抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范一、總則1.1目的與意義為規(guī)范抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿的設(shè)計(jì)行為，確保地下工程及建筑物基礎(chǔ)的抗浮安全，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量，特制定本規(guī)范。本規(guī)范旨在為工程設(shè)計(jì)人員提供系統(tǒng)性的技術(shù)指導(dǎo)，明確抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)的基本原則、技術(shù)要求和計(jì)算方法。1.2適用范圍本規(guī)范適用于工業(yè)與民用建筑、地下構(gòu)筑物（如地下室、地下車庫、水池、地鐵車站等）以及其他需要采用預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行抗浮處理的新建、改建和擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)。對于特殊地質(zhì)條件（如巖溶、深厚軟土、高水壓地層等）下的抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)，除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)結(jié)合具體工程條件進(jìn)行專門研究，并采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施。1.3基本原則抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本原則：1.安全第一：確保錨桿體系具有足夠的承載力和可靠度，滿足結(jié)構(gòu)抗浮穩(wěn)定性要求。2.因地制宜：充分考慮場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，選擇合適的錨桿類型和布置方案。3.經(jīng)濟(jì)合理：在滿足安全和功能的前提下，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，降低工程造價。4.技術(shù)先進(jìn)：積極采用成熟可靠、節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)、新材料和新工藝。5.耐久性：錨桿設(shè)計(jì)應(yīng)考慮長期使用環(huán)境的影響，采取有效的防腐、防銹措施，確保其在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)正常工作。1.4與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本規(guī)范未涉及的內(nèi)容，應(yīng)遵守國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。當(dāng)本規(guī)范與國家現(xiàn)行強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定不一致時，應(yīng)以國家現(xiàn)行強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為準(zhǔn)。二、術(shù)語與符號2.1術(shù)語1.抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿：通過對錨桿施加預(yù)應(yīng)力，以平衡結(jié)構(gòu)自重及上覆土重不足所產(chǎn)生的浮力，從而保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的受拉桿件。2.錨固段：錨桿埋入穩(wěn)定土層或巖層中，通過灌漿體與周圍巖土體粘結(jié)，將拉力傳遞給巖土體的區(qū)段。3.自由段：錨桿在張拉時可自由伸縮，將拉力從錨頭傳遞到錨固段的區(qū)段。4.錨頭：錨桿頂部與結(jié)構(gòu)連接，用于承受和傳遞預(yù)應(yīng)力的部件。5.設(shè)計(jì)抗拔力：根據(jù)結(jié)構(gòu)抗浮要求，錨桿應(yīng)提供的最小抗拔力。6.極限抗拔承載力：錨桿在破壞前所能承受的最大抗拔力。7.預(yù)應(yīng)力損失：錨桿在張拉鎖定后，由于各種因素（如錨固段巖土體蠕變、錨桿材料松弛、灌漿體收縮等）導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力值降低。2.2符號*\(N_d\)：錨桿的設(shè)計(jì)抗拔力*\(N_u\)：錨桿的極限抗拔承載力*\(f_{ptk}\)：預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值*\(A_p\)：預(yù)應(yīng)力筋的截面面積*\(l_a\)：錨固段長度*\(d\)：錨桿鉆孔直徑*\(\tau\)：錨固段灌漿體與巖土體間的粘結(jié)強(qiáng)度特征值*\(\sigma_{con}\)：錨桿張拉控制應(yīng)力*\(\eta\)：預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)（綜合考慮各種因素）三、基本規(guī)定3.1設(shè)計(jì)資料進(jìn)行抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)前，應(yīng)收集并分析下列資料：1.巖土工程勘察報(bào)告，包括場地土層分布、各土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)（天然重度、含水量、孔隙比、內(nèi)摩擦角、粘聚力、地基承載力特征值等）、地下水位及其變化情況、不良地質(zhì)作用等。