抗浮设计论文

抗浮设计论文（精选5篇）

抗浮设计论文 篇1

抗浮锚杆的设计并无相应的规范条文，《建筑地基基础设计规范 GB50007---2002》中“岩石锚杆基础”部分以及《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》有关锚杆的部分可以参考使用，不过最好只用于估算，锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定，有一些锚杆构造做法可以参考。对于锚杆估算，推荐使用《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》，对于岩土的分类较细，能查到一些必要的参数。2 锚杆需要验算的内容 1)锚杆钢筋截面面积；

2)锚杆锚固体与土层的锚固长度； 3)锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度； 4)土体或者岩体的强度验算； 3 锚杆的布置方式与优缺点

1)集中点状布置，一般布置在柱下；优点：可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强的抵抗力。缺点：要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏；由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便；地下室底板梁板配筋较大。

2)集中线状布置，一般布置于地下室底板梁下；优点：由于锚杆布置相对集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有较强的抵抗力。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全，对于跨高比小于6的底板梁，可以适当考虑上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力），要求锚固于较硬岩体中，不适用于软岩与土体；地下室底板板配筋较大。

3)面状均匀布置，在地下室底板下均匀布置；优点：适用于所有土体和岩体；地下室底板梁板配筋较小。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全）；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于能分担的锚杆较少，此情况抵抗力差；由于锚杆布置相对分散，对于地下室底板下的外防水施工比较麻烦。

4)集中点状布置推荐用于坚硬岩；集中线状布置推荐用于坚硬岩与较硬岩；面状均匀布置推荐用于所有情况； 4 注意事项

1)集中点状布置，抗浮锚杆与岩石锚杆基础结合为优，需注意柱底弯矩对锚杆拉力的影响，特别是柱底弯矩较大的时候；

2)参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》，应选用永久性锚杆部分内容； 3)岩石情况（坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩）应准确区分，可参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》表7.2.3-1注4；

4)锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定，可参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》附录C；

5)抗浮设计水位的确定应合理可靠，一般应由地质勘测单位提供，比较可靠和有说服力，应设置水位观测井，对于超出抗浮设计水位的情况应有应对措施；

6)锚杆抗拔承载力特征值现场试验时由于一般为单根锚杆加载，未考虑锚杆间距影响（附图一填充部分），特别是锚杆间距较为密集时的情况；当单根锚杆影响范围内的土体自重（附图二填充部分）大于锚杆拉力时，可以不考虑锚杆间距影响； 7)由于锚杆钢筋会穿过底板外防水，锚杆钢筋应有防水措施；

8)锚杆锚固体与（岩）土层的锚固长度应取有效锚固长度，由于基坑开挖会对底板下土体有一定扰动，特别是采用爆破开挖的基坑，一般要加300-500MM；

CFG桩设计及施工方案 第一章：工程概况 1.1工程简介：

表1-1 序 号 项

目 内

容 工程名称 东风小区W2区7#、8#、9#、10#住宅及南区地下车库工程 2 工程地址 北京市朝阳区东风乡南十里居 3 建设单位 北京宝润房地产开发有限公司 4 设计单位 马建国际建筑设计顾问有限公司 合同工期 2001年11月20日—2001年12月23日 6 质量目标 优良 1.2 结构设计概况

表1-2 序 号 项 目 内

容 结构形式 基础结构形式 筏板基础，底板厚600mm 2 土质水位 土质情况 直接持力层为重粉质粘土，粉质粘土第④层及粘质粉土 地下水位 地下水埋深0.5-3.3m。水位标高32.71-35.26 滞水层：6m左右 设防水位：2.4m 地下水水质 对基础混凝土无腐蚀性 建筑物地基 地基土质层 粉质粘土（第④层）地基承载力 200Kpa 地基渗透系数 垂直4.86×10-6cm/s；水平3.6×10-6cm/s 4 抗震等级 工程设防烈度 8度 结构安全等级 二级 剪力墙抗震等级 二级 土方标高及工程量 地下室层数 2层，局部3层 地下车库 2层

基坑开挖深度-6.80m 建工程外包面积 约为14000m2 基坑周长 约为900m 基坑有效深度 暂按6.30m计 6 地面标高 相对标高 ±0.000=＋36.100m 自然地坪平均绝对标高 为＋35.600m 第二章：编制依据

2.1北京市京岩工程公司提供的《岩土工程勘察报告2001-1032》及甲方提供的基础平面图、地基技术要求等。

2.2《建筑基坑支护技术规程》

2.3《建筑地基与基础设计规范》 2.4《混凝土结构设计规范》 2.5《建筑地基处理技术规范》

2.6 须进行有效降水, 不计静水压力，土体重度取r=20kN/ m3。2.7地面超载按一般情况, 考虑为q=20kN/m2。第三章：CFG桩工程设计 3.1基础设计考虑

因8#、10#住宅楼对地基强度要求200KPa，而天然地基承载力标准值140KPa，所以要人工改良地基。根据目前北京地区高层建筑地基基础方案的实践情况，综合经济、技术和安全各方面指标，采用CFG桩复合地基方案。3.2.地基处理设计方案

