張建友 杜 蓉 于月強(qiáng) 隋麗麗

(1.國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100095； 2.山東省濱州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山東 濱洲 256600)

巖石錨桿在虹吸井抗浮設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張建友1杜 蓉1于月強(qiáng)2隋麗麗2

(1.國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100095； 2.山東省濱州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山東 濱洲 256600)

結(jié)合某工程虹吸井實(shí)例，依據(jù)工程地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)情況，提出采用巖石錨桿抗浮措施，通過對(duì)抗浮錨桿各參數(shù)的計(jì)算，確立了具體的設(shè)計(jì)方案，并闡述了錨桿施工的注意事項(xiàng)，實(shí)踐表明該措施不僅滿足了規(guī)范要求，又節(jié)省了投資，帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

巖石錨桿，設(shè)計(jì)，施工，經(jīng)濟(jì)效益

1 工程概況

某虹吸井平面尺寸為21.4 m×33.4 m，地下深15.4 m，最高地下水位到地表。雖然虹吸井側(cè)壁及底板壁厚在滿足強(qiáng)度要求的情況下較大，但仍不能滿足抗浮要求。采用增加底板外挑抗浮的措施，使得開挖量和底板混凝土量加大，投資增加較多，故采用非預(yù)應(yīng)力錨桿抗浮。錨桿抗浮具有造價(jià)低、工期短、施工便捷、節(jié)省建筑材料的優(yōu)點(diǎn)，降低了工程投資。

2 工程地質(zhì)條件

虹吸井底板坐落于微風(fēng)化細(xì)砂巖和頁(yè)巖夾細(xì)砂巖上。頁(yè)巖為灰～灰黑或灰褐色，泥質(zhì)及粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁(yè)理或?qū)訝顦?gòu)造。細(xì)砂巖為灰～灰白或灰黑色，細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粒度0.05 mm～0.50 mm之間。

地下水位孔隙水、基層裂隙水，地下水受大氣降水補(bǔ)給強(qiáng)度影響，水位高低受季節(jié)性影響明顯，全年最高地下水位到地表。場(chǎng)地范圍內(nèi)淺部的強(qiáng)風(fēng)化～中等風(fēng)化巖體大部分為弱透水，局部為接近弱透水的中等透水巖體，局部因爆破裂隙、風(fēng)化裂隙和構(gòu)造節(jié)理的發(fā)育，屬于中等透水，微風(fēng)化主要以弱透水～微透水為主，局部節(jié)理裂隙發(fā)育地段為中等透水，且整體呈現(xiàn)自上而下透水性逐漸降低的趨勢(shì)。地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性；對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋在干濕交替情況下具有弱～中等腐蝕性。

巖層地質(zhì)剖面見圖1。

3 抗浮錨桿設(shè)計(jì)

經(jīng)計(jì)算水池抗浮力為：

Fk=94 968 kN。

總浮力為：

Fw=107 578 kN。

抗浮系數(shù)取為1.05，共設(shè)置140根錨桿，一根錨桿承受標(biāo)準(zhǔn)值為：

Nak=(107 578×1.05-94 968)/140=128.5 kN。

一根錨桿設(shè)計(jì)值為：

Na=1.3×Nak=167.05 kN。

錨桿鋼筋所需截面面積：

故取φ36鋼筋，As=1 018>807，滿足要求。

錨桿錨固體與巖石的錨固長(zhǎng)度：

錨桿鋼筋與錨固砂漿錨固長(zhǎng)度:

根據(jù)構(gòu)造設(shè)計(jì)錨桿錨固段長(zhǎng)度大于40d=1 440 mm，故錨固長(zhǎng)度取值不小于1 440 mm。

錨桿設(shè)計(jì)最終方案見圖2。

4 錨桿施工的注意事項(xiàng)

4.1 定位及成孔要求

錨桿孔的定位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行，現(xiàn)場(chǎng)定位后需注明編號(hào)，然后安裝鉆機(jī)，進(jìn)行鉆進(jìn)，錨桿孔的施工應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)錨桿孔定位偏差不宜大于20 mm；

