长岛荟城项目抗浮锚杆优化布置研究

摘要

抗浮锚杆是一种常见的建筑工程地下结构构件。目前的抗浮设计方案大多采用面状均匀布置的方式，锚杆施工完成后会使得建筑场地内现出大量延伸出地面的锚杆预留接头，不但会对地下室底板外防水施工造成很大麻烦，同时会使得挖掘机械缺乏足够的运行空间，影响清底机械的工作环境和工作效率。随着目前旋喷扩大头锚杆技术的出现，锚杆的抗拔力在不断刷新。论文以长岛荟城项目为依托，利用扩大头锚杆的高抗拔力特性，将过去抗浮锚杆均布方案优化为独立基础承台下少量扩大头抗浮锚杆的集中布置方案，减少了抗浮锚杆数量，同时也使得场地可满足清底机械的运行要求。　　为完善优化设计方案，进行了扩大头单锚设计参数优化和群锚效应以及削弱措施的研究，主要研究了扩大头锚杆的极限抗拔力、扩大头锚杆间距对群锚效应的影响及解决方式等几方面的内容，依据前文结果提出设计方案并进行经济性分析对比，得出主要结论如下：　　1.通过原位试验得到锚杆拉拔过程中的破坏特征以及不同扩大头长度下的单锚极限抗拔力，并根据试验数据回归分析出扩大头锚杆极限抗拔力与扩大头长度的关系为P=161.6+81.4L（P为扩大头极限抗拔力，L为扩大头段长度）。　　2.通过建立扩大头锚杆单锚数值模型，得到锚杆拉拔过程中土体位移场的变化趋势，发现锚杆抗拔力随扩大头长度、普通锚固段和扩大头直径的增大而增大，在一定范围内，扩大头长度对抗拔力的影响最显著，其次为扩大头直径，普通锚固段影响最小。　　3.通过建立扩大头锚杆群锚模型对比分析在不同锚杆间距和错位长度下群锚整体抗拔力的变化趋势和土体位移场的发展模式，得出随锚固间距加大，群锚整体极限抗拔力不断加大，群锚效应的影响逐渐减弱，引入了群锚效应系数概念，当锚固间距越小，群锚系数下降越明显；错位布置方式一比错位布置方式二更经济合理，同时错位布置长度为1倍扩大头长度时最经济高效。　　4、将均布方案和集中优化方案通过工程量、施工造价和工期三方面进行经济性分析，发现集中布置方案具有更大的经济效益。抗水板配筋量增加带来的造价增高相比之下并不显著，可以忽略不计。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.2.1 抗浮锚杆应用概况

1.2.2 抗浮锚杆锚固机理研究概况

1.2.3 抗浮锚杆布置形式研究概况

1.3 研究的主要内容和技术路线

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线

2 扩大头抗浮锚杆单锚设计参数优化分析

2.1 项目概况

2.1.1 项目地层条件

2.1.2项目水文条件

2.2 扩大头锚杆现场试验

2.2.1试验目的及内容

2.2.2 试验方案设计

2.2.3 试验过程

2.2.4 试验结果及分析

2.3 扩大头锚杆参数优化分析

2.3.1扩大头锚杆模型选取

2.3.2 扩大头长度影响分析

2.3.3普通锚固段长度影响分析

2.3.4扩大头直径影响分析

2.4本章小结

3 扩大头抗浮锚杆群锚效应分析

3.1 群锚数值计算模型

3.1.1网格划分

3.1.2 本构模型及材料参数

3.1.3 接触面设置

3.1.4 边界及初始条件

3.1.5 计算工况

3.2模拟结果分析

3.2.1锚杆加载受力变形特性分析

3.2.2 锚杆间距影响分析

3.3扩大头错位布置模拟分析

3.3.1扩大头错位布置方式一模拟分析

3.3.2 扩大头错位布置方式二模拟分析

3.3.3 错位布置方式结果对比

3.4 本章小结

4 抗浮锚杆布置方案设计及经济性分析

4.1 均匀布置方案

4.1.1 锚杆拉力设计值计算

4.1.2 锚固段长度计算

4.1.3锚杆配筋

4.2 集中优化布置方案

4.2.1 扩大头参数取值

4.2.2 扩大头抗拔力计算

4.2.3 方案参数验证

4.2.4 抗水板配筋设计

4.3 方案经济性分析对比

4.3.1工程量统计

4.3.2 施工造价分析

4.3.3 工期分析

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献