采用长螺旋钻成孔砼泵车压灌工艺，CFG桩布桩以正方形为主，局部调整为三角形，桩径0.4m，设计桩顶标高29.65m，按规范要求预留0.5m保护桩长，则有效桩顶标高29.15m，设计桩端标高21.15m，故设计桩长8.5m，有效桩长8.0m。桩体材料为现场搅拌C15混凝土，塌落度18cm-22cm。褥垫层厚度15cm，虚铺18cm，用平板振动器密实到15cm。其中8#楼设计桩数436根，10#楼设计桩数401根。复合地基的设计计算依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—91）中的复合地基计算公式: fsp.k=m fp.k+(1-m)fs.k 其中：

fsp.k:复合地基的承载力标准值 fp.k:桩体单位截面积承载力标准值 fs.k:桩间土的承载力标准值 m：面积置换率

m=d2/de2 de：等效影响圆的直径

（de=1.13s s为桩间距）d：桩的直径

单桩承载力按370KN设计，桩间土的承载力标准值参考勘察报告取140kpa，复合地基承载力标准值要求200KPa经计算正方形为桩间距1.9-1.93m。

在桩顶铺设15cm厚0.3～0.5cm的碎石垫层，以利于桩土应力的调节与发挥，并协调基础底板的变形。验算如下：

置换率m=0.03364 因变形要求控制很小，桩间土发挥系数取0.75 则桩顶平均应力sp=[fsp,k-0.75(1-m)fk]/m=2928.3Kpa 单桩桩顶平均荷载Qp=Apxsp=367.8KN<[370] 砼C15：3sp=8.758Mpa<[10] 根据规范分层总和法和复合地基模量法计算复合地基的总沉降S=jsåI=1nP0(Ziai-Zi-1ai-1)/Esi=14.84mm<[30]，满足要求。3.3设计施工单位选择

坡施工单位选择北京派力基础工程公司，该公司为地基与基础工程施工一级资质和甲级工程勘察和甲级岩土工程设计资质。（有关资质文件项目保存）第四章：施工部署 4.1施工准备 4.1.1原材料要求

①水泥：选用po.32.5硅酸盐水泥，并有出厂合格证及试验报告。②砂：中砂，含泥量不大于3%。

③石子：碎石，粒径10—50mm，含泥量不大于2%。4.1.2材料配置

根据CFG桩施工需要，提前准备施工所需砂石、水泥及其它材料。所进材料应按照规定位置堆放并做好防护措施，防止受冻、受潮。4.1.3测量放线

当进行人工清槽和钻孔渣土时，在基坑内每隔5m钉入30cm长的Φ6钢筋，将标高抄测到距设计标高，每两根钢筋之间拉小线，以此严格控制清土标高。底面标高允许偏差为0∽-50mm，不允许超挖。集水坑清底时，在坡顶上口线和下口线的位置钉入30cm长的Φ6钢筋并拉小线用于控制坑位。4.1.4材料机械配置 4.1.4.1临水、临电配置

依据所投入机械设备用电功率统计，设备总计电力约450KVA，考虑到设备使用顺序及正常使用率，工程需电力400KVA，因此，只需大于400KVA变压器就可满足施工的需要；依据用水设备和施工经验及北京市的水压，需水量5～10立方m/小时，只需直径32mm管的水源就能满足施工用水。4.1.4.2机械配置 地基处理施工设备

序号 名称 型号 单位 数量 1 长螺旋钻机 ZKL600 台套 2 2 砼泵车 电动 台套 2 3 砼搅拌机 升降式 台套 2 4 翻斗运输车 柴油机 台套 2 5 三轮车 自卸式 台套 10 4.1.5材料检验及有关报告 4.1.5.1材料送检

现场砂石、水泥及外加剂需送实验室进行试验，试验合格后方可使用。使用过程中应有专人对材料进行保管，防止因材料受冻、受潮导致混凝土质量下降。4.1.5.2混凝土配合比

因CFG桩混凝土现场搅拌，需事先由实验室出具有关配合比。施工时严格按照配合比进行。4.2施工部署

住宅楼土方开挖至标高-6.5m，在此工作面上进行CFG桩施工，车库开挖可预留15cm土。CFG桩施工完毕后3天可清除余土，负责运到现场指定堆放区，并随清土凿桩头。CFG强度达到设计要求后，可由专业测试单位进行复合地基载荷试验。试验合格后进行褥垫施工。4.2.1施工进度

8#楼、10#楼CFG桩施工工期为12天，施工由东侧开始，后退向西施工。8#楼共设计桩数436根，10#楼共设计桩数401根。8#住宅楼计划平均每天36根，10#楼住宅楼计划每天33根。桩机施工顺序沿桩位线南北向施工，详见桩机施工流水顺序示意图。（附图一）4.2.2施工平面布置

4.2.2.1根据施工需求和土方开挖进度，具体平面布置根据现场实际情况设置两台搅拌机，两台地泵。分别布置于8#楼、10#楼基坑外西侧，搅拌机布置于边坡之上，距变坡距离大于2000mm。地泵布置在基坑底部，由砼搅拌机搭设钢板溜槽至地泵，溜槽下部用钢管架子搭设。再由地泵沿基坑边铺设泵管至CFG桩操作面。（附图二 5.3施工质量要求

5.3.1根据桩位平面布置图及甲方提供的控制点和轴线施放桩位图。5.3.2放好的桩位经总包、监理验收确认后方可施工。

5.3.3钻机就位应准确，钻机机架及钻杆应与地面保持垂直，垂直度误差≤1%。

5.3.4混凝土灌注过程中应保持混凝土面始终高于钻头面，钻头低于混凝土面15~25cm。5.3.5桩机下基坑要求按1：6放坡，放坡宽度大于5000mm。桩位误差：桩位偏差不得大于d/2(d为设计桩径)。5.3.6桩体误差：

