江苏建筑 ２０１８年第２期（总第１８９期） ５７ 地下室抗浮中抗拔桩（锚杆）设计的若干问题 康信江．王雯 （南京大学建筑规划设计研究院有限公司，江苏南京２１００９３） 【摘 要】 抗浮桩的工程造价占比工程桩造价比例较高，合理设计抗拔桩可以有效的节约工程造价并提高安全系数，文章 从水浮力荷载的特性出发，研究了其在不同工况下的安全系数，对抗浮计算采用用合理的设计方法 、 ［关键词Ｊ 安全系数；设计方法；抗拔桩（锚杆） 【中图分类号】ＴＵ９４３ Ｉ文献标识码］Ａ【文章编号】１００５—６２７０（２０１８）０２—００５７—０２ Ｓｅｖｅｒａｌ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｕｐｌｉｆｔ Ｐｉｌｅ（Ａｎｃｈｏｒ）ｉｎ ｔｈｅ Ａｎｔｉ－ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｂａｓｅｍｅｎｔ ＫＡＮＧ Ｘｉｎ—ｊｉａｎｇ Ｗ ＡＮＧ Ｗｔｍ （Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ １）ｅｓｉｇｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｌｎｓｔｉｔｎｔｅ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２ １ ００９３ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｐｌｉｆｔ ｐｉｌｅ ｃｏｓｔ ｉｓ ａ ｌａｒｇｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｗｈｏｌｅ ｐｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｕｐｌｉｆｔ ｐｉｌｅ Ｃａｌｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓａｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｆａｃｔｏｒ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｂｕｏｙａｎｃｙ ｌｏａｄ，ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｔｓ ｓａｆｅｔｙ ｆａｃｔｏｒ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓａｆｅｔｙ ｆａｃｔｏｒ；ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ；ｕｐｌｉｆｔ ｐｉｌｅ（ａｎｃｌｌｏｒ） ０前言 和；尺 为 桩（锚杆）抗拔承载力特征值，ｎ为桩（锚杆）数量； 抗拔桩（抗拔锚杆）承载力是南岩土抗力（抗拔出）与构 件材料强度（抗托断）双控的。前者采Ⅲ安全系数法确定抗 拔承载力特征值．是抗拔构件入土长度的决定因素．通常安 全系数取２．Ｏ。对于桩（锚杆），设汁值一般可取桩（锚杆）特 值的１．３５，则有尺＝１．３５Ｒ… 对于竖向承重时：一般满足ｎＲ ≥Ｓｋ ｎＲ≥Ｓ 随着经济发展．城市地下空问的开发规模不断扩大， 地下车库、下沉式广场等大鞋兴建．地下室的平面尺寸 及深度 著增加．地下室抗浮所占结构造价比例也在不断 提升，如何合理、高效解决基础设计中的抗浮设汁成为业 主、专家所天注的问题 本文针对地下室抗浮中的几个问 题进行探讨．供专家、同行商榷．为合理的没计提ｆｌ｜建ｃ义； １ 抗浮设防水位和浮力的计算 （２） （３） 水浮力的本质就是作用在地下结构顶面与底面水 力 之差．这个水压力根据实际情况这个水 力可能是孔隙水 式巾： 为标准值荷载，５为设计荷载，凡为单桩抗压承 载力特征值．Ｒ单桩抗厩承载力设计值．荷载综合系数一般 取１．３５，故对于上部结构承载而言，式（１）、式（２）基本等价； 埘于地＿Ｆ室抗浮时．同理需满足： Ｓｋ—Ｇｋ／Ｋｗ≤ｎＲ Ｓ—Ｇｋ／Ｋｗ＜１．３５ｘｎＲ．山 （４） （５） 力或者是静水压力．在渗流情况下还需要埘地下水进行 渗流分析 目前江苏地区的常规做法是：（Ｉ） 勘察阶段杏 明场地水文地质条件和地Ｆ水赋仔特 ．提供有足够安全 度、经济合理的抗浮设防水位．且抗｝乎最低水位不低于宇外 整平场地下０．５ｍ：（２） 设计阶段以扰浮设防水位为起始 式【ｆ１：Ｓ 为设防水位下地下室水浮力，Ｓ为极限水位下 点计算浮力．