摘要：随着城市发展，人口高度集中，城市建筑物在越建越高的同时，建筑物的地下室越建越深。因此，地下室底板抗浮ê杆的设计越来越受到人们的重视。本文就地下室底板抗浮ê杆设计进行了探讨，并结合了具体的工程实例，以期能为地下室底板抗浮ê杆的设计提供参考。
关键词：地下室；底板抗浮ê杆；设计
1 引言
近年来，由于地下室空间的大规模开发，带地下室的建筑越来越多，地下室的深度也逐渐加深，但是一些带有地下室的建筑自重不足以抵抗地下水的浮力，因此，为了地下室抗浮，常常会用到一些抗浮措施。而抗浮ê杆以其经济性、施工周期短等优点，在地下室抗浮设计中得到广泛的应用。本文就地下室底板抗浮ê杆设计进行了探讨，并结合了具体的工程实例，提出了一些有关抗浮ê杆设计的建议看法，以期能为地下室抗浮ê杆可以更好地进行设计提供参考。
2 工程概况
某工程地下室共3层，上部结构主塔¥26层，裙房层数为3层。主塔¥基底面积为2000m2，裙房基底面积为3000m2。地下室底板底标高为-15.90m，抗浮设计水λ为-4.80m，立面见图1。
基础型式采用大直径人工挖孔灌注桩，底板厚500mm。底板下岩土层为中风化泥质粉砂岩，局部夹有强风化泥质粉砂岩夹层。根据上述基本情况，
（1）主塔¥地下室承受的水浮力标准值为：
主塔¥结构自重标准值F抗（地上部分¥层梁板折算厚度220mm，地下部分¥层梁板折算厚度260mm，底板厚度为500mm）：
（2）裙房地下室承受的水浮力标准值为：
主塔¥结构自重标准值F抗（地上部分¥层梁板折算厚度220mm，地下部分¥层梁板折算厚度260mm，底板厚度为500mm）：
由以上验算结果可知，裙房部分结构整体抗浮验算不满足要求，需采取抗浮措施。经多方案比较，抗浮ê杆具有经济性较好、施工周期短等优点，该工程采用抗浮ê杆抗浮。
3 抗浮ê杆设计
目前，抗浮ê杆设计尚无统一的规定和计算方法，本文拟根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）及《岩土ê杆（索）技术规程》（CECS22：2005）相关条文进行对比分析。
3.1 单根ê杆抗拔承载力特征值的确定
3.1.1 岩土力学参数
根据《工程地质勘查报告》，地下室底板下土层为中风化泥质粉砂岩，局部有强风化泥质粉砂岩夹层，夹层厚度不均匀，厚度范Χ为0.5～6.5m。ê杆ê固体与中风化泥质粉砂岩粘结强度特征值为140kPa；ê杆ê固体与强风化泥质粉砂岩粘结强度特征值为120kPa。因强风化泥质粉砂岩夹层厚度不均匀，计算时ê杆ê固体与岩土层粘结强度特征值取f=120kPa。
3.1.2 单根ê杆抗拔承载力特征值计算
ê杆孔直径一般取200mm以内，该工程ê杆孔直径取150mm，ê杆ê入中风化泥质粉砂岩（或强风化泥质粉砂岩）内的ê固长度取6.5m。对于ê杆ê固长度的要求，规定了最小的的ê固长度要求，即要求ê固长度大于40d（d为ê杆孔直径），均规定了ê固长度的上下限值，规定岩石ê杆ê固长度不应小于3m，不宜大于45d和6.5m，规定岩石ê杆ê固长度宜采用3～8m，工程ê固长度为6.5m，满足上述要求。
3.2 抗浮ê杆水浮力计算及布置
抗浮ê杆的布置应根据ê杆承担的地下水浮力大小及单根ê杆抗拔承载力特征值确定。
3.2.1 抗浮ê杆承担的水浮力计算
目前抗浮ê杆承担的水浮力主要有以下三种计算方法：
（1）考虑上部结构自重，ê杆承担的水浮力为水浮力减掉上部结构自重；
（2）不考虑上部结构自重（底板自重亦不扣除），ê杆承担全部水浮力；
（3）ê杆承担的水浮力分两个区域计算：柱、墙、梁影响区域扣除上结构自重；非柱、墙、梁影响区域仅扣除底板自重。
上述第（1）种算法对于该工程存在安全隐患，上部结构自重是集中在柱（点）或墙（线）上，采用这种算法，底板必须具有很大的刚度，才有可能将自重均匀分布在底板上。否则将引起柱墙区域外的ê杆破坏，进而造成所有ê杆破坏。
