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摘要：通过具体工程实例，针对不同地质情况下的抗浮锚杆直径、长度进行优化计算，争取效益最大化，希望对类似工程有一定的指导意义。
关键词：抗浮锚杆；抗浮设计；优化；效益
随着城市建设的高速发展，土地资源越来越宝贵，地下空间的开发和利用则成为建设工程的重中之重。在越来越多的建筑选择向下发展的同时，地下结构的抗浮问题则变的越来越突出。
目前常用的地下结构抗浮方法有配重法、抗拔桩法或抗浮锚杆法。抗浮锚杆是设置于建（构）筑物基础底部，将上浮力传递到稳定的岩土层，用以抵抗地下水对建（构）筑物上浮力的构件，通常包括杆体（由钢筋、特制钢管、钢绞线等筋材组成）、注浆体、锚具、套管和可能使用的连接器。与前两种方法相比，以垂直土层锚杆作为抗浮受拉体的抗浮锚杆法，具有工期短、造价低、节省材料等优点。本文以某工程为例，就抗浮锚杆设计计算与优化的一些问题进行探讨。
一．工程概况
某商业工程设计地下二层，地上五层，占地面积275m×145m。拟建场区地貌类型为冲洪积平原，地基持力层选用第（5）层强风化花岗岩，地基承载力特征值800KPa。地下水按赋存方式分为第四系松散堆积层的孔隙水和基岩风化裂隙水。大气降水为主要补给源，以侧向径流排泄和蒸发方式排泄。
二．抗浮设计概况
根据《青岛红星国际广场A、B地块勘察报告（2017-288）》：
1.抗浮设计水位：本场地历年最高水位为位3.0m。根据区域水文地质资料、场地地形地貌特征和类似工程经验，考虑到地下建筑设置后对地下水的阻滞作用，建议本工程的地下室抗浮水位按3.0m进行设计。
2.抗浮措施评价：高层建筑荷载较大，抗浮能力较强，基础可按本报告推荐的抗浮水位进行设计。多层建筑及纯地下室部分抗浮能力较弱，尤其是裙楼与主楼的交接部位，因其抗浮能力不同，可能造成不均匀上浮而产生建筑裂缝。故建议采用抗浮锚杆措施。本场地各岩土层与锚固体的粘结强度特征值参见表1：
三．抗浮锚杆原设计计算
本工程柱距为8.4m×8.4m，分为商业一般区域、中庭区域两个典型区域。
锚杆直径、锚筋规格数量型号等详见下表，锚杆注浆采用M30水泥砂浆，水泥砂浆强度大于32.5Mpa普通硅酸盐水泥，HRB400级1φ18焊接短钢筋100mm@1000mm，HPB300级架立筋3φ6@1320mm，锚杆顶部配250mm长×250mm宽×4mm厚止水钢板，包含检验试验费及钢筋端头处理等全部工作。
1.商业一般区域
车库底板标高按照-4.25m计算，水浮力为72.5KN/m2，基础底板厚度为500mm；
负二层顶板梁板墙折算厚度120+120=240mm；
负一层顶板梁板墙折算厚度200+150=350mm；
一层顶至五层顶梁板墙折算厚度5×（120+120）=1200mm；
抵抗水浮力为：（0.5+0.24+0.35+1.2）×25=57.25KN/m2<水浮力，需打抗浮锚杆。
（1）单根锚杆承担浮力
根据勘察报告，地下水位取绝对标高3.000米，底板底标高为-4.2，水头h=7.2m，底板厚度取500mm。
g1=0.5×25+0.1×15+10=24KN（49.75kN）
锚杆间距S1=2.8m，A1=S1×S1=7.84m2
单位面积水浮力：g2=7.1×10=71kN
综上所述原设计抗浮锚杆技术参数详见表2。
表1岩土层与锚固体的粘结强度特征值
四．抗浮锚杆优化计算
1.锚杆直径优化
考虑成本因素并现场工期因素，拟采用增加锚杆直径的方法来缩短单根锚杆试打长度，因为增加钻杆直径对锚杆施工效率影响不大。经各方沟通并经设计院重新计算确认（计算过程此处不再赘述），直径优化后抗浮锚杆技术参数详见表3。
2.锚杆长度优化
根据现场土方开挖过程中岩石带分部情况，部分锚杆位于⑥层中风化花岗岩岩层中，其岩土层与锚固体的粘结强度特征值qsk=200kPa。经各方沟通并经设计院重新计算确认（计算过程此处不再赘述），长度优化后抗浮锚杆技术参数详见表4。
五.结论
1.抗浮锚杆的平面布置应力求均匀，才能保证受力的合理性，在满足整体抗浮要求的同时也减少了对基础底板的冲切作用，从而可以减小底板厚度，节约造价。
2.注浆材料的配合比直接决定锚杆施工的成败，针对具体工程要通过试验室配合比、现场施工配合比等多道程序，才能制定出合理的工程锚杆配合比。
3.抗浮锚杆在计算长度范围内应全部锚固在计算岩层中，由于地勘勘察点的不连续性，现场开挖后应及时通知勘察、设计以确认抗浮锚杆所在区域岩层，如与设计不符应做出相应的变更处理。
4.抗浮锚杆具有良好的抗拔能力，且造价低，受力均匀，施工快捷，施工机械及设备的作业空间不大，是一种很好的抗浮措施。另外采用抗浮锚杆要比采用抗浮桩（灌注桩）工期要短，造价要低。
参考文献：
[1]华锦耀，郑定芳.地下建筑物抗浮措施的选用原则[J].建筑技术，2003.
[2]沈传贵.抗浮锚杆施工在建筑工程中的应用[J].四川建筑，2007，18（6）：182-184.