桩径：400mm±20mm；

桩长：8.5m±0.1m；

5.3.7混凝土配合比由试验室做出，有关部门认可，并写在黑板上挂在施工现场的搅拌机上。施工现场不得任意更改

5.3.8混凝土坍落度控制在20±2cm。

5.3.9混凝土搅拌要均匀，搅拌时间不得低于2分钟。

5.3.10CFG桩施工期间，每天做一组混凝土试块，标准养护并送检28天强度。同时留置一组同条件强度试块。5.4凿桩头施工方法

首先用水准仪将设计桩头标高打在桩身上，然后由两个工人用两根钢钎在截断位置从相对方向同时剔凿，将多余的桩截掉。5.5断桩及桩身达不到标高处理方法

5.5.1桩顶下1m以上断桩，将断桩挖出，按600直径挖至断裂部位后，清除桩头泥土，用C20砼浇灌至设计标高。桩顶下1m以下断桩，应进行补桩。

5.5.2桩身达不到标高，应按600直径开挖至现有标高，清除桩头泥土，用C20砼浇灌至设计标高。5.6验收要求

验收实验要求作3台复合地基静载荷试验，并按20%数目进行低应变测试 第六章：质量保证措施 6.1施工质量保证机构

建立由项目经理领导、项目副经理中间控制，技术质量组全体人员基层检查的管理系统，以确保各项质量保证措施落实到各分部工程及各道工序中。并在施工过程中设专职质量员，班组设兼职质量员进行自检互检，发现不符合质量标准的问题及时纠正。6.2.施工质量保证措施

6.2.1严把材料进场关，保证使用符合规范要求的水泥、砂、石、外加剂等材料，并做好材料试验，并认真填写有关记录；

6.2.2砼强度必须符合设计要求，现场施工时每工作日制作一组砼试块(100×100×100)，并做好砼试块制作记录和试块的现场养护；

6.2.3现场堆放的材料必须有专人保管，并有一定的保护措施，防止受冻、受潮，影响混凝土质量。

6.2.4混凝土现场浇灌过程中一定要确保桩体混凝土的密实性，保证桩截面尺寸，钻头提升应保持匀速，提升速度不得大于混凝土浇筑速度，防止发生缩径，断桩。6.2.5浇灌过程中即随时监控混凝土质量，确保混凝土的和易性和塌落度。

6.2.6做好并收集、整理好各种施工原始记录，质量检查记录、设计变更、现场签证记录等原始资料，并做好施工日志。

6.2.7因由地泵至CFG桩操作面的距离较长，所以每根桩浇注混凝土前，应对泵管中剩余混凝土进行塌落度检测。6.2.8预防断桩：

①砼塌落度应严格按设计规范要求控制。

②灌注砼前应检查砼搅拌机，保证砼搅拌时能正常运转；

6.2.9清基底及运料时，用跳板铺设作为运输路线，以免扰动基底土质。如在清土时发现有水，在边坡处设排水沟或集水坑。第七章：施工安全保证措施 7.1.安全保证体系

以项目经理为首，由安全、工程、技术质量、安装、行政和基层专职安全员等各方面的管理人员组成安全保证体系，建立项目经理部安全工作委员会，领导和组织实施安全工作。7.2.分析安全难点, 确保安全管理重点

7.2.1因CFG桩施工与土方施工、护坡施工相交叉，所以现场施工人员一定要听从管理人员指挥。

7.2.2现阶段由于土钉墙及锚固端混凝土尚未达到设计强度，边坡仍然处于不稳定状态，要加强对边坡的稳定检测，发生危险现象，及时疏散人员并逐级报告进行处理。7.2.3现场电气设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制。7.2.4施工机械的使用严格按照有关规定执行，无关人员严禁使用。7.3.安全管理

7.3.1严格执行国家及北京市有关施工现场安全管理条例及办法。

7.3.2制订施工现场安全防护基本标准，如： 基坑防护标准，各类洞口及临边地带的防护标准，施工临时用电安全防护标准，各类施工机械和设备的安全防护标准，施工现场消防工作管理标准等。

7.3.3建立严格的安全教育制度，坚持入场教育、坚持每周按班组召开安全工作教育研讨会，增强安全意识，使安全工作落到广大群众基础上。7.3.4编制安全技术交底，设计和购置安全设施；

7.3.5强化安全法制观念，严格执行安全工作文字交底，双方认可，坚持特殊工种持安全操作证上岗制度等；

7.3.6加强施工管理人员的安全考核，增强安全意识，避免违章指挥。7.4施工安全措施 7.4.1机械安全

7.4.1.1钻机应放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的1%。

7.4.1.2钻孔中如遇卡钻，应立即切断电源、停止下钻，在未查明问题前不得强行启动。7.4.1.3钻孔过程中遇有机架晃动、移动、偏斜应立即停钻。7.4.1.4地泵如布置在基坑边，应与基坑边保持2m距离。

7.4.1.5泵管铺设应尽量减少弯曲，支撑应牢固，接头处应连接可靠。

7.4.1.6严禁将垂直管道直接接设在地泵输出口上，输出口前应有不少于10m长的水平管。7.4.1.7铺设从坑边倾斜进入坑底的管道时，其下端应接一段不小于基坑深5倍的水平管。（否则应采用弯管或软管）

7.4.1.8泵送时料斗内应保持一定量混凝土，不得吸空。7.4.1.9清洗泵管时，出口方前方10m内不得有人。

7.4.1.10软管与混凝土泵管、钻机连接处一定要连接牢固紧密。7.4.1.11基坑内集水坑处四边用架杆搭设一米高防护围栏。7.4.2人员安全

抗浮设计论文 篇2

关键词：地下水,地下室,抗浮,抗浮锚杆,侧压力

1 地下水的作用

地下水首先按埋藏条件可分为上层滞水、潜水及承压水三个类型;其次, 按含水层的空隙性质可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三个类型。

地下水的作用包括:1) 地下水对混凝土基础的腐蚀作用;2) 地下水对基础持力层的软化侵湿作用:当持力层为花岗岩残积土及泥质软岩时, 地下水对其有软化作用;当持力层为对结构不稳定的岩土 (如湿陷性土、膨胀性岩土、盐渍土等) 时, 地下水对其有侵湿作用。软化作用会使持力层强度降低, 而侵湿作用不仅使持力层的强度降低, 还使其压缩性增大。基础设计时应考虑施工或建筑物使用阶段地下水对其产生的软化侵湿作用;3) 地下水对基础以及整个地下室结构的浮托力作用:当结构重量小于地下水的浮托力或施工过程中未对建筑基坑采取隔水或降水措施时, 地下室底板受到地下水对其的浮托力作用, 且浮托力的大小与地下水位的高度成正比;4) 地下水对地下结构的侧压力作用:当地下水位高度高于地下结构的基础底板标高时, 地下水对地下室的侧壁产生水平方向的作用力, 侧压力的大小与地下水位的高度成正比。

