺纹热轧钢筋fy=360N/mm2）.Cl混凝土轴心抗拉强度设计值（C30, ft=1.43N/mm2）；。一钢筋外形系数，带肋钢筋a=0.14：d一钢筋的公称直径；。一钢筋的锚固长度修正系数（&=1.00,带肋钢筋的公称直径大于25mm时。=1.10）: la-钢筋锚入底板基本长度：经计算,当d=25mm时，la三882mm:因此本工程h取1000mm。由于底板厚小于1000mm,故考虑抗浮锚杆上部作90。弯曲处理。7抗浮锚杆验算7.1 锚杆布置及根数验算根据设计文件及相关资料，A I乂按间距2.5mx2.5m （局部微调）布置抗浮锚杆235根；B IX按间距2.5mx2.5m （局部微调）布置抗浮锚杆66根：C区按间距2.5mx2.5m （局部微调）布置抗浮锚杆42根；D区按间距2.5mx2.5m （局部微调）布置抗浮锚杆78根。采用岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范（式计算:Fw= (Ft-G) /AFf-G Fw* Ani>=Nak Nak式中 Nak锚杆轴向拉力标准值（Kn）；n.锚杆计算根数；Ff地下水浮力标准值（Kn） , Ft-rwHa；A抗浮设计而积（n?）；G结构自重及其他永久荷载标准值之和（KN） ； （G=Ff.Fw,A）Fw'设计提供单位面积抗浮标准值（KN/m2） o计算结果见下表:锚杆根数验算表表7.1-1锚杆范 围抗浮设 计面积 （m1）水浮力 （KN）结构自审（KN）单根锚杆抗 拔承载力标 准值（KN）Ff-G , nlNak （预计锚杆 根数）n2（实际 布置锚 杆根数）验算结果A区1321.377296.0544263.55160206.45235n2 叁满足设计要求B区372.321779.556887.5525059.5666n2 = n）.满足设计要求C区250.214011.25254.2022039.8042n2 = ni.满足设计要求D区355.319896.811014.3016055.5166112 叁满足设计要求备注：编号B67-BI01共计35根锚杆分布于A区、B区分界位置，为保证整体抗浮满足 要求，按B区锚杆设计参数进行设计;编号C43-C57共计15根锚杆分布于C区与A区分界位置, 为保证整体抗浮满足要求，按C区锚杆设计参数进行设计：编号C58C76共计19根锚杆分布于福田小学抗浮锚杆设计计算书C区与D区分界位置，为保证整体抗浮满足要求，按C区锚杆设计参数进行设计。综合该局部锚 杆共计68根。7.2 整体抗浮验算(1)采用岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范(GB50086-2015) 1124式计算：心上Ff式中K抗浮稳定平安系数，取1.05.W基础下抗浮锚杆范围内总的土体重量(kN),计算时采用浮重度， W=l-(s/2)*tan(6Oo)yA；G结构自重及其他永久荷载标准值之和(kN)：Ff地下水浮力标准值(kN) , Ff=ywhA,计算结果如下表：整体抗浮验算表表7.2-1锚杆范 围锚杆间距s (m)土的浮重度 (kN/n?)锚杆计算 长度以m)锚杆范围内 土体计算厚 度(m)基础下抗浮锚 杆范围内总的 土体重量W (kN)验算结果锚杆实际 设置长度 La (m)A区154.52.3346277.271.171.05 满足要求4.5B区156.54.3324208.451.43 叁1.05 满足要求6.5C区156.54.3316269.021.54 至 1.05 满足要求6.5D区156.54.3323103.041.71 三 1.05 满足要求6.58抗浮锚杆结果经计算和验算，按照设计锚杆能满足本工程设计提出的抗浮要求。各区抗浮锚杆汇总如下表:各区抗浮锚杆设计参数汇总表表8-1锚杆分区单根锚杆 抗拔承载 力标准值 (kN)矩形锚 杆间距 (m)部偿径(m锚土度) 计入长m 设杆层(钢筋锚固 于抗浮板 或基础内 (m)钢筋 长度 (ni)配筋锚杆根数锚杆长度小计(m)A区1600.154.51.05.52C252351057.5B区2502.5X2,50.156.51.07.53C2566429.0C区2202.5x2,50.156.51.07.53C2542273.0D区1600.156.51.07.52C2566429.0合计/!/4092188.59抗浮锚杆检测为保证抗浮锚杆成桩质量和设计资料的准确性，在正式施工前，应选择最不利地层所处地段 进行锚杆抗拔基本试验，以确定单根锚杆的抗拔力极限值，并根据试验结果调整设计参数、锚杆 长度和抗浮形式（抗浮锚杆改为抗拔桩）。每种类型的抗浮锚杆基本试验数不少于3根，试验点 由现场决定。施工完成后，应进行验收试验，抽取每种类型的锚杆总数的5%且不少于6根。具 体区域试验数量见下表：各区域试验锚杆根数表91锚杆分区n2 （实际布置锚杆根数）基本试验数量（根）验收试验数量（根）A |X235312B区6636C区4236D区6636总计409123010抗浮锚杆材料注浆及防腐防水注浆管采用2（）增强塑料管。注浆水泥普通硅酸盐水泥，注浆采用水泥砂浆，强度 等级M30,注浆压力1.03.0MPa,注浆前应进行配合比试验。孔I溢浆后缓慢提升注浆管，然后 反复补浆，直至孔口浆体饱满无空洞。锚杆材料采用2c25HRB400螺纹钢筋、3c25HRB400螺纹钢筋，钢筋由水泥砂浆封闭防腐。锚杆材料在注浆后，锚筋由水泥浆外裹封闭防腐，以保证锚筋的防腐效果，无须作特别防腐处 理。假设抗浮锚杆与基础、抗水板连接处设置防水措施，可采用遇水膨胀止水条或丁基胶带。具体措 施由土建施工单位结合基础设计单位设计的要求图完成。锚筋应采用定位支架或定位箍等措施来确保锚筋在锚孔内的位置，以保证每根锚筋周围均有 等厚的锚固浆体。锚筋的保护层厚度不小于25mm。福田小学抗浮锚杆设计计算书