抗浮设计计算书Word文档下载推荐.docx
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各区允许的最终沉降量≤50mm,整体倾斜变形≤0.002,相邻柱基沉降差小于0.002柱距。
2)地下车库和下沉式庭院
环绕办公楼A周边为纯地下车库,地下2层,±
0.00相当于绝对标高13.350m,筏板基础,基础底板底面相对标高-7.00m~-10.90m。
办公楼A和研发用房之间为下沉式广场,±
0.00相当于绝对标高13.350m,筏板基础,基础底板底面相对标高-8.55m~-10.90m。
根据勘察报告,地下水水位埋深为5.30~5.70米,高程为6.45~7.98米,高差1.53米。
拟建场地近年最高水位为地表下2.00米。
水位年变幅1~1.5米,近年最高水位按2.00米考虑。
场地抗浮设防水位可按地表下2.00米,即标高按10.00米考虑。
由于结构荷重较小,地下水水位高于基础底面,结构可能出于超补偿状态,需要采取抗浮措施。
1.2、地质条件
1.2.1工程地质条件
根据派力工程有限公司提供的《新亚总部岩土工程勘察报告》,勘察时,场地自然地面标高为12.05~14.08m。
本次勘探揭露60m深度范围内,地层为人工填土层、新近沉积层、第四系全新统河湖相沉积,上更新统沉积层,岩性以粘性土、粉土和粉砂为主,按地层的岩性特征及形成环境,将勘探深度范围内的地层划分为11个地层单元,18个工程地质层,现自上而下简述如下:
人工填土层
①层素填土:
褐黄色,以粉质粘土为主,土质不均匀,夹粉土、夹植物根系。
层厚0.50~0.80米,层底标高11.25~13.58米。
新近沉积层
②层粉质粘土夹粉土:
褐黄色,粉质粘土:
软塑。
中等-高压缩性,干强度中等,中等韧性,稍有光泽;
粉土:
稍湿-湿,中密-密实,干强度低,低韧性,摇震反应中等,无光泽,含云母。
层厚1.90~5.20米,层底标高7.88~10.27米。
②1层粉砂:
黄色,稍湿-湿,松散,局部中密,主要成分:
石英、长石、云母,颗粒级配较差。
层厚3.00~3.10米,层底标高9.33~9.41米。
第四系全新统河湖相沉积
③层粉质粘土:
黄灰色,可塑,局部软塑,干强度中等,中等韧性,稍有光泽,见锈染,含礓石。
层厚0.50~2.50米,层底标高6.48~9.07米。
③1层粉砂:
灰黄色,很湿-饱和,中密,主要成分:
石英、长石、云母,颗粒级配一般。
层厚1.80~5.10米,层底标高5.17~7.86米。
③2层粉土:
灰黄色,湿,中密-密实,干强度低,低韧性,摇振反应中等,含云母。
层厚0.90~2.50米,层底标高7.21~8.60米。
④层粉质粘土:
灰色,可塑-软塑,中等压缩性,局部高压缩性,干强度低,低韧性,稍有光泽。
层厚0.90~6.70米,层底标高1.12~5.57米。
④1层粉土:
灰色,稍湿-湿,中密-密实,干强度低,低韧性,摇振反应中等,无光泽,含云母。
层厚1.00~4.20米,层底标高-0.13~3.48米。
⑤层粉质粘土:
灰黄色,可塑-软塑,局部硬塑,干强度中等,中等韧性,稍有光泽。
层厚0.90~5.20米,层底标高-3.02~0.93米。
⑥层粉质粘土:
灰黄色,可塑,局部软塑,中等压缩性,干强度中等,中等韧性,稍有光泽。
层厚0.80~6.50米,层底标高-8.71~--1.03米。
⑥1层粉砂:
灰黄色,饱和,密实,局部中密,主要成分:
石英、长石、云母,颗粒级配较好。
层厚0.50~7.60米,层底标高-9.05~-1.33米。
上更新统层
⑦层粉质粘土:
褐色,可塑,局部软塑,中等压缩性,干强度中等,中等韧性,稍有光泽,见锈染,含礓石,揭露层厚0.90~15.00米,层底标高-22.92~-8.21米。
