抗浮锚杆及底板配筋计算
根据建筑地基基础设计规范GB5007-2002及岩石锚杆(索)技术规程 CECS22：2005
一 . 抗浮锚杆计算：
1.地下底板底水浮力：地下水位绝对标高为5.0m,即相对标高-2.5m
水头：H=16.8(B4底板标高)+1.1(覆土厚)+0.5(底板厚)-2.5=15.9m
结构自重：G1k=[5.0(板自重)+2.0(面层)+1.5(梁柱自重)]x4=34 KN/m2
基础自重：G2k=20x1.6=32 KN/m2
水浮力： Fk=15.9x10-34-32=93 KN/m2
2.非人防区：
a.单根锚杆承载力计算：每根锚杆采用3φ32(HRB400钢），As=2413mm2
根据 CECS22:2005计算：
Nt≤fyk*As/Kt=400x2413/1.6=603x103N=603KN
取单根锚杆承载力特征值Nt=600KN
b.锚固长度计算：锚杆孔直径取Ф180mm
根据 CECS22:2005计算：
（1） La>K*Nt/(π*D*fmg*ψ)=2.0x600/(3.14x180x0.8x1.3)
=2.05m
(2) La>K*Nt/(n*π*d*ξ*fms*ψ)=2.0x600/(3x3.14x32x0.6x2.0
x1.3)=2.55m
根据 GB5007-2002计算：
La≥Nt/(0.8*π*d1*f)=600/(0.8x3.14x180x0.8)=1.66m
c.锚杆间距计算：
实验得单根锚杆承载力特征值Nt=600KN
a≤(600/93)^0.5 =2.54m 取a=2.5m
3.人防区：六级人防底顶板等效静荷载标准值qe1=50KN/m2
五级人防底顶板等效静荷载标准值qe1=95KN/m2
a.单根锚杆承载力计算：每根锚杆采用3φ32(HRB400钢），As=2413mm2
Nt≤fyk*As/Kt=480x2413/1.6=720x103N=720KN
取单根锚杆承载力特征值Nt=720KN
b.锚固长度计算：锚杆孔直径取Ф180mm
根据 CECS22:2005计算：
(1)La>K*Nt/(π*D*fmg*ψ)=2.0x720/(3.14x180x0.8x1.3)
=2.05m
(2)La>K*Nt/(n*π*d*ξ*fms*ψ)=2.0x720/(3x3.14x32x0.6x2.0
x1.3)=2.60m
根据 GB5007-2002计算：
La≥Nt/(0.8*π*d1*f)=720/(0.8x3.14x180x0.8)=2.00m
c.锚杆间距计算：
实验得单根锚杆承载力特征值Nt=696KN
六级人防区锚杆间距: a≤[696/(93+50)]^0.5 =2.20m 取a=2.2m
五级人防区锚杆间距: a≤[696/(93+95)]^0.5 =1.92m 取a=1.90m
二 . B2层变电区抗浮锚杆计算：
1.地下底板底水浮力：地下水位绝对标高为5.0m,即相对标高-2.5m
水头：H=10.25(B2底板标高)+0.5(底板厚)-2.5=8.25m
结构自重：Gk=5.0(板自重)+18x1.0(覆土)+20x1.15(地板自重)=46 KN/m2
水浮力： Fk=8.25x10-46=36.5 KN/m2
2.单根锚杆承载力计算：每根锚杆采用3φ25(HRB400钢），As=1473mm2
根据 CECS22:2005计算：
Nt≤fyk*As/Kt=400x1473/1.6=368.2x103N=368.2KN
取单根锚杆承载力Nt=360KN
3.锚固长度计算：锚杆孔直径取Ф150mm
根据 CECS22:2005计算：
（1） La>K*Nt/(π*D*fmg*ψ)=2.0x360/(3.14x150x0.2x1.3)
=1.46m
(2) La>K*Nt/(n*π*d*ξ*fms*ψ)=2.0x360/(2x3.14x25x0.6x2.0
x1.3)=2.95m
根据 GB5007-2002计算：
La≥Nt/(0.8*π*d1*f)=360/(0.8x3.14x0.15x0.2)=4.80m
4.锚杆间距计算：
实验得单根锚杆承载力特征值Nt=360KN
a≤(360/36.5)^0.5 =3.14m 取a=3.0m
三 . 底板配筋计算：
底板厚h=500mm,砼C40，钢筋级别HRB400
1.底板承受的水浮力：
Qk=F(总水浮力)+ qel(人防底顶板等效静荷载)-G2k-Fm(锚杆荷载)