2 地下水对建筑物基础的浮托力及对地下结构的侧压力计算

1) 地下水的抗浮设计水位计算高度, 当有长期水位观测资料时应取建筑物在有效使用期间 (包括施工期间) 可能产生的最高水位, 此数据应由工程勘察单位根据当地的历年水文地质资料、工程重要性、工程建成后地下水位变化的可能性及依据相应规范等因素确定并提供给设计。

2) 在计算地下水的浮托力作用时, 通常不考虑地下室侧壁及底板结构与岩土接触面的摩擦作用和粘滞作用, 即对地下水水头不应进行折减。

3) 地下室侧壁所受的水土侧向压力宜按水压力与土压力分算的原则进行计算 (即按静水压力计算水压力, 按土的有效重度计算土压力) , 作用在侧壁上的侧压力为有效土压力与水压力之和。

3 地下室的抗浮设计

地下室的抗浮有两种情况:1) 当建筑物自重 (按结构的恒荷载计算) 大于水浮力时, 筏基处于整体稳定状态。但在整体稳定的情况下, 对于一些建筑的特殊部位仍要进行局部的抗浮验算, 且施工过程必须采取相应的隔水和降水措施将地下水水位降低至底板以下。2) 当建筑自重小于水浮力时, 筏基则处于不稳定状态, 基础要采取相应的抗浮措施, 措施可以采取加大自重 (如把地梁筏板基础的梁由梁面平板面改为梁底平板底的形式, 并在筏板顶覆土加压或在地下室顶板填土加压等用以平衡地下水对整体结构的浮托力作用) 或用锚杆进行。按具体情况采用, 对于抗浮锚杆的布置可分为分散式和集中式两种, 都可以运用抗浮要求。但这两种布置方式使得筏基梁板的受力情况是不同的, 从宏观的角度来考虑, 一般土层采用分散均布锚杆的布置方案比较合理, 尤其当抗浮水位比较高, 柱距和梁板跨度比较大的情况更是如此, 只有当遇到一些特殊地层, 如浅部有岩层, 对集中锚固可提供较大的锚固力, 或者浮力不大, 基础增加钢筋用量不多, 经过设计施工经济上的综合考虑, 集中式锚杆布置仍为可选方案之一。

为了减小地下室基础底板在混凝土硬化过程中的收缩应力, 沿基础长度方向每隔20 m～40 m留一道施工后浇带, 后浇带的宽度为800 mm～1 000 mm, 由于施工后浇带浇灌混凝土的时间为建筑两侧结构单元沉降基本稳定后再进行浇筑, 一般保留的时间不宜少于两个月, 与主体浇灌混凝土间隔时间较长, 在水位较高时地下水势必由后浇带处涌入, 造成施工困难及一定的经济损失, 故此时应在施工过程中采取降水措施, 按一般施工后浇带做法在未浇灌混凝土前降水不能停止, 因此将增加降水费用, 为此可采用如图1, 图2所示在施工后浇带的基础底板和外侧壁处增设抗水及防水措施, 只需要结构能量能平衡水浮托力时即可停止降水。

筏基抗浮状态分析:

为了说明筏基, 在地下水位升降过程中分析整体稳定时设定3种状态:1) 建筑物自重与基底浮力相等。2) 建筑物自重大于基底浮力。3) 建筑物自重小于基底浮力。

图中设定符号:W为建筑物自重, 为定值;H为基础埋深, 为定值, 即基础底标高在同一平面;H0Ⅰ, H0Ⅱ, H0Ⅲ分别为三种状态的水位变化;F0Ⅰ, F0Ⅱ, F0Ⅲ分别为三种状态下水的浮托力作用;V为筏基排水体积;ρ水为地下水的密度 (见图3～图5) 。

下面的分析主要以“阿基米德”原理作为依据, 一物体在水中所排出水的体积重量等于物体本身重量。

第一种状态A (见图3) :建筑物自重W与基底浮力相等, 此时建筑物的自重在水头H0Ⅰ作用下, 在水中所排出水的体积重量gV排ρ水与建筑物自重W相等时, 基底的浮力即等于建筑物自重W, 实为抗浮的临界状态。在结构设计中, 基底的设计反力就等于在水头H0Ⅰ作用下所产生的水浮力F0Ⅰ。

第二种状态B (见图4) :建筑物自重W大于基底浮力, 即此时在水头H0Ⅱ作用下, 基础排出的水体积重量gV排ρ水小于建筑物自重W, 但这一部分H0Ⅱ水头已对基底产生相应的浮力F0Ⅱ, 与此同时建筑物自重W由于受水的浮托力而减小, 其剩余重量为W0=W-W1, 此部分重量也直接作用于基底, 产生基底反力F0Ⅱ, 所以在此状态下, 基底反力实际由两部分组成, 同时作用于基底, 即水浮力F0Ⅱ加由建筑物部分自重所产生的基底反力F0W (F0Ⅱ+F0W) , 但这两部分反力相加结果和无地下水时由建筑物自重W产生的基底反力数值相等。这时基底反力是恒定的, 在总量相等的前提下, 是两种荷载的互相转换, 所以筏基底板的M, Q值及柱子轴向力N值都没有发生变化。所以通常在这种状态时, 设计上简化为用W所产生的基底反力进行设计 (满足W/F>1.05) 。