⑦1层粉砂:
黄色,饱和,中密-密实,主要成分:
石英、长石、云母,颗粒级配较好,见贝壳,揭露层厚1.30~5.70米,层底标高-14.91~-10.51米。
⑧层粉砂:
黄色,饱和,密实,主要成分:
石英、长石、云母,颗粒级配较好,揭露层厚2.40~14.9米,层底标高-35.42~-22.15米。
⑧1层粉质粘土:
褐色,可塑,中等压缩性,干强度中等,中等韧性,稍有光泽,见锈斑,揭露层厚1.70~4.10米,层底标高-29.81~-24.61米。
⑨层粉质粘土:
褐色,可塑,局部软塑,中等压缩性,干强度中等,中等韧性,稍有光泽,揭露层厚1.80~5.50米,层底标高-38.05~-35.92米。
⑩层粉砂:
石英、长石、云母,颗粒级配较好,揭露层厚4.90~7.40米,层底标高-45.05~-42.70米。
⑾层粉质粘土:
褐色,可塑-硬塑,中等压缩性,干强度中等,中等韧性,稍有光泽,见锈斑,夹砂粒,该层未钻穿,最大厚度4.4米。
二、设计依据
本设计的编制依据以下资料及规范:
《新亚总部地基处理设计条件》,北京炎黄联合国际设计有限公司
《地下车库部分抗浮条件图》,北京炎黄联合国际设计有限公司
《新亚总部岩土工程勘察报告》,派力工程有限公司
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22:
2005
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002
三、抗浮锚杆设计
3.1、抗浮范围
根据勘察报告,抗浮设防水位按绝对标高10.00m考虑。
按下式进行抗浮验算:
式中
—地下水浮力标准值;
—建筑物永久荷载标准值
根据设计单位提供的上部结构永久荷载分布图,经计算确定需要设置抗浮锚杆的区域。
。
区域分布如下图所示,需考虑抗浮措施区域即为图中阴影填充区域。
图1.抗浮区与不抗浮区分布示意图
3.2、抗浮锚杆计算
地下水净浮力设计值按下式计算:
式中
—地下水净浮力设计值;
—地下水浮力分项系数,取1.2;
—永久荷载分项系数,取1.0;
以下以沉式庭院为例进行计算分析。
根据永久荷载分布及底板标高将其分为A、B、C三个区域,如下图所示:
3.2.1A区
1.条件:
底板标高h=9.80m(-3.55m),抗浮水位标高hw=10.00m;
恒载荷重Gk=42.25kN/m2;
水的容重10kN/m3;
2.计算:
1)水浮力标准值:
Nwk=10×
(10-9.80)=2.0kN/m2
2)抗浮力:
抗浮力=γgGk=1.0×
42.25=42.25kN/m2>2.0kN/m2,抗浮满足要求。
3.2.2B区
底板标高h=4.80m(-8.55m),抗浮水位标高hw=10.00m;
水的容重γw=10kN/m3;
永久荷载的分项系数γg=1.0
(10-4.80)=52.0kN/m2
抗浮力=γgGk=1.0×
42.25=42.25kN/m2<52.0kN/m2,抗浮不满足要求。
3)净浮力标准值:
Nwk-γgGk=52.0-42.25=9.75kN/m2
净浮力设计值:
Nw=γqNwk-γgGk=1.2×
52.0-1.0×
42.25=20kN/m2
锚杆间距采用3.0m×
3.0m,则单根锚杆抗拔力设计值取:
Nt=180kN
根据《岩土锚杆(索)技术规程》CECE22-2005:
锚杆杆体的截面面积按下式确定:
—锚杆杆体截面面积;
—锚杆轴向拉力设计值(kN);
—锚杆杆体抗拉安全系数,按《岩土锚杆(索)技术规程》CECE22-2005第7.3.2条取值,取1.6;
—钢筋抗拉强度标准值,
则:
,选用1C32HRB400钢筋
