厦门国际邮轮城项目位于厦门岛西侧、紧邻海岸线，由两幢三十一层酒店式公寓、一幢三十一层写字楼和二层商业裙楼及地下二层车库组成。总建筑面积：27.9万㎡，地上建筑面积：16.4万㎡，地下室面积：11.5万㎡。该地块系沿海山坡整平与岸线回填而成土层厚度和岩面起伏变化很大，根据勘察院提供的《岩土工程详细勘察报告》，地下室底板以下从上而下分布的土层依次为：淤泥-淤泥质土、粉质粘土、凝灰熔岩残积粘性土、全风化凝灰熔岩、土状强风化凝灰熔岩、碎块状强风化凝灰熔岩、中风化凝灰熔岩。根据地勘报告及长年水位变化测试情况，抗浮水位设计取值为室外地面以下0.5米，本工程两层地下室总高为9.9米，地下室底板底水头高度约为10米。主楼为高层建筑，自重远大于水浮力，不存在抗浮问题；裙房及地下室因建筑物及地面回填土自重小于水浮力，需采取抗浮措施。

 

　　2、抗浮锚杆设计考虑的几种因素

 

　　本工程抗浮锚杆设计需要综合各种因素：

 

　　⑴考虑锚杆挂土重量需超过水浮力，需要适当控制锚杆长度不宜过短，特别是岩石锚杆；不考虑淤泥-淤泥质土层与锚杆注浆体间的粘结强度。该土层易产生显著的蠕变，锚杆体同土层间的摩阻强度过低，无法提供满足设计要求的锚杆承载力；

 

　　⑵考虑群锚效应，锚杆布置不宜太密，锚杆间距控制在1.5米以上；

 

　　⑶锚杆长度参照锚固段注浆体与土层间的粘结强度标准值计算。计算时考虑锚杆长度对粘结强度的影响系数及采用两根钢筋时界面的粘结强度降低等因素及锚杆受力时沿锚杆段全长的粘结应力分布是很不均匀，平均粘结应力随锚固段长度的增加而减少等因素；

 

　　⑷考虑二次高压灌浆对锚固段注浆体与土层间的粘结强度标准值的影响。根据规范，粘结强度可提高50%。

 

　　3、抗浮锚杆设计与验算

 

　　综合以上因素本工程锚杆锚筋设计采用2*Φ28热轧钢筋点焊而成，采用水泥净浆灌浆，强度等级M30，锚杆孔直径110。

 

　　⑴首先确定单根抗浮锚杆承载力特征值

 

　　Na=ζ2.fy.As

 

　　=0.69x300616x2

 

　　=255024N=255KN

 

　　取Nak=Na/1.35=255/1.35=189KN

 

　　取Fa=Nak=180KN作为单根抗浮锚杆抗拔承载力特征值。

 

　　其中：Na-------抗浮锚杆抗拉承载力设计值

 

　　Nak-----抗浮锚杆轴向拉力标准值

 

　　Fa-------抗浮锚杆抗拔承载力特征值

 

　　⑵．确定单根锚杆抗浮承载力：

 

　　水头差：9.9+0.65-0.2-0.5=9.85m

 

　　水浮力：10x9.85=98.5KN/m2

 

　　裙楼以下地下室整体抗浮力由结构自重、上部恒荷载和锚杆承担则锚杆需要承担的浮力=水浮力-结构自重-上部恒荷载

 

　　=98.5-28.8-14.85=54.85KN/m2

 

　　⑶.计算单根锚杆分担的浮力范围，并据此进行锚杆平面布置：

 

　　单根锚杆分担之范围为=单根锚杆抗拔力标准值为180KN/

 

　　单根锚杆抗浮承载力

 

　　=180/54.85=3.28m2

 

　　⑷.抗裂验算：

 

　　本工程锚杆裂缝计算参考混凝土规范纯受拉构件的裂缝计算公式计算：

 