第三种状态C (见图5) :建筑物自重W小于基底浮力。当水位由基底升高到H0Ⅰ时, 基础所排出水的体积重量gV排ρ水已相当于建筑物自重W, 达到抗浮的临界状态 (见图3) 。其基底产生相应浮力F0Ⅰ, 当水位继续升高, 增加水头H0Ⅲ, 并在基底也产生相应浮力F0Ⅲ, 在 (H0Ⅱ+H0Ⅲ) 高水头作用下, 基底浮力大于由建筑物自重W产生的基底反力, 此时基础处于不稳定的悬浮状态, 必须采取相应有效的抗浮措施。假定基底的总浮力为水头 (H0Ⅱ+H0Ⅲ) , 即采用抗浮锚杆措施时, 锚杆P的抗浮力应为基底总浮力减去建筑物自重W所产生的基底反力, 其值为F0Ⅲ, P= (F0Ⅰ+F0Ⅲ) -W, P=F0Ⅲ (因F0Ⅰ=W) 。

注:抗浮措施也可加大建筑物自重方法处理, 此时基础的抗浮状态同上述A, B两种情况。

4 关于局部抗浮

当筏基满足整体抗浮的条件时, 若基础形心和重心偏移过大, 局部荷载在平面上分布不均, 这时可能出现基底大部分满足抗浮要求, 而局部则不能满足要求的情况, 如图6, 图7所示。此时建筑物自重产生的反力呈梯形分布或呈反凹形分布, 而基础所受水浮力是均布的, 两者互相影响的结果, 就可能产生基底局部抗浮不足。

这种局部抗浮的计算, 可取单柱抗浮范围进行考虑 (见钢筋混凝土结构设计手册11.4条) , 也可用整个基础作为计算单元按公式δ=N/F±M/W求出基础边缘应力, 以判定该范围是否满足抗浮要求, 当局部不满足时, 也需采取抗浮措施。

5 抗浮锚杆的集中和分散布置

当基础不能满足抗浮整体稳定条件, 采用抗浮锚杆作为抗浮措施时, 锚杆在基底板下的布置可分为分散式和集中式两种。

1) 分散式锚杆布置, 从图5可以看出, 对基础而言, 抗浮锚杆分散布置时的拉力与由H0Ⅲ水头所产生的浮力F0Ⅲ大小相等方向相反, 互相抵消, 基础底板结构可按浮力F0Ⅰ设计, 亦等于按建筑自重W产生的基底反力进行结构分析及配筋, 其结构传力情况如图8所示, 结构概念是明确的。

2) 集中式布置锚杆时, 一般布置在建筑平面上与柱同一轴线, 为了简化计算便于与原有筏基梁板结构对齐。此时从图5中可以看出, 无论是分散或集中的锚杆布置, 其总抗浮拉力P是与水头H0Ⅲ所产生的水浮力F0Ⅲ相等的, 因此F0Ⅲ水浮力实际作用于基础底板时是以均布形式出现, 即均布于F0Ⅲ/基底面积。因此, 集中式锚杆的布置, 其拉力仅起支座抗浮作用, 并不能影响基底浮力F0Ⅲ的作用分布情况, 其结构传力情况如图9所示。集中锚杆反力应满足R=PL/基底面积, 又因浮力F0Ⅲ直接作用于底板, 产生附加弯矩及剪力M′, Q′值与由建筑自重W产生的梁板M″, Q″是同向的, 所以梁板实际产生的弯矩和剪力应为两者叠加的结果。简单来说, 就是当采用集中布置锚杆时, 基础底板的结构荷重应考虑由建筑自重W再加由部分浮力F0Ⅲ同时作用于板底时所产生的M, Q值, 并按此进行配筋, 至于具体工程采用何种布置方式, 应按工程的情况综合经济、安全及工期等因素来进行考虑。抗浮锚杆布置与结构关系表见表1。

参考文献

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[2]JGJ 3-2002, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]GB 50021-2001, 岩土工程勘察规范[S].

[4]GB/T 50279-1998, 岩土工程基本术语标准[S].

[5]JGJ 72-2004, J 366-2004, 高层建筑岩土工程勘察规程[S].

[6]DBJ/T 15-20-97, 建筑基坑支护工程技术规程[S].

[7]张元坤, 李胜勇.建筑结构设计实用指南[M].广州:广东省土木建筑学会建筑结构学术委员会, 2001:111-114.

[8]龚晓南, 高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2001:9-16.

[9]罗福午, 张惠英, 杨军.建筑结构概念设计及案例[M].北京:清华大学出版社, 2003:232-235.

抗浮设计论文 篇3

摘要：本文通过广西南宁某工程实例，对建筑利用锚杆来进行抗浮设计的分析计算提出一些经济合理的做法。

关键词：抗拔桩；压重；抗浮锚杆

近年来随着经济的发展，土地价格的上升，我国的高层建筑数量越来越多，体型也越来越大，同时地下建筑的层数也逐渐加大。对于南方沿海城市由于地下水埋深较浅，当地下室层数较多时，地下水势必会对建筑产生较大的浮力作用，因此设计基础时，结构工程师就要综合考虑各种不利情况来进行设计。枯水期要考虑桩基能够将上部荷载传到地基，丰水期时还要考虑建筑不能被地下水浮起，地下室底板不能被地下水浮力破坏，此时就要考虑抗拔桩或者抗浮锚杆来抵抗水浮力的作用。

一、工程概况：

本工程位于南宁市五象新区，由地下室和上部两栋塔楼构成。地下5层，地面以上局部4层裙房，两栋塔楼分别为1#楼（框剪结构，高100m）、2#楼（框剪结构、高100m）。1#、2#主楼采用樁基础，裙房采用独立基础。建筑的±0.000对应的高程为98.000，地下室底板面标高为-23.000，对应的绝对高程为75.000，抗浮水位为87.000。土层分布情况如下表所示：

