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浅谈锚杆抗浮 陈嘉环 （天津城建设计院有限公司） 摘要：介绍某沿海地区给水厂地下清水池采用土拉锚抗浮的设计实例，通过该实例对全地 下结构抗浮设计的可靠性、适用性等方面做了一些 析。 关键词：地下 清水池 软土 土拉锚 抗浮 1、概述 在地下水位较高区域，结构荷载不能抵抗地下水浮力时，地下构筑物的抗浮问题随之 而来。地下水浮力造成的破坏大致有两类：一类是底板隆起，产生裂缝，造成底板破坏，形 成渗水通道；另一类是地下构筑物整体浮起，导致梁柱节点开裂，同时底板破坏。 本文以沿海某地区供水厂的清水池为例，对利用土拉锚进行抗浮的方式进行介绍，以 期对类似的工程有较好的参 价值。 2、工程地质概况 本工程区域为典型沿海软土区，其地质特点是 埋深25.00m 以上土层具有明显的韵律沉 积，不存 明显的地层突变。地层分布较为简单，地表为0.4～1.0m 人工填土层，其下均为深 厚淤泥质粘土层。地下水埋深较浅，静止水位埋深一般0.50～1.50m，水位随季节有所变化。 一般年变幅 0.50～1.00m 左右。抗浮设计水位按地表下0.50 m 考虑。 3、抗浮设计 3.1 主体结构设计 本工程清水池采用全地下现浇钢筋混凝土结构，池长 60.9m，池宽 44.9m，底板埋深 6.35m，结构侧墙厚0.45m，顶板埋深1.60m。 清水池平面布置图 清水池剖面图 3.2 结构抗浮设计 未设置抗浮措施的情况下，计算结构主体的抗浮能力。抗浮计算一般通过计算抗浮 安全系数方法来判别抗浮能力。 抗浮安全系数K=W/F W—结构抗浮作用力，包括结构自重等； F—地下水浮力，本工程地下水按埋深0.5m 考虑。 其中W 部分除结构自重外还包含底板飞边上土重，土重应以浮容重计算，同时地 荷 载不应考虑车荷载作用。结构抗浮安全系数参照规范要求应高于1.10. 本工程计算抗浮系数为0.88，不满足结构最小抗浮安全系数，需采取额外的抗浮措施。 3.2 抗浮设计方案比选 地下构筑物的抗浮一般采用压重法、抗浮桩或抗浮锚杆来解决。压重法是通过加大混 凝土结构墙板或底板厚度，以及增加飞边 积等方法平衡水浮力，但经济上极不合理。抗浮 桩多采用灌注桩或预制方桩。抗浮桩的缺点是造价高，同时抗浮桩与柱子连接，使抗浮桩间 距较大，底板变厚才能抵抗浮力产生的弯矩和剪力。而抗浮锚杆的间距小，地下构筑物的底 板可做的较薄，同时锚杆造价较低，大大降低工程造价。 本次设计中通过对抗浮方案的经济、工程结构本身以及施工工期等因素进行综合 虑，确定采用土拉锚抗浮方案。 4、土拉锚结构设计 4.1 锚杆孔布置 根据清水池结构主体剩余上浮力，确定锚杆的孔数和长度。锚孔的布置原则是：既要 防止锚孔间距过大而造成局部应力集中，也要避免锚固体过长，施工操作、控制困难；锚孔 的布置也不能间距过小，否则造成群锚效应而引起的锚固力的损失。一般锚孔间距一般为 1.5～3.0m。本设计中，根据剩余上浮力，锚杆体间距布置为2．0～2．5m。 根据以上原则，本工程锚固体长度按摩擦型锚杆设计。初算土拉锚的锚固力，设计锚 固体直径为200mm，因不需要加设预应力，锚固体可采用 根22mm的螺纹钢筋作为锚束材料。 4.2 拉锚锚固力计算 根据清水池结构的剩余抗浮力，对拉锚设计轴力进行计算，确定锚杆的孔数和长度， 可参照 《岩土地基设计规范》通过土层极限摩阻力计算拉锚承载力。 4.3 整体抗浮计算 采用垂直土拉锚抗浮，水池的整体抗浮稳定性计算公式为： Wd≤n ·Nb+Gd 式中 Wd—浮力作用设计值 （KN ），浮力分项系数为1.05～1.10； n—土拉锚总数； Nd—单根拉锚抗拔承载力设计值 （KN ）； Gd—结构自重设计值，自重分项系数为1.0 4.4 锚固长度计算 本工程设计中，不考虑在锚杆上预加应力，竖向锚杆不考虑自由端，底板以下均按锚固计算， 土拉锚的锚固长度可由下式计算确定： 式中 L —土拉锚锚固段总长度 （m）； m N —锚杆设计轴向拉力 （KN）； t D—锚固体直径