进行相应抗浮验算 ． ２ 抗拔桩（锚杆）设计的标准问题 现行设计方法为：当采川抗ｌ７乎抗拔桩（锚杆）没计时，需 满足式（１）： Ｇ ｋ／Ｋ ＋ｎＲ ≥Ｓ （１） 地下室水浮力，兄 为单桩抗拔承载力特征值，Ｋｗ为抗＇７乎安 全系数．一般取１．０５： 根据水浮力的基本原理．浸入静止流体巾的物体受到 稿日Ｊ￣１２０１８．Ｏ１．２６ ｆ作者简介】康信江，南京大学建筑规划设计研究院有限公司，高级 程师、Ｔ学硕十。 式（１）中：Ｓ 为水浮力作川标准值；Ｇ 为结构自重及配重之 江苏建筑 一２０１８年第２期（总第１８９期） 个浮力．其大小等于该物体所排开的流体重量。方向垂直 向上并通过所排开流体的形心。也即是说。对于地下室抗浮 ｌ’ ｌ 设计而言．只要水位淹没地下室顶。而不论水位淹没多高， 地下室受到的整体水浮力都是保持不变的。故水浮力荷载 的特性不同于普通荷载．简单的荷载分项系数设计方法对 ｔ ｔ） 于水浮力状态的下的结构设计是否安全合理有待商榷。 ２．１案例分析（表１） 江苏地区．抗浮设防水位一般不低于整平地面下０．５ｍ 时．由于城市排水设施水平普遍不高。雨水淹没小区道路情 况时有发生。根据前述分析．极限淹没水位取室外地面ｌｍ 高．地下室水位示意如图１所示。 针对上述４个案例．有利的恒载包括：水位下覆土的 有效重量、水位上覆土的重量及地下室结构的重量。通过计 算分析．对极限状态下的抗浮力需求与设防标准状态下的 抗浮力需求进行对比．对比情况如表２。 ２．２结语 图１地下室水位示意图 于浅埋单层地下室而言不够安全．对于两层深基坑，采用标 准值设计又过于保守，故建议对于抗拔桩（锚杆）的设计应采 用极限水浮力工况对应桩（锚杆）抗拔设计承载力设计值。 ３ 抗浮设计中上部荷载的取值问题 在抗浮设计中．上部结构的有效重量均为有利荷载，上 从表１ 表２可以看出．桩基抗浮设计采用标准值设计时 与按设计值设计时安全标准不一．极限状态下需求系数比设 防状态下需求系数为１．０９一１．６１．随着地下室埋深的增加．需求 系数越来越低。故从此表中可明显看出．采用标准值设计对 表１ 部结构的荷载主要为覆土重量、结构梁板柱自重、粉刷面层 的取值，墙体的取值等等。此做法各设计院取值不一．建议 按表３取值 抗浮设计案例 工程概况 设防水位下单柱下Ｇｋ 极限水位下单柱下Ｇｋ ＆一Ｇ ｘ Ｓ－Ｇ ｘ 需求系数（Ｓ－ Ｋｗ、Ｉ ｓｒｃ０Ｋｗ （下转第６１页） 江苏建筑 ２０１８年第２期（总第１８９期） 法得出 弧轴线的每一个点，通过控制线上点与点之间的 连线形成圆弧（如图６）。通过具体的放线控制本工程质量 ．达到了预期的要求。（如图７、图８所示） ７结语 在快速发展的社会主义现代化建设中．各种异型建筑物 随处可见，而作为测量工作者，遇到此类型建筑物测培放样 是常事，大半径圆弧建筑物、曲线型建筑物采川本方法进行 测量放线，可以有效减少『 作量，简化计算．提高１ 作效率． 图８ 现场梁柱成形图２ 图６ 局部圆弧粱及柱定位图 图９ ３层精装修效果图 加快施 进度，该技术值得在房建工程中推广应用（圈９）． ．参考文献 Ｉ１］ＣＡ１）应用大全ＩＭ１．北京青年出版社 【２】工程测量规范：ＧＢ５００２６—２００７［Ｓｌ 中国计划出版社． ２（）（）７． 王家法．ＣＡＤ技术平台在异形建筑施工测量中的应用 图７ 现场梁柱成形图１ Ｕ１．施工技术，２０１２，４１（３７３） （上接第５８页Ｊ 表３ 折减系数 覆土 结构粱板柱 ０．８ 抗浮设计中上部荷载的取值 备注 考虑顶板土壤的松散性．故土窬霞按ｌ６ｋＮ／ｎ ３计取 １．０ 改动可能性较小．故不予折减 建筑两层重量一般可达１．５ｋＮ／ｍｚ．考虑到交付时．局部业主未进入装修此时面层一般为结构找平 层４０ｒａｍ厚．敞对面层荷载折减０．７．取不小于１．０ｋＮ／ｎ１：较妥 外墙 １．０ 改动可能性较小、故不予折减 核心简、楼梯问、走道墙体 房 分隔墙 １．０ ０．３ 核心筒、楼梯间等均为功能房间．改动可能性较小 考虑到建筑使用周期长达几十年．后期业主拆改的随机性．应对房间分隔墙重量予以０．３的折减 系数考虑抗浮 ４ 结语 参考文献 对于抗浮桩（锚杆）．摈弃标准值采用设汁值进行设汁 安全而合理．具有较大的经济效益和安全富裕度：对于抗浮 Ｔ：况中，上部结构荷载的取值亟待统一，否则也将造成安全 与浪费之间的摇摆 ｌ１Ｉ建筑结构荷载规范：ＧＢ５０００９－２０１２ｌＳ１．中国建筑工业出 版社．２（）１２． １２１建筑桩基技术规范：ＪＧＪ９４—２００８【Ｓ１．中国建筑工业出版 社．２０（）８．