抗浮锚杆工程施工合同样本 篇4

发包方（下称甲方）： ××建设工程有限公司××项目部

承包方（下称乙方）： ××基础工程公司

甲、乙双方经协商，一致同意由乙方作为甲方地下室抗浮锚杆工程施工承包单位，为明确双方权利和义务，保质、保量、按期完成施工任务，根据《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑法》及其他有关法律法规，并结合××市有关规定及本工程的具体情况，签订本合同，供双方共同遵守执行。

一、工程概况

1、工程名称：××购物广场

2、工程地址：××路××号

二、承包范围及内容

锚杆施工：工作内容包括测量定位、造孔清孔、制安锚杆、搅料、高压注浆、完工清理等全部工序。

三、工程量

1、地下室抗浮锚杆总量为××根，孔径130mm，锚筋××，长度为入基岩不少于7米。

2、技术要求：在基础梁、承台开挖后，垫层施工完成后再施工锚杆；详见设计图纸。

四、质量技术要求

严格执行施工图纸的技术要求、工程质量的验收标准按国家颁发的《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300－2001)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202－2002)、《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22:2005。本工程质量必须达到评定合格标准。

五、承包方式

1、地下室抗浮锚杆：包工包料、包材料检测、包机械、包工具、包质量、包辅助材料、包资料编制、包安全、包文明施工、包验收合格。

2、乙方必须认真审核方案的合理性并提出合理建议。

六、工期要求

1、施工工期：具体开工时间以甲方项目部书面通知乙方开始算起，合同工期为 45 个日历天，其中××区施工期15天，××区在工作面交付后15天内完成。

七、单价、工程量及合同总价款

1、单价（含税）

（1）、地下室抗浮锚杆按设计的图纸要求每孔位 3400.00 元/根（综合单价含税、材料及包括造孔、制作安装钢锚杆、材料检测、压力注浆、清理等全工序，包含甲供钢材价格）。（2）、本合同承包综合单价为一次性包干。

（3）、施工期间遇人力不可抗拒的自然灾害造成的损失由甲、乙方各自承担。

2、工程量及合同总价款预计：

合同总价款人民币大写： ××元(小写：￥ ×× 元)（含税及甲供钢材款）；结算时依据实际完成并经验收合格的工程量计算。

八、甲方责任

1、负责向乙方提供施工图纸和地质勘察报告等与施工有关的技术资料。组织图纸会审及技术交底。

2、甲供钢材，负责提供材质合格证及材质检验报告，并承担检测费。

3、对乙方施工的工程进度、质量、安全和合同的执行进行监督、检查，及时办理验收、签证和工程款的划拨及结算。

4、协调各施工单位的施工配合工作，避免直接或间接影响乙方施工。

5、负责提供一个施工用水、用电接驳点，施工水电费由甲方负责。

6、组织工程竣工验收和办理竣工结算。

7、甲方负责地下室抗浮锚杆工程的质量检测并承担检测费用。

九、乙方责任

1、乙方应提供相应的资质资料并制定抗浮锚杆施工方案，报甲方审批。

2、负责所有材料、机械、设备、工具及费用。并保证所提供的施工材料为合格产品。

3、负责乙方雇用人员的管理及暂住证的申报工作。

4、乙方必须严格按设计图纸、工程技术规范、设计变更及有关技术文件组织施工，确保施工质量。

5、做好施工安全措施，负责施工过程的自身安全和他人安全，若因乙方责任造成的安全事故，不分大小均由乙方自行负担，因此给甲方造成的一切经济损失乙方应作相应赔偿。

6、施工期间要接受甲方现场施工人员的管理，服从甲方的统一指挥，接受甲方及有关部门的检查。

7、须配备相关的技术人员，指导技术工作及做好施工记录和收集整理工程有关资料，作为工程结算和工程验收依据。

8、乙方应按设计图纸要求和施工规范进行施工，如出现质量问题，除自行承担损失外，还应赔偿甲方材料费用及承担由此引起的变更设计及工期延误等所有损失。

9、乙方应做好成品保护工作，如将承台及梁的砖胎模损坏，要赔偿甲方的人工和材料费用。

10、及时将成孔清出的砂土及软岩、余浆清运到现场指定的地点，将作业面交于其它工种施工。

11、乙方违反有关规定及本合同约定造成甲方损失，包括政府主管部门罚款，应向甲方承担赔偿责任。

十、安全及文明施工

1、乙方应严格遵守甲方现场施工管理规定和《建设工程安全生产管理条例》等有关规定，认真执行安全技术交底，采取必要的安全防护措施，按有关安全规定施工，落实工人安全生产责任制，杜绝违章作业。

2、乙方应对其在施工场地的工作人员进行安全教育，应建立班前活动记录，确保本乙方人员熟悉本工种的安全技术操作规范及有关方面的安全知识。不得违反安全管理的规定进行施工。

3、作业人员应当遵守安全施工的强制性标准、规章制度和操作规程，并正确使用机具及安全防护用具。

4、乙方派驻现场的施工管理人员应负责计划安排、人员调配、安全教育、技术交底、质量检查与报验，有事外出必须向甲方项目负责人请假。随时接受各级主管部门的检查。如发现违章作业，每次罚款贰佰元(200.00元)，由于乙方安全措施不力造成事故的责任和因此而发生的费用，由乙方承担。

5、工伤事故及其他安全事故，由乙方承担责任，发生安全事故及重大伤亡应按有关规定立即上报有关部门并报告甲方。

6、每天及时清理、运输施工造成的泥浆，防止污染。第十一条 验收

（1）根据设计图纸的要求，按照本合同约定的质量进行验收。（2）乙方应该做好各阶段（包括入岩深度、终孔、注浆等工序）的自检工作，并通知甲方验收，并应保证达到设计要求，否则乙方应负责无条件返工至达到要求为止，并承担有关费用及由此导致的甲方的相关损失。工期不予延长。