2)錨桿孔偏斜度不應(yīng)大于5%；

3)鉆孔深度超過錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)小于0.5 m。

同時(shí)施工人員必須認(rèn)真填寫鉆進(jìn)過程的原始記錄表，詳細(xì)記錄各孔的進(jìn)尺情況、地層的變化及施工中遇到的特殊情況，鉆到設(shè)計(jì)要求的深度后需經(jīng)甲方及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理確認(rèn)后方可進(jìn)行下一步的施工。

4.2 錨桿的構(gòu)造及灌漿

錨桿筋體插入上部結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，應(yīng)符合鋼筋的錨固長(zhǎng)度要求，錨桿的深度應(yīng)滿足規(guī)范計(jì)算要求，且不小于40D+50 mm(D為錨孔直徑)，錨桿筋體應(yīng)采用熱軋帶肋鋼筋灌漿的材料水泥砂漿不應(yīng)低于30 MPa，細(xì)石混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。灌漿前先對(duì)錨桿孔進(jìn)行清洗，將孔內(nèi)碎屑清洗干凈，開始灌漿，當(dāng)孔內(nèi)溢出灌漿液后停止灌漿，并做好記錄。

5 錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)本工程的140根錨桿中的其中6根進(jìn)行了抗拔試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 錨桿抗拔試驗(yàn)結(jié)果表

從表1中可知，在抗拔承載力檢測(cè)下，各錨桿位移均穩(wěn)定；各錨桿在抗拔承載力檢測(cè)下的彈性位移量均大于桿體自由段長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)量的80%，抗拔承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

6 錨桿抗浮的經(jīng)濟(jì)效益

傳統(tǒng)的虹吸井抗浮均是采用設(shè)置底板外挑，通過增加水池自重及外挑覆土的手段抗浮，以本工程為例如果采用增加底板外挑的方式，經(jīng)計(jì)算需要外挑底板1 500 mm方能滿足抗浮要求，而因此需要增加鋼筋混凝土312 m3，由此會(huì)增加混凝土投資44萬(wàn)元，巖石開挖9萬(wàn)元。而采用巖石錨桿，需要增加的投資僅為9.5萬(wàn)元，這一項(xiàng)就可以給業(yè)主節(jié)省43.5萬(wàn)元投資。

7 結(jié)語(yǔ)

本工程抗浮錨桿的設(shè)計(jì)承載力雖然不大，沒有完全達(dá)到錨桿的抗拔承載力，但是較小的投資就滿足了設(shè)計(jì)的要求，增加了工程的安全系數(shù)，又給業(yè)主節(jié)省了投資，帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 何飛龍.地下車庫(kù)抗浮錨桿的應(yīng)用[J].浙江建筑，2006，23(6)：39-40.

[2] 畢雅明.水池抗浮設(shè)計(jì)方案的分析及比較[J].結(jié)構(gòu)工程師，2008，24(1)：101-102.

[3] GB 50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

The application of rock anchor in siphon well anti-floating design

ZHANG Jian-you1DU Rong1YU Yue-qiang2SUI Li-li2

(1.StateNuclearElectricPowerPlanningDesign&ResearchInstitute,Beijing100095,China;2.WaterConservationExplorationSurveyDesign&ResearchInstituteofBinzhouinShandongProvince,Binzhou256600,China)

Combining with the engineering siphon well example, according to the engineering geology survey reports and field conditions, the paper puts forward the suggestion of adopting rock anchor anti-floating measures. Through calculating anti-floating anchor parameters, it determines specific design schemes, and describes anchor construction matters. Practice proves that: it not only meets demands, but also saves investment and brings better economic efficiency.

rock anchor, design, construction, economic efficiency

1009-6825(2014)34-0095-02

2014-09-21

張建友(1981- )，男，工程師

TU318

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