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抗拔樁與抗浮錨桿經濟技術比較

作者:來源:日期:2019-10-24 8:05:05人氣:1406
      1工程概況

      本工程位于某新城運河核心區,地下為3層地下車庫,上部為多棟高層公寓和辦公樓。純地下室部分為3層地下室,層高分別為地下3層4.6 m,地下2層3.7 m,地下1層4.8 m,上部覆土1.5 m,基礎筏板厚度0.6 m?;A底標高- 15.2 m(相對+0)。地下車庫標準柱網為8.2 mx8.7 m。

      依據勘察單位提供的勘察報告,抗浮設防水位相對標高為-2.4 m,本工程抗浮水頭約為12.8 m。

      抗浮荷載設計:

      上部結構自重:3x13+1.5x18 +0.6x25=81 kN/m2.

      需要抗拔構件提供的抗拔承載力為:1.05x(128-81)=50 kN/m2 .

      2抗拔樁設計

      抗拔樁采用大直徑鉆孔灌注樁,分別考慮了800 mn和600 mm兩種樁徑,每個8.2 mx8.7 m柱網需要的抗拔承載力標準值需達到:8.2x8.7 x50=3567 kN。

      1)混凝土灌注樁,直徑800.抗拔樁承載力(如表1所示)計算(以78號勘探孔為例):

      樁長18 m,單樁抗拔力=(1 204 +940)12 +(74 +62) =1 208 kN。

      布樁:每柱網需要的樁數為:2.95根樁,按3根計。配筋:控制裂縫0. 2 mm.鋼筋面積A. =9 327(分段配筋,長度9m) .A2=4664(分段配筋,長度9m),整根樁的配筋量為982kg(僅為抗拉鋼筋,不含箍筋) ,混凝土用量9.04 m'。

      折合每平方米用量:鋼筋41.3 kg/m2 ,C30混凝土0.38 m' /m2.


      初步評估,抗拔樁配筋基本由裂縫控制.鋼筋量較大。

      2)混凝土灌注樁,直徑600.抗拔樁承載力(如表2所示)計算(以78號勘探孔為例) :

      樁長18 m,單樁抗拔力=(903 +705) 12 +(42 +35) =881 kN.


      布樁:每柱網需要的樁數為:4.0根樁.按4根計。

      配筋:控制裂縫0.2 mn,鋼筋面積A1 =7 854(分段配筋,長度9m),A,=3 927(分段配筋,長度9 m) ,整根樁的配筋量為827 kg(僅為抗拉鋼筋,不含箍筋) ,混凝土用量5.09 m”。

      折合每平方米用量:鋼筋46.4 kg/m2 ,C30 混凝土0. 285 m' /m'.3)抗拔樁布置位置的思考(按600樁徑考慮)。

      a.抗拔樁完全布在柱下,成為樁承臺+防水板基礎,樁數由兩種工況控制:無水工況下,樁數滿足豎向荷載作用下的承載力計算;抗浮水位下,樁數需滿足抗拔承載力的計算;經計算單柱下需4根樁(見圖1)。


      水浮力128 kPa.防水板按600厚考慮,底板自重0.6x25=15 kPa.基礎底板承受的向上的荷載為1.4x( 128-15) = 158.

      b.抗拔樁散布在筏板內,基礎為天然地基上的筏板基礎.每標準跨需4根樁(見圖2)。需驗算柱對筏板的沖切和抗浮水位下樁對筏板的沖切。

      經計算下返柱墩3 200 x3200 x 600.筏板厚600.c.兩種樁布置方式經濟性對比見表3.


      d.小結。對于無水工況的常規抗壓樁基,為縮短豎向傳力途徑?;鶚?.般集中布置于柱下。對于高水工況且水位在很高水平時。若仍將抗拔樁集中布置于柱下,由于跨度較大,水浮力相應會產生較大的支座及跨中彎矩,對基礎底板的經濟性是不利的。反之,對均勻布樁情形。在高水工況時由于樁與樁之間間距減小,會減小基礎底板內力從而帶來較好的經濟性:但在無水時,由于筏板受到中間布置的基樁反力作用會產生較大的內力,相對集中布樁則會更不經濟”。本工程就是-一個高抗浮水位的例子。

      3抗浮 錨桿設計

      3.1普通 錨桿承載力計算.

      普通錨桿:按直徑150 mn,16 m長錨桿進行計算(見表4)。單根錨桿的抗拔力=(97 +322) 12 =210 kN。

      每平方米需要的錨桿數: 50/210 =0.238根,錨桿問距為2.05 m.每根錨桿需要的鋼筋面積A, =210x1.6/360 =933.

      每根錨桿的鋼筋用量為116 kg, 細石混凝土用量:0.283 m'.折合每平方米用量:鋼筋27.6kg/m',細石混凝土用量0.067 m' /m2 ,進尺長度3.81 m/m'.3.2 帶擴大頭抗浮錨桿方案

      按直徑150 mm,12 m長錨桿,端部擴頭至400 mm,長度2 m,進行計算(見表5)。

      單根錨桿的抗拔力=(97 +383) 12 =240 kN.

      每平方米需要的錨桿數: 50/240 =0.208根,錨桿問距2.2 m.每根錨桿需要的鋼筋面積A, =240x1.6/360=1067.

      每根錨桿的鋼筋用量為100 kg,細石混凝土用量:0.608 m'.折合每平方米用量:鋼筋20.8 kg/m',細石混凝土用量0.126 m3 /m2 ,進尺長度2.50 m/m2.


      4 經濟技術比較

      灌注樁與錨桿經濟技術對比見表6。


      5  結語

      結合工程實例,對抗浮水位較高時多種抗浮方案進行了技術;經濟比較,得出以下結論:

      1)北方平原地區,由于基底下沒有堅硬的巖層,大部分為土體錨桿,造成錨桿很長,造價偏高。2) 抗拔樁方案,由于鋼筋用量由裂縫控制,配筋量較大;較小的樁徑在提供相同的側摩阻力的情況下,混凝土用量較少。3) 抗浮水位較高時,抗拔樁均勻布置在筏板內,筏板的經濟性更好。由于抗拔樁、錨桿、基礎底板的造價受混凝土和鋼筋的市場價格影響,且抗浮方案受土層結構、水位高低、當地經驗等多種因素影響,以上分析僅供參考。

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