第十二条 结算及付款

1、乙方每月完成的工程量进度款，甲方在次月15号前扣除进度款中所含甲供钢材后支付50 %。

2、全部完成后，验收试验合格及资料交还甲方，并且结算经甲方审定后15工作日内付至结算总造价的 80%。

3、剩余结算总造价的20%，在地下室回填土结束停止降水后二个月甲

方一次性无息付清给乙方。

4、乙方付款应向甲方提供有效的发票。

5、按实际完成的锚杆根数和合同单价，在扣除甲供钢材款（单价4600元/吨）后结算。

第十三条 违约责任

1、乙方毁约,应按合同总价的 20 %向向甲方支付违约金。

2、乙方转包或未经甲方同意擅自将承包工程分包的，甲方有权单方解除合同，已完工程量按70％结算。

3、乙方中途退场，已完成工程量不予结算。

4、如乙方未按甲方规定的时间完成，每延误一天罚款 1000 元。如拖延工期五天以上，甲方有权清退乙方，已完成工程量按 70 ％结算，并没收乙方的履约保证金作为工程违约金。

5、乙方有如下行为的，每次处以200元罚款，经甲方三次批评及限期整改要求，乙方仍不听劝阻影响工地正常施工及管理者，甲方有权解除合同，清退乙方出场并没收乙方履约保证金作为工程违约金，同时已完成的工程量按 70 ％结算。

（1）不遵守工地现场规章制度，不按安全文明施工的有关规定施工。（2）施工质量达不到合同约定的标准和要求。（3）不服从工地管理人员指挥。第十四条 附则

1、如有未尽事宜或变更双方另行补充协议，补充协议与本合同具有同等法律效力。

2、如本合同执行中双方发生争议,双方应友好协商解决,协商不成时,任何一方都可向工程所在地人民法院起诉。

3、本合同正本一式两份，双方各执一份，自双方签章且乙方向甲方提交履约保证金之日起生效，至合同义务履行完毕之日终止。

甲方（盖章）： 乙方（盖章）： 法定代表人： 委托代理人： 地址： 电话：

法定代表人： 委托代理人： 地址： 电话：

某地下车库抗浮设计 篇5

项目位于南宁市思湖新区, 距邕江直线距离1 000 m。建筑场地占地面积约17 000 m2, 包含5幢高层住宅楼, 地面以上高32层、局部商业4层, 地下1层。该项目场地地势西高东低, 为了减少挖方量, 建筑设计成地下室地面随地势而定, 标高高程从75.4 m~73.8 m变化。场地东南侧距离邕江水面约2 000 m, 西北侧距离地下水主要补充来源的山体约2 000 m。孔隙潜水既与邕江河水有直接明显的水力联系, 亦与大气降水关系密切, 场地地下水水位有随邕江河水位升降而升降的特性。根据经验, 场地地下孔隙潜水的水位变化幅度在1 m~2 m左右, 最高水位标高在77.0 m左右。

本工程为一般住宅, 设计使用年限50年, 主楼基础设计等级为甲级, 纯地下室部分基础设计等级丙级。根据项目地勘报告, 基底图层为圆砾层, 透水性强, 抗水设计水位为77 m;从地下室地面算起, 最大抗浮水头约3.5 m, 需要进行抗浮设计。

2 抗浮设计的规范依据

新地基规范GB 50007-2011建筑地基基础设计规范实施之前, 工程中对水浮力的计算一直不甚明确, 水浮力按恒载或按活载考虑的均在实际工程设计中并存, 同时对抗浮稳定系数及水浮力分项系数取值也不唯一, 而抗浮稳定系数对抗浮影响明显, 如同一工程抗浮稳定系数分别取1.0和1.4, 二者造成的抗浮设计造价差别巨大, 同时前者偏不安全, 后者造成不必要的浪费。新地基规范的实施为抗浮设计提供了明确的依据, 水浮力一般按恒载考虑, 荷载规范第3.2.4条对荷载分项系数明确规定[1]:永久荷载效应对结构不利时, 对由可变荷载效应控制的组合应取1.2, 对由永久荷载时取1.35;当永久荷载效应对结构有利时, 不应大于1.0。因此在抗浮底板的承载力设计时, 水浮力的分项系数取1.35, 而相应的对抗浮有利的恒载分项系数不能大于1.0。荷载规范同时规定, 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算, 荷载的分项系数应满足相应专业规范规定。抗浮计算要满足GB 50007-2011地基规范第3.0.5条规定[2]:计算基础抗浮稳定时, 按承载能力极限状态下作用的基本组合, 但其分项系数取1.0;针对承载力设计, 地基规范要求在内力计算及承载能力设计时, 按基本组合。以上要求和荷载规范的要求一致, 并且更加明确。

在基础设计时, 还应考虑结构重要性系数, 以针对结构的重要性程度采用合理的安全系数, 按有关规范的规定采用, 但结构重要性系数ro不应小于1.0。本工程基础设计等级为乙级, 重要性系数取1.0。

GB 50007-2011建筑地基基础设计规范第5.4.3条对抗浮稳定性设计的要求如下:

简单的浮力作用情况, 基础抗浮稳定性应满足:

其中, Gk为建筑恒载, k N;Nw, k为水浮力, k N;Kw为抗浮稳定安全系数, 一般情况下可取1.05。

抗浮稳定性不满足即整体抗浮安全系数小于1.05时, 应采用附加抗浮措施, 如增加压重或设置抗浮锚杆、抗拔桩等。在整体满足抗浮稳定性要求而局部抗浮不足时, 增加结构刚度也是可选的办法, 例如高层主楼自重较大, 周边一定范围内的裙楼采用其他抗浮不便时可以用主裙楼基础之间的连接刚度, 通过主楼来帮助裙楼抗浮, 一般由主楼向外扩的范围不宜过大, 否则可能造成造价太高, 同时还要考虑正常使用荷载下的基础沉降差问题。

