抗浮设计计算书

目录一、前言...................................................................................................11.1、工程概况....................................................................................11.2、地质条件....................................................................................2二、设计依据............................................................................................4三、抗浮锚杆设计....................................................................................43.1、抗浮范围....................................................................................43.2、抗浮锚杆计算............................................................................5四、其他说明............................................................................................91一、前言1.1、工程概况新亚总部位于河北省廊坊开发区华祥路西侧，云鹏道北侧。由霸州市新亚金属制品有限公司建设开发，北京炎黄联合国际工程设计有限公司负责设计。本方案涉及办公楼A地下车库及下沉式庭院，工程概况分述如下：1）办公楼A地上16层，地下2层，±0.00相当于绝对标高13.350m，筏板基础，基础底板底面相对标高-12.00m（相当于绝对标高1.350m）。根据勘察报告，基础持力层为粉质粘土⑤层，天然地基承载力特征值为120kPa，不能满足设计要求，需要进行CFG桩复合地基进行加固处理，设计条件如下：A区：相应于荷载效应标准组合时,基底反力为481kPa；相应于荷载效应准永久组合时,基底反力为450kPa。B区：相应于荷载效应标准组合时,基底反力为502kPa；相应于荷载效应准永久组合时,基底反力为470kPa。C区：相应于荷载效应标准组合时,基底反力为442kPa；相应于荷载效应准永久组合时,基底反力为412kPa。2各区允许的最终沉降量≤50mm，整体倾斜变形≤0.002，相邻柱基沉降差小于0.002柱距。2）地下车库和下沉式庭院环绕办公楼A周边为纯地下车库，地下2层，±0.00相当于绝对标高13.350m，筏板基础，基础底板底面相对标高-7.00m～-10.90m。办公楼A和研发用房之间为下沉式广场，±0.00相当于绝对标高13.350m，筏板基础，基础底板底面相对标高-8.55m～-10.90m。根据勘察报告，地下水水位埋深为5.30~5.70米，高程为6.45~7.98米，高差1.53米。拟建场地近年最高水位为地表下2.00米。水位年变幅1~1.5米，近年最高水位按2.00米考虑。场地抗浮设防水位可按地表下2.00米，即标高按10.00米考虑。由于结构荷重较小，地下水水位高于基础底面，结构可能出于超补偿状态，需要采取抗浮措施。1.2、地质条件1.2.1工程地质条件根据派力工程有限公司提供的《新亚总部岩土工程勘察报告》，勘察时，场地自然地面标高为12.05～14.08m。本次勘探揭露60m深度范围内，地层为人工填土层、新近沉积层、第四系全新统河湖相沉积，上更新统沉积层，岩性以粘性土、粉土和粉砂为主，按地层的岩性特征及形成环境，将勘探深度范围内的地层划分为11个地层单元，18个工程地质层，现自上而下简述如下：人工填土层①层素填土：褐黄色，以粉质粘土为主，土质不均匀，夹粉土、夹植物根系。层厚0.50～0.80米，层底标高11.25～13.58米。新近沉积层②层粉质粘土夹粉土:褐黄色，粉质粘土：软塑。中等-高压缩性，干强度中等，中等韧性，稍有光泽；粉土：稍湿-湿，中密-密实，干强度低，低韧性，摇震反应中等，无光泽，含云母。层厚1.90～5.20米，层底标高7.88～10.27米。②1层粉砂：黄色，稍湿-湿，松散，局部中密，主要成分：石英、长石、3云母，颗粒级配较差。层厚3.00～3.10米，层底标高9.33～9.41米。第四系全新统河湖相沉积③层粉质粘土：黄灰色，可塑，局部软塑，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，见锈染，含礓石。层厚0.50～2.50米，层底标高6.48～9.07米。③1层粉砂：灰黄色，很湿-饱和，中密，主要成分：石英、长石、云母，颗粒级配一般。层厚1.80～5.10米，层底标高5.17～7.86米。③2层粉土：灰黄色，湿，中密-密实，干强度低，低韧性，摇振反应中等，含云母。层厚0.90～2.50米，层底标高7.21～8.60米。④层粉质粘土：灰色，可塑-软塑，中等压缩性，局部高压缩性，干强度低，低韧性，稍有光泽。层厚0.90～6.70米，层底标高1.12～5.57米。④1层粉土：灰色，稍湿-湿，中密-密实，干强度低，低韧性，摇振反应中等，无光泽，含云母。层厚1.00～4.20米，层底标高-0.13～3.48米。⑤层粉质粘土：灰黄色，可塑-软塑，局部硬塑，干强度中等，中等韧性，稍有光泽。层厚0.90～5.20米，层底标高-3.02～0.93米。⑥层粉质粘土：灰黄色，可塑，局部软塑，中等压缩性，干强度中等，中等韧性，稍有光泽。层厚0.80～6.50米，层底标高-8.71～--1.03米。⑥1层粉砂：灰黄色，饱和，密实，局部中密，主要成分：石英、长石、云母，颗粒级配较好。层厚0.50～7.60米，层底标高-9.05～-1.33米。