某地下車庫抗浮設計

蔣清華

1 工程概況

本工程位于成都市錦江區，北側為牛沙路，南側毗鄰其他單位用地。地上24層為住宅，地下2層為停車庫及設備用房。總建筑面積38 118 m2，其中地上建筑面積為29 136 m2，地下建筑面積為8 989 m2。主樓部分采用剪力墻結構，純地下室部分為框架結構。地下1層層高為4.2 m，地下2層層高為3.8 m。地下室頂板設計標高為-1.85 m。±0.00絕對標高為494.90 m。

根據甲方提供的中國冶金建設集團成都勘察研究總院的《勘察技術報告》，本工程場地內地質層自上而下依次為:雜填土，素填土，粉土，淤泥質粉土，細砂，中砂，松散卵石層，稍密卵石層，中密卵石層，密實卵石層，強風化泥巖，中風化泥巖，建筑場地類別為Ⅱ類。抗浮設計水位為490.00 m。主樓采用鋼筋混凝土筏板基礎，純地下室部分采用鋼筋混凝土獨立基礎加抗水板。

2 設計過程中的主要問題

1)地下室底板板面標高為-9.85 m，相當于絕對標高485.05 m。底板厚400 mm，板底絕對標高即為484.65 m，抗浮設計水頭為5.35 m。主樓之外純地下室部分有整體抗浮不滿足及地下室底板承受水浮力較大的問題。

2)地下室長 92.60 m，寬 61.97 m，不設永久縫，均屬于超長結構，存在混凝土因溫度應力而收縮產生裂縫的問題。

3 解決方案

1)地下室整體抗浮。

塔樓以外純地下室部分平均壓重為:[(0.4+0.12+0.16+0.1)×25+0.9×18]×0.9=32.13 kN/m2(注:0.1為梁柱折合板厚)。

水浮力為5.35×10=53.5 kN/m2＞32.13 kN/m2。

故地下室整體抗浮不滿足要求，本工程采取滿堂設置抗浮錨桿的措施以解決該問題。

抗浮錨桿的荷載設計值 Nk=1.2×53.5-32.13=32.07 kN/m2。

本工程中錨桿布置多數為2.5m×(2.5～2.7)m及3 m×(2.5～2.7)m網格，極個別為3 m×2.8 m網格，以3 m×2.8 m計算，每根錨桿應提供抗拔力設計值。

Nt=32.078×2.8×3=269.47 kN，取270 kN計算。

根據CECS 22∶2005錨桿桿體鋼筋面積(HRB335級鋼筋 fyk=300 N/mm2)。

選用 3φ 25，As=1 470 mm2＞1 440 mm2，滿足設計要求。

根據選筋情況，錨桿錨固段的鉆孔直徑 D取180 mm，錨固段注漿漿體強度為M30。

故建議錨固段長度大于6.6 m，施工中以實驗結果為準。

2)抗水底板計算。

板底抗浮水頭H=5.35 m。

400厚板底處水反力設計值:q=水浮力-壓重=1.2×5.35×10-0.4×25×0.9=55.2 kPa。

800厚獨基礎底處水反力設計值:q=水浮力-壓重=1.2×5.75×10-0.8×25×0.9=51.00 kPa＜55.2 kPa。

在倒樓蓋模型中采用SATWE復雜樓板分析與設計軟件進行分析，得出抗水板板底彎矩極值(不包括柱底)為80 kN?m，按受彎控制的配筋為650 mm2，按裂縫(＜0.2 mm)控制的配筋為1 250 mm2，選配φ 16@150;抗水板板頂彎矩極值為74 kN?m，按受彎控制的配筋為598 mm2，按裂縫(＜0.3 mm)控制的配筋為946 mm2，選配φ 16@200。

另外在倒樓蓋模型中輸入面荷載標準值32.13/1.35=23.80 kN/m2，計算得出除框架柱外柱底反力小于270 kN，與整體抗浮計算中單根錨桿抗拔設計值相符。

3)對超長地下室采取相應的構造措施以減小混凝土的收縮、開裂。具體措施如下:a.沿主樓設置800 mm寬沉降后澆帶。設置一定數量的膨脹加強帶，每道加強帶之間的混凝土區域長度控制在30 m～40 m。b.底板(包括獨立基礎，條形基礎及筏板)及混凝土強度等級用C35集料級配防水混凝土，內摻“Saho-HF高性能混凝土膨脹劑”，限制膨脹率要求不小于0.02%。在底板、頂板、-1層梁板及側墻混凝土中加入“XD-F聚丙烯纖維”，摻量為0.9 kg/m3。膨脹加強帶的限制膨脹率要求不小于0.03%。c.在施工過程中加強混凝土的養護措施。必要時采取麻袋或薄膜覆蓋及澆水養護。

通過以上措施基本解決本工程設計中存在的主要問題。

該工程現已通過施工圖審查進入施工階段。

4 結語

1)本工程地下水位較高，采用抗浮錨桿能夠有效解決抗浮問題。

2)設計過程中采用倒樓蓋模型進行分析，不僅能夠準確分析抗浮底板受力情況，亦能準確檢驗每個錨桿能否滿足抗拔要求。

[1] GB 50010-2002，混凝土結構設計規范[S].

[2] CECC 22∶2005，巖土錨桿(索)技術規程[S].