从规范要求可以看出抗浮设计包含两部分, 整体抗浮稳定性设计以及地下室构件抗浮工况下极限承载力设计, 两种工况下水浮力采用不同的分项系数。

3 整体抗浮稳定性设计

地下室抗浮, 一般有三种方法, 抗拔桩, 抗浮锚杆, 压重或压重与前两者结合。本工程抗浮水头不高, 结合实际情况采取增加压重的方案。高层建筑范围内建筑物自重远大于水浮力, 整体抗浮不存在问题, 仅考虑底板的抗浮设计即可。初步估算主楼范围外纯地下室部分自重不足以抵消水浮力, 纯地下室大部分柱距8 m×8 m, 取经典板跨进行初步估算。

地下室底板厚采用300 mm, 顶板按250 mm厚, 顶板覆土0.5 m, 自重取15 k N/m3, 考虑梁柱重量, 底板折算厚度取0.35 mm, 顶板折算厚度取0.30 mm, 则地下室单位面积自重G=0.35×25+0.3×25+0.5×17=24.75 k N/m2。

单位面积水浮力3.2×1.05×10=33.6 k N/m2, 其中, 1.05为抗浮稳定安全系数。

24.75<33.6, 不满足抗浮要求。

根据实际情况增加压重覆土厚度, 增加压重最有效的办法是在不增加底板埋深的基础上顶板覆土, 由于受地下室层高限制, 覆土厚度不可无限制增加, 同时会增加顶板的配筋量, 底板压重理论上可以不受限制, 但因抗浮水位随之增加, 压重效率只及顶板压重的一半。

综合考虑, 在不影响使用净高的前提下, 顶板做反梁填土厚度增加到0.9 m, 同时选择调整底板做法, 抗水底板做反梁, 底板上填砂石作为压重, 底板梁高700 mm, 压重砂石厚度400 mm, 面层厚度100 mm, 抗浮水头变为3.2+0.5=3.7 m, 则:

G=0.3×25+0.5×20+0.25×25+0.9×17=39.05 k N/m2>3.7×1.05×10=38.85 k N/m2, 整体稳定满足要求。

4 局部抗浮设计

抗浮设计水头:3.7 m, 底板厚0.3 m, 底板上覆碎石土0.5 m (要求容重不小于20 k N/m3) 。

单位面积水浮力:3.7×10=37 k N。单位面积抗力:0.3×25+0.5×20=18.75 k N。局部抗浮不满足。底板需计算配筋。

底板计算采用有限元法, 借助PKPM程序基础CAD抗浮底板有限元程序进行计算及配筋, 考虑梁板共同作用, 经典板跨计算配筋如图1所示, 从配筋图可以看出, 由于采用了底板压重措施, 抗浮底板配筋量较小, 经济性较好。

5 施工阶段验算

当永久地下水位较高或施工期间为丰水期时, 施工阶段需要验算建筑物整体及局部抗浮稳定。大开挖施工的地下建筑, 在施工阶段发生浮起的事故时有发生, 在设计时就应引起足够重视, 对施工过程的抗浮或降水做出明确要求。当施工阶段建筑物自重及抗拔构件的抗拔力不足以平衡水的浮力时, 施工中应采取降水及其他抗浮措施消除水浮力。在施工阶段, 对有些不需要特别采取措施整体抗浮的建筑, 例如多高层建筑, 上部建筑物自重荷载较大, 而在上部荷载未施加时, 就有可能存在抗浮稳定问题。又如地下室考虑外墙自重及其他局部墙体自重后, 才能满足整体抗浮稳定要求时, 当内部墙体未砌筑时, 抗浮稳定可能不足, 诸如此类, 整个施工过程甚至施工完成后在一段时间内可能不加载的情况, 设计时都应充分考虑, 或在抗浮验算时不考虑该部分荷载的有利作用。同时在设计时亦应考虑施工期间水位远低于抗浮水位的情况, 采取合理的措施, 避免造成不必要的浪费。

结合本工程, 稳定地下水位较高, 且受季节性影响, 雨季施工时, 勘察期间测得场地稳定地下水位的高程值在74.4 m~76.0 m之间, 局部高于含水层顶板, 具有弱承压性。受地形和地下水位较高的西北侧相邻场地同一含水层渗透补给, 向地形和地下水位较低的东南侧相邻场地同一含水层渗透排泄;补给来源充足, 渗透系数大, 水量丰富。设计要求在场地周边布置降水井, 采取可靠降水措施, 保证从基坑开挖开始到基础施工完成期间地下水位不超过基底以下0.3 m;在基础施工完成后, 根据施工期间的水位情况, 底板及外墙后浇带不封闭情况下, 可不采取降水措施, 但应保证可以进入地下室内部。在设计要求的压重荷载施加完成后方可封闭后浇带, 或者提供可靠水位资料由设计符合后先封闭后浇带, 但应马上施加要求的压重荷载, 否则应一致采取降水措施保证抗浮水位不高于设计要求水位。

6 结语

本文针对工程实际情况, 综合分析比较各种抗浮措施, 最终选用底板及顶板压重的措施解决抗浮问题, 同时, 由于采用底板的压重措施, 减小了局部抗浮反力, 有效降低了抗浮底板的板厚和配筋率, 具有较好的经济性。

在抗浮设计时, 各种方法均能够实现抗浮的目的, 在设计时应针对不同情况, 分析对比各种抗浮措施, 采用合理的抗浮措施, 最终达到安全经济合理的设计目标。

参考文献

[1]GB 50009-2012, 建筑结构荷载规范[S].

[2]GB 50007-2011, 建筑地基基础设计规范[S].