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件，包括建筑物或構(gòu)筑物的平面布置、基礎(chǔ)形式、埋置深度、結(jié)構(gòu)自重、上部荷載、對沉降的要求等。3.場地周邊環(huán)境條件，如鄰近建筑物、地下管線、道路等的位置及保護(hù)要求。4.施工條件及施工技術(shù)水平。5.當(dāng)?shù)仡愃乒こ痰慕?jīng)驗(yàn)。3.2荷載與作用錨桿設(shè)計(jì)應(yīng)考慮下列荷載與作用：1.地下水浮力：應(yīng)根據(jù)場地水文地質(zhì)條件，結(jié)合工程實(shí)際情況確定。對地下水位變化幅度較大的場地，應(yīng)考慮最高水位的影響。2.結(jié)構(gòu)自重及上覆土層重量。3.錨桿預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失。4.施工荷載及可能的附加荷載。5.溫度變化、混凝土收縮徐變等間接作用對錨桿預(yù)應(yīng)力的影響（必要時考慮）。3.3錨桿布置1.錨桿的平面布置應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形式、荷載分布及地質(zhì)條件綜合確定，力求受力均勻，避免產(chǎn)生過大的偏心力矩。2.錨桿間距應(yīng)滿足施工操作要求，并考慮群錨效應(yīng)的影響。當(dāng)錨桿間距較小時，應(yīng)適當(dāng)提高錨固段長度或采取其他措施以保證單錨承載力。3.錨桿的傾角宜根據(jù)地質(zhì)條件和施工便利性確定，一般不宜大于30度，以避免過多削弱基礎(chǔ)底板截面。3.4防腐與耐久性1.錨桿的防腐設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)場地環(huán)境類別（如地下水位、水質(zhì)腐蝕性等）確定。2.錨固段內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用水泥漿或水泥砂漿全長包裹防腐。自由段的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采取雙重防腐措施，可采用防腐油脂涂層加塑料套管，套管兩端應(yīng)密封。3.錨頭部分應(yīng)采取可靠的防腐和保護(hù)措施，可采用混凝土封裹或?qū)Ｓ梅栏帧?.錨桿的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)一致。四、材料4.1預(yù)應(yīng)力筋1.預(yù)應(yīng)力筋宜選用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線或精軋螺紋鋼筋。其性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2.預(yù)應(yīng)力筋的選用應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)抗拔力、張拉控制應(yīng)力及材料供應(yīng)情況綜合確定。3.預(yù)應(yīng)力筋在運(yùn)輸、儲存和安裝過程中，應(yīng)避免損傷和腐蝕。4.2灌漿材料1.錨固段灌漿宜采用水泥漿或水泥砂漿。水泥應(yīng)采用強(qiáng)度等級不低于42.5級的普通硅酸鹽水泥，必要時可摻入適量的外加劑（如減水劑、膨脹劑），但不得摻入對預(yù)應(yīng)力筋有腐蝕作用的物質(zhì)。2.水泥漿的水灰比宜為0.4~0.5，水泥砂漿的水灰比宜為0.4~0.5，灰砂比宜為1:1~1:2（重量比）。漿體的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于30MPa。3.灌漿材料的性能應(yīng)滿足流動性、泌水性、膨脹性及早期強(qiáng)度等要求。4.3套管材料自由段采用的塑料套管應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和耐久性，其材料性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，且不應(yīng)與水泥漿或防腐劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。4.4錨具及連接器1.錨具應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的類型選用，其性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》的規(guī)定。2.錨具的承載力不應(yīng)低于預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的95%。3.連接器應(yīng)保證連接可靠，其強(qiáng)度應(yīng)不低于被連接預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度。五、設(shè)計(jì)計(jì)算5.1錨桿選型根據(jù)地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)抗拔力大小、施工條件及經(jīng)濟(jì)性等因素，選擇合適的錨桿類型（如全長粘結(jié)型、中空注漿型等）。5.2設(shè)計(jì)抗拔力計(jì)算錨桿的設(shè)計(jì)抗拔力\(N_d\)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)抗浮穩(wěn)定性計(jì)算確定，按下式進(jìn)行：\[N_d=\frac{F-G}{\eta_k\cdotn}\]式中：*\(F\)：作用于結(jié)構(gòu)上的總浮力；*\(G\)：結(jié)構(gòu)自重及上覆土層的有效重量；*\(\eta_k\)：錨桿抗拔承載力的安全系數(shù)，不應(yīng)小于2.0；*\(n\)：錨桿數(shù)量。