锚杆锚固段长度按下式估算并取二者较大值:
式中:
K—锚杆锚固体抗拔安全系数,按《岩土锚杆(索)技术规程》CECE22-2005第7.3.1条取值,取2.2;
—锚杆锚固段长度(m);
—锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值(kPa),通过试验确定;
当无试验资料时,可按表7.5.1-1或7.5.1-2取值;
—锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值(kPa),通过试验确定;
当无试验资料时,可按表7.5.1-3;
D—锚杆锚固段的钻孔直径(mm),取150mm;
d—钢筋或钢绞线直径(mm);
—采用2根或2根以上钢筋或钢绞线时,界面粘结强度降低系数,取0.6~0.85;
—锚固长度对粘结强度的影响系数,通过试验确定;
当无试验资料时,可按表7.5.2,取1.0;
计算结果如下表:
±
0.00=
13.35
孔径D=
0.15
周长=
0.471
基础底面标高=
-8.55
垫层厚度=
0.10
防水层厚度
0.07
锚杆顶设计标高=
4.64
钻孔号:
ZK46
孔口标高=
12.66
设计长度=
11.00
土层
层底标高
层厚
桩示意图
li
qsi
qsi×
素填土①
11.86
0.8
粉质粘土②
9.66
2.2
粉质粘土③
7.56
2.1
粉质粘土④
2.66
4.9
1.98
50
99
粉质粘土⑤
-0.74
3.4
3.40
170
粉砂⑥1
-3.84
3.1
3.10
200
620
粉质粘土⑥
-7.34
3.5
2.52
126
粉砂⑧
粉质粘土⑧1
粉质粘土⑨
K=
2.2
UΣqsk*li
478.065
ψ=
0.9
锚杆轴向拉力设计值Nt
195.572045
锚杆长度11.0m,抗拔力满足要求。
3.2.3C区
底板标高h=2.45m(-10.90m),抗浮水位标高hw=10.00m;
恒载荷重Gk=51.0kN/m2;
(10-2.45)=75.5kN/m2
51.0=51.0kN/m2<75.5kN/m2,抗浮不满足要求。
Nwk-γgGk=75.5-51.0=24.5kN/m2
75.5-1.0×
51.0=39.6kN/m2
锚杆间距采用2m×
2m,则单根锚杆抗拔力设计值:
Nt=158.4kN
办公楼A的抗浮计算见附件《抗浮计算.xls》,局部锚杆计算按(净浮力设计值×
底板面积/锚杆轴向拉力设计值=锚杆数量)进行校核。
在锚杆施工应进行锚杆施工前应进行基本试验,即通过现场极限抗拔试验确定锚杆极限抗拔承载力。
试验数量不应少于6根,具体位置可参考总图由现场确定。
锚杆的极限抗拔试验应遵照《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22:
2005)第9.1、9.2条要求执行。
根据试验结果对锚杆长度和布置进行必要的调整。
四、其他说明
除以上分析计算外,还有严格把握以下几个方面。
1、该工程为重要工程,抗浮锚杆为永久性锚杆,地下水对钢结构及混凝土中的钢筋有微腐蚀性,在施工中应注意锚杆的防腐处理。
尤其有部分锚杆仍将在抽降的地下水位之下进行施工。
钢筋应进行除锈和防腐处理。
2、主筋用直径Φ6的钢筋按2000mm间距隔离后,再放入钻孔内。
3、锚杆顶部应制成500mm以上的弯头,弯头部分与基础主筋焊接。
4、抗浮锚杆出露段周围区域的防水,应由基础施工单位统一考虑。
5、锚杆布置和详图见《抗浮锚杆平面布置图》
6、其他未尽事宜,遵照有关规范执行。
新亚总部办公楼A区
抗浮锚杆计算书
设计:
审核:
河北裕融地球物理勘查有限公司
2012.05