第（2）种算法过于保守，底板自重是均匀的，是完全可以扣除的。
第（3）种算法考虑柱、墙下ê杆承担的水浮力可扣除上部结构自重是合理的，但考虑与柱、墙相连的梁两侧一定范Χ内水浮力扣除上部结构自重，柱、墙荷载分配在梁上的大小及范Χ的存在不确定性，可能引起安全隐患。
该工程在计算柱、墙荷载扩散范Χ外ê杆承担的水浮力时，扣除了底板自重，柱、墙下荷载扩散范Χ内ê杆承担的水浮力扣除了墙、柱传递的上部结构自重（图2）。柱墙荷载扩散范Χ按下式计算，并取两者的小值，笔者认为这样是安全且合理的。EG/F浮
式中B――柱墙荷载扩散范Χ；
ΣG――柱墙传下的上部结构自重；
F浮――水浮力面荷载；
h――底板厚度。
3.2.2 ê杆布置
单根ê杆抗浮面积为：
式中A――单根ê杆承受的水浮力面积；
Rt――ê杆抗拔承载力特征值；
F浮――水浮力面荷载；
F抗――底板自重面荷载。
抗浮ê杆间距采用1.5m×1.5m，均匀分布于底板下。
3.3 ê杆钢筋截面面积计算
相关规范给出了ê杆钢筋截面面积计算公式。规范提出了ê筋抗拉工作条件系数，钢筋强度按受拉强度设计值进行计算；规范提出了ê杆杆体抗拉安全系数，钢筋强度按受拉强度标准值进行计算。两者的计算公式存在差异，但均相当于为ê杆杆体设置了1.6倍的安全系数。该工程ê杆杆体采用HRB400钢筋，按规范要求均进行了计算，见表1。 表1中，规范计算公式中ζ2为ê筋抗拉工作条件系数，对永久性ê杆取0.69；C0为边坡重要性系数，该工程取1.0；Na为ê杆轴向拉力设计值，fy为ê筋抗拉强度设计值。在计算公式中Kt为ê杆杆体抗拉安全系数，对永久性ê杆取1.6；Nt为ê杆轴向拉力设计值；fyk为ê筋抗拉强度标准值。
3.4 ê杆钢筋与ê固砂浆间的ê固长度计算
相关规范均给出了ê杆钢筋与ê固砂浆间的ê固长度计算公式，规范提出了钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，粘结强度按粘结强度设计值进行计算。规范提出了ê杆ê固体的抗拔安全系数，粘结强度按粘结强度标准值进行计算。两者的计算公式存在差异，规范相当于设置了约1.7倍的安全系数；相当于设置了约2.0倍的安全系数。
该工程按两个公式均进行了计算，ê固长度6.5m均满足要求。此处不再列出计算过程。图3为该工程ê杆大样。
3.5 注浆设计
该工程ê杆注浆设计采用二次注浆，要求如下：
（1）第一次注浆时，采用M30水泥砂浆，内掺抗裂膨胀剂6%，水灰比小于0.45，采用0.6～0.4MPa低压注浆。
（2）第二次注浆时，采用M30纯水泥浆，内掺抗裂膨胀剂6%，水灰比小于0.45，注浆压力大于2MPa。第二次注浆应在第一次注浆形成的水泥结石体强度达到5MPa后进行。
3.6 ê杆验收试验
该工程按规范提出了验收试验要求，验收数量为ê杆总数的5%，加载方式采用循环加载，与水浮力作用的特性相似。验收试验加载的最大荷载为2倍ê杆抗拔承载力特征值，与规定的1.5倍ê杆轴向受拉力设计值基本一致。试验结果显示，全部验收ê杆δ出现破环现象，均满足设计要求。
4 结语
综上所述，用抗浮ê杆来解决建筑物或构筑物抗浮的问题，因其具有造价低、施工方便等优点，已被广泛地应用于实际工程中。虽然抗浮ê杆是近几年的新工艺，特别是在防水方面还û有统一的规定。因此，要确保抗浮ê杆的安全和耐用，不仅要求施工单λ要有高的施工技术，还需要设计、建设、监理三方的配合，并借鉴成功的施工经验。
参考文献：
[1] 黄山.抗浮ê杆与地下室底板共同作用分析[J].工程建设与设计.2012（01）.
[2] 曾嘉、唐旭雄.考虑与底板共同作用的抗浮ê杆设计[J].广州建筑.2005（04）.