5.3預(yù)應(yīng)力筋截面面積計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋的截面面積\(A_p\)應(yīng)根據(jù)錨桿的設(shè)計(jì)抗拔力及考慮預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力確定，按下式計(jì)算：\[A_p=\frac{N_d}{\eta\cdotf_{ptk}\cdot0.85}\]式中：*\(\eta\)：預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)，可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)取0.7~0.9；*0.85：考慮錨具變形、鋼筋內(nèi)縮等因素的系數(shù)。5.4錨固段長度計(jì)算錨固段長度\(l_a\)應(yīng)根據(jù)錨固段灌漿體與巖土體間的粘結(jié)強(qiáng)度及灌漿體與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié)強(qiáng)度綜合確定，并取其中較大值。1.按灌漿體與巖土體間的粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算：\[l_a\geq\frac{N_u}{\pi\cdotd\cdot\tau}\]式中：*\(N_u\)：錨桿的極限抗拔承載力，取\(N_u=N_d\cdot\eta_k\)；*\(\tau\)：錨固段灌漿體與巖土體間的粘結(jié)強(qiáng)度特征值，應(yīng)根據(jù)巖土性質(zhì)和施工工藝確定，可參考地質(zhì)勘察報(bào)告或相關(guān)規(guī)范取值。2.按灌漿體與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算（對全長粘結(jié)型錨桿）：\[l_a\geq\frac{N_u}{\pi\cdotd_p\cdot\tau_g}\]式中：*\(d_p\)：預(yù)應(yīng)力筋直徑；*\(\tau_g\)：灌漿體與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。計(jì)算得到的錨固段長度尚應(yīng)根據(jù)土層均勻性、施工工藝等因素進(jìn)行調(diào)整，且不應(yīng)小于相關(guān)規(guī)范規(guī)定的最小錨固長度。5.5錨桿鉆孔直徑鉆孔直徑\(d\)應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量、錨固段長度及灌漿要求確定，不宜小于預(yù)應(yīng)力筋（含套管）外徑加50mm。5.6自由段長度計(jì)算自由段長度應(yīng)根據(jù)基坑開挖深度、錨桿傾角及結(jié)構(gòu)底板厚度等因素確定，以保證錨固段位于穩(wěn)定土層或巖層中，并滿足張拉操作要求。5.7張拉控制應(yīng)力錨桿的張拉控制應(yīng)力\(\sigma_{con}\)不宜超過預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%，且不應(yīng)小于設(shè)計(jì)有效預(yù)應(yīng)力的1.05倍。六、構(gòu)造要求6.1錨桿體構(gòu)造1.預(yù)應(yīng)力筋可采用單根或多根鋼絞線（或精軋螺紋鋼筋）組成。多根鋼絞線應(yīng)均勻布置。2.自由段的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)設(shè)置隔離支架，保證其位于鉆孔中心。3.錨固段的預(yù)應(yīng)力筋可設(shè)置定位支架，以保證其與灌漿體的有效粘結(jié)。6.2錨頭構(gòu)造1.錨頭應(yīng)與結(jié)構(gòu)底板可靠連接，可采用預(yù)埋鋼板、錨板等形式。2.錨頭承壓面應(yīng)平整，并與錨桿軸線垂直。3.錨頭部位應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，以防止混凝土局部承壓破壞。4.張拉完畢并鎖定后，錨具外的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)預(yù)留一定長度（一般不小于30mm），多余部分可切割，但嚴(yán)禁采用電弧焊切割。6.3防腐構(gòu)造1.自由段的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)涂防腐油脂，并套入塑料套管，套管兩端應(yīng)用密封材料密封。2.錨固段的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用水泥漿或水泥砂漿全長包裹。3.錨頭應(yīng)采用細(xì)石混凝土或?qū)Ｓ梅栏牧戏夤?，封裹厚度不?yīng)小于50mm。七、施工要求7.1施工準(zhǔn)備1.施工前應(yīng)編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)或?qū)ｍ?xiàng)施工方案，并對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和培訓(xùn)。2.應(yīng)檢查施工機(jī)械設(shè)備是否完好，計(jì)量器具是否經(jīng)過校驗(yàn)。3.應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行錨桿定位放線，并做好標(biāo)記。4.應(yīng)對原材料進(jìn)行進(jìn)場檢驗(yàn)，合格后方可使用。7.2鉆孔1.鉆孔機(jī)具應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件選擇，保證鉆孔直徑和垂直度符合設(shè)計(jì)要求。2.鉆孔垂直度偏差不應(yīng)大于1%。