上更新统层⑦层粉质粘土：褐色，可塑，局部软塑，中等压缩性，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，见锈染，含礓石，揭露层厚0.90～15.00米，层底标高-22.92～-8.21米。⑦1层粉砂：黄色，饱和，中密-密实，主要成分：石英、长石、云母，颗粒级配较好，见贝壳，揭露层厚1.30～5.70米，层底标高-14.91～-10.51米。⑧层粉砂：黄色，饱和，密实，主要成分：石英、长石、云母，颗粒级配较好，揭露层厚2.40～14.9米，层底标高-35.42～-22.15米。⑧1层粉质粘土：褐色，可塑，中等压缩性，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，见锈斑，揭露层厚1.70～4.10米，层底标高-29.81～-24.61米。⑨层粉质粘土：褐色，可塑，局部软塑，中等压缩性，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，揭露层厚1.80～5.50米，层底标高-38.05～-35.92米。4⑩层粉砂：黄色，饱和，密实，主要成分：石英、长石、云母，颗粒级配较好，揭露层厚4.90～7.40米，层底标高-45.05～-42.70米。⑾层粉质粘土：褐色，可塑-硬塑，中等压缩性，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，见锈斑，夹砂粒，该层未钻穿，最大厚度4.4米。二、设计依据本设计的编制依据以下资料及规范：《新亚总部地基处理设计条件》，北京炎黄联合国际设计有限公司《地下车库部分抗浮条件图》，北京炎黄联合国际设计有限公司《新亚总部岩土工程勘察报告》，派力工程有限公司《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22:2005《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002《建筑边坡工程技术规范》GB50330－2002三、抗浮锚杆设计3.1、抗浮范围根据勘察报告，抗浮设防水位按绝对标高10.00m考虑。按下式进行抗浮验算：kGwkGN式中wkN—地下水浮力标准值；kG—建筑物永久荷载标准值根据设计单位提供的上部结构永久荷载分布图，经计算确定需要设置抗浮锚杆的区域。。区域分布如下图所示，需考虑抗浮措施区域即为图中阴影填充区域。5图1.抗浮区与不抗浮区分布示意图3.2、抗浮锚杆计算地下水净浮力设计值按下式计算：kgwkwwGNN式中wN—地下水净浮力设计值；wkN—地下水浮力标准值；q—地下水浮力分项系数，取1.2；g—永久荷载分项系数，取1.0；以下以沉式庭院为例进行计算分析。根据永久荷载分布及底板标高将其分为A、B、C三个区域，如下图所示：63.2.1A区1.条件：底板标高h=9.80m（-3.55m），抗浮水位标高hw=10.00m；恒载荷重Gk=42.25kN/m2；水的容重10kN/m3；2.计算：1）水浮力标准值：Nwk=10×（10-9.80）=2.0kN/m22）抗浮力：抗浮力=γgGk=1.0×42.25=42.25kN/m2＞2.0kN/m2，抗浮满足要求。3.2.2B区1.条件：底板标高h=4.80m（-8.55m），抗浮水位标高hw=10.00m；恒载荷重Gk=42.25kN/m2；水的容重γw=10kN/m3；永久荷载的分项系数γg=1.02.计算：1）水浮力标准值：Nwk=10×（10-4.80）=52.0kN/m22）抗浮力：抗浮力=γgGk=1.0×42.25=42.25kN/m2＜52.0kN/m2，抗浮不满足要求。73）净浮力标准值：Nwk-γgGk=52.0-42.25=9.75kN/m2净浮力设计值：Nw=γqNwk-γgGk=1.2×52.0-1.0×42.25=20kN/m2锚杆间距采用3.0m×3.0m，则单根锚杆抗拔力设计值取：Nt=180kN根据《岩土锚杆（索）技术规程》CECE22-2005:锚杆杆体的截面面积按下式确定：ykttsfNKA式中sA—锚杆杆体截面面积；tN—锚杆轴向拉力设计值（kN）；tK—锚杆杆体抗拉安全系数，按《岩土锚杆（索）技术规程》CECE22-2005第7.3.2条取值，取1.6；ykf—钢筋抗拉强度标准值，MPafyk400则：24.725400100035.1816.1mmAs，选用1C32HRB400钢筋锚杆锚固段长度按下式估算并取二者较大值：mgtaDfKNLmstafdnKNL式中：K—锚杆锚固体抗拔安全系数，按《岩土锚杆（索）技术规程》CECE22-2005第7.3.1条取值，取2.2；tN—锚杆轴向拉力设计值（kN）；aL—锚杆锚固段长度(m);mgf—锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（kPa），通过试验确定；当无试验资料时，可按表7.5.1-1或7.5.1-2取值；msf—锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（kPa），通过试验确定；当无试验资料时，可按表7.5.1-3；8D—锚杆锚固段的钻孔直径（mm），取150mm；d—钢筋或钢绞线直径（mm）；—采用2根或2根以上钢筋或钢绞线时，界面粘结强度降低系数，取0.6～0.85；—锚固长度对粘结强度的影响系数，通过试验确定；当无试验资料时，可按表7.5.2，取1.0；计算结果如下表：±0.00＝13.35孔径D＝0.15周长＝0.471基础底面标高＝-8.55垫层厚度＝0.10防水层厚度0.07锚杆顶设计标高＝4.64钻孔号:ZK46孔口标高=12.66设计长度＝11.00土层层底标高层厚桩示意图liqsiqsi×li素填土①11.860.8粉质粘土②9.662.2粉质粘土③7.562.1粉质粘土④2.664.91.985099粉质粘土⑤-0.743.43.4050170粉砂⑥1-3.843.13.10200620粉质粘土⑥-7.343.52.5250126粉砂⑧粉质粘土⑧1粉砂⑧粉质粘土⑨K=2.2UΣqsk*li478.065ψ=0.9锚杆轴向拉力