韓克鵬

（貴州開放大學(xué)（貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院））

抗浮工程是為預(yù)防建筑工程在全生命周期內(nèi)不因抗浮失效導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和構(gòu)件破壞或影響建筑使用功能所采取的工程技術(shù)措施及相關(guān)活動(dòng)的統(tǒng)稱[1]。一般來說，實(shí)際工程中采取的抗浮措施有增加地下室壓重、設(shè)置抗浮錨桿或設(shè)置抗浮樁等。實(shí)際抗浮工程中，考慮底板以上結(jié)構(gòu)的荷載特征及環(huán)境條件，抗浮錨桿具有單向受力、布置靈活、施工方便、效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，所以抗浮錨桿在抗浮工程中應(yīng)用廣泛。

抗浮錨桿是錨固在地基中與地下結(jié)構(gòu)底板共同承擔(dān)地下水浮力的抗拔構(gòu)件[1]。但由于目前工程中涉及的有關(guān)抗浮錨桿的標(biāo)準(zhǔn)太多，如《建筑工程抗浮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》、《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范、《抗浮錨桿技術(shù)規(guī)程》、《高層建筑巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》、《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》、《錨桿錨固質(zhì)量無損檢測技術(shù)規(guī)程》、《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施：結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》等。這些標(biāo)準(zhǔn)不能相互協(xié)調(diào)，且各標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)理論方法相差較大，有些標(biāo)準(zhǔn)的作用效應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)組合，有些則采用基本組合，即使采用同一種方法，也因采用不同經(jīng)驗(yàn)系數(shù)而造成計(jì)算結(jié)果的差異，設(shè)計(jì)時(shí)如何選取至關(guān)重要[2]。同時(shí)也給工程設(shè)計(jì)人員選擇增加了困惑，最后只能采用各標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果包絡(luò)設(shè)計(jì)收場。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[3]規(guī)定錨桿抗拔承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定，這就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)人員估算的抗浮錨桿抗拔承載力特征值以及錨固長度與現(xiàn)場試驗(yàn)差別很大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

雖然各標(biāo)準(zhǔn)中抗浮錨桿計(jì)算公式有所不同，但基本思路都是由單根抗浮錨桿的抗拔承載力確定抗浮錨桿的截面面積和錨固長度?？垢″^桿的破壞形態(tài)有三種：錨桿桿體破壞，確定錨桿截面面積；錨固體拔出破壞，確定錨固長度；錨桿從錨固體中拔出破壞，同樣確定錨固長度。

接下來，我們通過對比五部現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于抗浮錨桿的計(jì)算方法，找出不同標(biāo)準(zhǔn)的異同；再以貴州某項(xiàng)目巖石地基錨桿為例，進(jìn)行對比、分析。

1 部分現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中巖石地基抗浮錨桿設(shè)計(jì)方法

1.1 建筑工程抗浮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 476-2019

1.1.1錨桿桿體破壞

本標(biāo)準(zhǔn)7.5.6條錨桿筋體截面面積公式：

式中：As——錨桿筋體截面面積(mm2)；

1.1.2錨固體拔出

本標(biāo)準(zhǔn)7.5.4-1條巖層錨桿錨固體長度公式：

式中：la——錨固體長度(m)；

1.1.3錨桿從錨固體中拔出

錨桿從錨固體中拔出破壞本標(biāo)準(zhǔn)中沒有計(jì)算公式表達(dá)。

1.1.4錨固長度構(gòu)造要求

本標(biāo)準(zhǔn)7.5.1 條提到全長粘結(jié)拉力型錨桿的錨固段長度宜為5～15m。

1.2 巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范GB 50086-2015

1.2.1錨桿桿體破壞

本規(guī)范4.6.8-2條普通鋼筋截面面積公式：

式中：As——鋼筋截面面積(mm2)；

1.2.2錨固體拔出

本規(guī)范4.6.10 條錨桿錨固體與巖土層間的長度公式：

式中：la——錨桿錨固段長度(m)；

1.2.3錨桿從錨固體中拔出

本規(guī)范4.6.10 條巖層錨桿桿體與錨固砂漿間的錨固長度公式：

式中：la——錨桿錨固段長度(m)；

1.2.4錨固長度構(gòu)造要求

本規(guī)范4.6.14 條提到拉力型錨桿的錨固段長宜為3m～8m(巖石)。

1.3 巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS 22：2005

1.3.1錨桿桿體破壞

本規(guī)程7.4.1條鋼錨桿桿體的截面面積公式：

式中：As——錨桿筋體截面面積(mm2)；

1.3.2錨固體拔出

本規(guī)程7.5.1條巖層錨桿錨周體長度公式：

式中：La——錨桿錨固段長度(m)；

1.3.3錨桿從錨固體中拔出

本規(guī)程7.5.1條巖層錨桿錨周體長度公式：

式中：La——錨桿錨固段長度(m)；

1.3.4錨固長度構(gòu)造要求

本規(guī)程7.5.3 條提到巖石錨桿的錨固段長度宜采用3～8m。

1.4 全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施：結(jié)構(gòu)(地基與基礎(chǔ))