　　ωmax=αcr*ψ*σsk*(1.9*c+0.08*deq/ρte)/Es；直径取110mm；Ate=0.785*D*D＝9498。As=1232mm；钢筋弹性模量Es=200000N/mm2；纵向受拉钢筋保护层厚度c=34mm；带肋钢筋的相对粘结特性系数υ=1.0；M30水泥浆抗拉强度标准值ftk=2.01N/mm2；构件受力特征系数αcr=2.7；ρte=As/Ate=2*615/9498=0.13。σsk=Nk/As=180000/1232=146N/mm2。ψ=1.1-0.65*ftk/ρte/σsk。ωmax=αcr*ψ*σsk*(1.9*c+0.08*deq/ρte)/Es；=2.7*1*146*(1.9*34+0.08*28.0/0.13)/200000=0.161<0.2。因此锚杆裂缝可以满足要求。

 

　　4、抗浮锚杆的选择及试验结果

 

　　因本工程东南部强风化凝灰熔岩埋深较浅，难以保证有合适的桩长，同时中部及西北部分淤泥层较厚，无法提供较好的施工操作面，不能采用相对造价较低的静压预应力管桩，而人工挖孔桩及其他桩型则造价相对较高，本工程经比较后确定选择采用二次高压灌浆全长粘结型非预应力锚杆。

 

　　由于本工程地下室面积较大，单层面积达到六万平方米，抗浮要求高，为确保锚杆质量，节省工程造价，设计前先行进行抗拔试验。各勘探位置锚杆分为若干小组，相同勘探孔位置的不同小组分别按不同的试验要求（不同的孔径、不同的锚杆长度，不同的配筋，是否二次灌浆等）进行施工，每小组均为三根，试验后进行比较以便确定锚杆长度、数量、孔径、承载力（具有代表性的试验结果见表一）。

 

　　试验结果表明中风化岩石锚杆每米承载力特征值极高，远大于理论计算值；强风化土层及全风化土层锚杆每米承载力特征值略低于理论计算值，略大于残积粘土层及粉质粘土层；残积粘土层及粉质粘土层锚杆每米承载力特征值与理论计算值基本相符。

 

 

　　根据锚杆实验结果，相同区域由于施工衔接的差异对锚杆承载值有着很大的影响，因此本工程施工需进行严格控制管理。

 

　　⑴．为避免锚杆孔长时间泡水及减少天然土层受施工作业扰动，锚杆施工前应先行施工混凝土垫层并将场地内的水抽干，保证施工面干净整洁，有利于钻孔布置与标注、有利于施工机具场内移动与作业。

 

　　⑵．在定位后采用XU-100液压锚杆钻机钻孔，在钻孔钻头直径略小于110mm，经连续钻孔后开孔直径扩大为110mm以上。开孔角度偏差要小于20，在钻孔过程中要始终保持钻头、钻杆、钻机三点一线、钻杆在钻机中心位置旋转。成孔后采用泥浆护壁钻进，达到设计深度后不能立即停钻，稳钻1-2分钟，让底端头充分达到设计锚固直径，保证后续灌浆能够充实。

 

　　⑶．锚筋与灌浆管制作时为确保锚筋砂浆保护层厚度达到25mm需沿杆体设置厚度控制钢筋；在灌浆管底部0.2m起开始没隔500mm设置泄浆孔8个以保证灌浆充实。

 

　　⑷锚杆孔成孔后，立即采用高压水将锚杆孔清洗干净，成孔后要求半个小时内需尽快插筋灌浆。根据成孔长度放入已调直、除锈、除油的锚筋，采用水泥净浆进行一次常压灌浆。48小时后进行水泥净浆二次高压灌浆，灌浆过程严格控制注浆体强度30Mpa、水灰比0.55、注浆压力不应小于2.5Mpa等各项指标，确保工程质量。

 

 

　　本工程锚杆通过前期先行的锚杆基本实验，有效的验证了锚杆的锚固力，并发现了后期施工可能出现的问题，为设计锚杆施工提供了各种数据。根据试验结果，确定了锚杆的配筋、规格、长度等各项指标，再确定锚杆的锚固力要求后进行布置锚杆平面布置。施工中制定行之有效的计划与措施，保证了工程的顺利完成，目前本工程锚杆均已施工验收完毕，验收试验均满足要求。本项目在试验结果基础上有针对性的进行设计与施工，工程施工进度与质量、工程造价等方面均取得令人满意的效果。也为临海建筑工程工程抗浮锚杆的设计积累了宝贵的经验。