3.鉆孔過程中應(yīng)做好記錄，如遇異常情況（如塌孔、涌水等），應(yīng)及時通知設(shè)計(jì)單位處理。4.鉆孔完成后，應(yīng)清除孔內(nèi)巖粉、泥渣，并用清水或壓縮空氣沖洗干凈。7.3錨桿體制作與安裝1.錨桿體的制作應(yīng)在清潔的場地進(jìn)行。2.預(yù)應(yīng)力筋的下料長度應(yīng)考慮孔深、錨頭尺寸及張拉工作長度。3.自由段的防腐處理應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。4.錨桿體放入孔內(nèi)時，應(yīng)避免碰撞孔壁，確保錨桿體居中。7.4灌漿1.灌漿材料應(yīng)嚴(yán)格按照配合比配制，攪拌均勻。2.灌漿應(yīng)采用孔底注漿法，灌漿壓力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和灌漿材料確定，一般不宜小于0.3MPa。3.灌漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，直至孔口溢出濃漿為止。4.對重要工程或有特殊要求的錨桿，可采用二次灌漿或高壓注漿工藝。7.5張拉與鎖定1.灌漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時，方可進(jìn)行錨桿張拉。2.張拉設(shè)備應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。3.張拉應(yīng)分級進(jìn)行，每級張拉后應(yīng)穩(wěn)壓一定時間，記錄預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。4.當(dāng)實(shí)際伸長值與理論伸長值相差超過±6%時，應(yīng)暫停張拉，查明原因并采取措施后方可繼續(xù)。5.張拉達(dá)到控制應(yīng)力后，應(yīng)持荷一定時間（一般為5~10分鐘），然后鎖定。八、質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收8.1原材料檢驗(yàn)對進(jìn)場的預(yù)應(yīng)力筋、錨具、水泥、外加劑等原材料，應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可使用。8.2施工過程檢驗(yàn)1.鉆孔的孔徑、孔深、垂直度應(yīng)進(jìn)行抽查。2.錨桿體的制作質(zhì)量、安裝位置應(yīng)進(jìn)行檢查。3.灌漿材料的配合比、灌漿壓力、灌漿量應(yīng)進(jìn)行檢查和記錄。4.張拉設(shè)備的標(biāo)定情況、張拉過程及鎖定力應(yīng)進(jìn)行檢查和記錄。8.3抗拔承載力試驗(yàn)1.錨桿抗拔承載力試驗(yàn)應(yīng)在錨桿張拉鎖定后進(jìn)行。2.試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于錨桿總數(shù)的5%，且不應(yīng)少于3根。3.試驗(yàn)應(yīng)分級加載，直至達(dá)到設(shè)計(jì)抗拔力的1.5倍或出現(xiàn)明顯破壞現(xiàn)象。4.試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)試驗(yàn)錨桿中有一根不合格時，應(yīng)加倍取樣試驗(yàn)；若仍有不合格，則該批錨桿應(yīng)視為不合格。8.4驗(yàn)收1.抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿工程驗(yàn)收時，應(yīng)提供下列資料：*設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)變更及洽商記錄；*原材料出廠合格證及進(jìn)場檢驗(yàn)報(bào)告；*施工組織設(shè)計(jì)或?qū)ｍ?xiàng)施工方案；*施工記錄（鉆孔、錨桿制作安裝、灌漿、張拉等）；*錨桿抗拔承載力試驗(yàn)報(bào)告；*隱蔽工程驗(yàn)收記錄；*質(zhì)量評定資料。2.經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序施工。九、監(jiān)測與維護(hù)9.1監(jiān)測對重要工程或地質(zhì)條件復(fù)雜的工程，宜對錨桿的預(yù)應(yīng)力損失、結(jié)構(gòu)上浮情況進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測點(diǎn)的布置和監(jiān)測頻率應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。9.2維護(hù)1.工程竣工后，應(yīng)向業(yè)主提供錨桿維護(hù)說明書。2.應(yīng)定期對錨頭的防腐層進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)破損應(yīng)及時修補(bǔ)。3.當(dāng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)錨桿預(yù)應(yīng)力損失過大或結(jié)構(gòu)有上浮趨勢時，應(yīng)及時采取措施進(jìn)行處理。十、結(jié)論抗浮預(yù)應(yīng)力錨桿作為一種有效的抗浮技術(shù)措施，在地下工程中應(yīng)用廣泛。其設(shè)計(jì)與施工是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及地質(zhì)、結(jié)構(gòu)、材料、施工等多個方面。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分理解本規(guī)范的各項(xiàng)規(guī)定，結(jié)合具體工程條件，進(jìn)行精心設(shè)計(jì)；施工單位應(yīng)