1.4.1錨桿桿體破壞

本措施7.3.2-2條錨桿桿體的截面面積公式：

式中：A——錨桿鋼筋截面面積；

本措施7.3.2-1 條錨桿錨固體與巖土層間的長度公式：

式中：la——錨桿錨固段長度；

1.4.3錨桿從錨固體中拔出

本措施7.3.2-3 條巖層錨桿桿體與錨固砂漿間的錨固長度公式：

式中：la——錨桿錨固段長度；

1.4.4錨固長度構(gòu)造要求

本措施7.3.1-5 條提到巖石錨桿的錨固段長度不應(yīng)小于3m，且不宜大于45D和6.5m。

1.5 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB 50330—2013

1.5.1錨桿桿體破壞

本規(guī)范8.2.2條錨桿桿體的截面面積公式：

接枝效率雖然不影響ABS增韌機(jī)理，但游離SAN數(shù)量增加降低裝置生產(chǎn)效率，影響最終產(chǎn)品性能。增加聚合投料時(shí)橡膠比例可以提高接枝效率，為此國內(nèi)外ABS生產(chǎn)廠家由低橡膠含量接枝聚合技術(shù)發(fā)展到高橡膠含量聚合技術(shù)，目前橡膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高達(dá)到70%。同時(shí)控制接枝聚合工藝，通過補(bǔ)加單體及乳化劑等手段保證接枝率，提高接枝效率，降低游離SAN對ABS產(chǎn)品性能的影響。

式中：As——錨桿鋼筋截面面積(mm2)；

1.5.2錨固體拔出

本規(guī)范8.2.3 條錨桿錨固體與巖土層間的長度公式：

式中：la——錨桿錨固段長度(m)；

1.5.3錨桿從錨固體中拔出

本規(guī)范8.2.4 條巖層錨桿桿體與錨固砂漿間的錨固長度公式：

式中：la——錨桿錨固段長度(m)；

1.5.4錨固長度構(gòu)造要求

本規(guī)范8.4.1-2 條提到巖石錨桿的錨固段長度不應(yīng)小于3m，且不宜大于45D和6.5m。

2 工程案例計(jì)算結(jié)果及分析

本項(xiàng)目地上包括五棟塔樓和部分裙樓，其中①、②號(hào)樓建筑高度為98.9m，③、④號(hào)樓建筑高度為99.8m，⑤號(hào)樓建筑高度為143.9m，裙樓建筑高度為23.9m；地下五層，地下室單層建筑面積為19474m2，地下室總建筑面積為97370m2，地下室高度約為32.1m（其中負(fù)一層層高5.9m，負(fù)二層層高4.8m，負(fù)三層層高4.8m，負(fù)四層層高6.6m，負(fù)五層層高10.0m），功能為停車場等。

工程重要性等級(jí)為一級(jí)；擬建場地地形地貌較復(fù)雜，場地巖溶強(qiáng)發(fā)育，場地地下水發(fā)育，場地為一級(jí)場地；經(jīng)鉆探揭露，場地巖土自新至老依次有雜填土、紅粘土和白云巖，巖土種類較多，屬可溶巖層和特殊性土層，為一級(jí)地基。場地巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)。場地土屬中硬土，場地類別為Ⅱ類，場地屬抗震一般地段。場區(qū)抗震設(shè)防烈度為6 度，設(shè)計(jì)分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)特征周期為0.35s。

該工程基礎(chǔ)持力層為中風(fēng)化白云巖，較硬巖，承載力特征值為fa=7000KPa，飽和單軸抗壓強(qiáng)度frk=62.03MPa，設(shè)計(jì)抗浮水位標(biāo)高為1072.729m?；A(chǔ)板面標(biāo)高為1046.35。筏板板厚為1800mm。錨桿采用全粘結(jié)永久性錨桿，孔徑150mm，主筋為3 根32（HRB500），截面面積2413mm2，M30水泥砂漿灌注。本工程取抗浮錨桿軸向抗拔拉力標(biāo)準(zhǔn)值為550KN。

表1 中，通過基礎(chǔ)抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算以及初步確定錨桿數(shù)量后，確定抗浮錨桿軸向抗拔拉力標(biāo)準(zhǔn)值，通過五部標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算比較可以看出：

表1 各標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

圖1 典型錨桿布置圖

⑴《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》所需要的鋼筋截面面積最小為1707mm2，《建筑工程抗浮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》所需要的鋼筋截面面積最大為2299mm2，《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》、《技術(shù)措施》在兩者之間。

⑵《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》所需要的計(jì)算錨固長度最長，其余四部標(biāo)準(zhǔn)所需的計(jì)算錨固長度相差不大。

⑶《建筑工程抗浮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》所需要的最小構(gòu)造錨固最長為5m，其余三部標(biāo)準(zhǔn)均為3m。

⑷對于貴州地區(qū)較硬巖上的巖石錨桿，錨固長度均由構(gòu)造錨固長度5m控制。

3 結(jié)論

經(jīng)過基礎(chǔ)抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算以及初步確定錨桿數(shù)量后，確定抗浮錨桿軸向抗拔拉力標(biāo)準(zhǔn)值，部分標(biāo)準(zhǔn)的比較，結(jié)論如下：

⑴《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》所需要的鋼筋截面面積最小，工程安全性相較其余規(guī)范偏低。

⑵《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》所需要的計(jì)算錨固長度最長，工程安全性相較其余規(guī)范偏高。

⑶《建筑工程抗浮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》未對錨桿從錨固體中拔出的錨固進(jìn)行規(guī)定，實(shí)際工程中注意查閱其他標(biāo)準(zhǔn)。

⑷對于貴州地區(qū)較硬巖上的巖石錨桿，錨固長度均有構(gòu)造錨固長度5m 控制，錨桿的估算僅需要確定截面面積即可，大大節(jié)約設(shè)計(jì)師的時(shí)間，提高工作效率。