=G1k=34 KN/m2
2.底板内力计算：
M0k=1/8*QK*Ly*(Lx-2/3*C)2=1/8*8.4*(8.4-2/3*2.25)
=1699.7KN-M
截 面 位 置 柱 上 板 带 弯 矩 及 配 筋端跨：
边支座
跨中正
第一内支座
1.2x0.48x1699.7=979 As=1518
1.2x0.22x1699.7=448.7 As=682
1.2x0.50x1699.7=1020 As=1593
1.2x0.05x1699.7=102 As=136
跨 中 板 带 弯 矩 及 配 筋
1.2x0.18x1699.7=367 As=559
1.2x0.17x1699.7=347 As=515
内跨：
支座截面
跨中截面
1.2x0.50x1699.7=1020 As=1593
1.2x0.18x1699.7=367 As=559
1.2x0.17x1699.7=347 As=515
1.2x0.15x1699.7=306 As=492
最小配筋率：ρ0=45ft/fy=45x1.71/360=0.214%
构造配筋为：As=0.214%x1000x500=1070mm2/m
实配钢筋： φ18@200(HRB400) As=1272 mm2/m
支座实配钢筋： φ18/φ16@100(HRB400) As=2277 mm2/m
抗拔锚杆相关计算
1.锚杆竖向抗拔承载力特征值（全国民用建筑工程设计技术措施结构）（地基与基础）7.3节
锚杆直径取100mm
Rt=经验系数*3.14*锚杆直径*锚固长度*每层土锚杆侧阻力特征值*土层的抗拔系数=0.8*0.14*3.14*（6*20+4*25）*0.7=54.15KN
锚杆布置1.5*1.5
水浮力1.5*1.5*21=47.25KN
47.5=0.8*3.14*0.140*0.7（20*6+25*L）
L=(192-120)/25=2.92m
La=6+2.92=8.92m
取10m
2 抗拔锚杆杆体横截面面积
A=1.35*锚杆竖向上拔力/锚筋抗拉工作条件系数*钢筋抗拉强度设计值=1.35*47.25/0.69*300=305.86 取钢筋直径28 面积615
3 锚杆钢筋与砂浆之间的锚固长度
Ta=1.35*锚杆竖向上拔力/钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数*钢筋根数*3.14*单根直径*钢筋与锚固注浆体的粘结强度设计值=1.35*47.25/0.6*1*3.14*28*2.1=576mm
4．注浆体采用 水泥砂浆强度不低于 30Mpa
5．锚杆裂缝验算：混凝土规范8.1.2
构件受力特征系数：2.7
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：1.1-0.65*2.01/0.03997*60.756=0.632
按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力，按混凝土规范第8.1.3条计算：47.25/1.1*615=69.845N/mm2
钢筋弹性模量按混凝土规范第4.2.4采用：200000 N/mm2
最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离：（140-30）/2=55
按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率：615/3.14（140/2）（140/2）=0.03997
受拉区纵向钢筋的等效直径：28
Wmax=2.7*0.632*69.845*（1.9*56+0.08*28/0.03997）/200000=0.0968mm<0.2mm
裂缝计算满足要求
一般抗浮计算：（局部抗浮）1.05F浮力-0.9G自重<0 即可
（整体抗浮）1.2F浮力-0.9G自重<0 即可
如果抗浮计算不满足的话，地下室底板外挑比较经济
同意以上朋友的观点，一般增大底版自重及底板外挑比抗拔桩要经济很多
【原创】抗浮锚杆设计总结
抗浮锚杆设计总结
1 适用的规范
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；
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