区域治理前沿理论与策略
箱型设备基础抗浮的一种新方法及其应用擦玻璃机器人原理
姜海军
邯郸钢铁集团设计院，河北 邯郸 056015
摘要：综合考虑现场实际情况、施工周期等因素，提出了配重挑梁和支护桩联合抗浮这一新方法，取得了良好的实践效果，验证了该方法的的可行性。
关键词：配重挑梁；支护桩；抗浮
箱型设备基础的抗浮设计是一个非常重要的内容，特别在高水位地区，如果设计过程中没有控制好，就会导致基础上浮，进而影响生产线的正常运行，造成严重的经济损失。因此，在设计中应认真考虑，采取合理的抗浮措施，确保工程的安全可靠。 一、抗浮设计
1设计方法
对于简单的浮力作用情况，基础的抗浮稳定应符合下式进要求[1]：
Gk/Nw,k≥Kw （1）
式中：Gk为结构自重及压重之和；Nw,k浮力作用值；Kw抗浮稳定安全系数，一般情况下取1.05。
2抗浮水位
抗浮水位不是工程所在位置的历年来最高水位，更不是勘察期内的当前水位，而应综合分析历年水位地质资料，根据工程重要性以及工程建成后地下水位变化的可能性确定的设防水位。抗浮水位的高低直接决定了水浮力的大小，决定了抗浮措施的选取，并直接关系着结构的安全和造价。因此要求工程勘察单位提供用于计算地下水浮力的设计水位。当岩土勘察报告中未明确抗浮设防水位时，对一般工程的设防水位应取建筑物使用年限内可能产生的最高水位；对重要工程应进行水文试验，并经专家论证。
3各种抗浮措施及设计要求
在确定了结构形式、尺寸、埋深等条件后，根据设防水位，判断是否需要采取抗浮措施。目前，工程上通常采用配重法、设置抗浮桩或抗浮锚杆来解决地下工程的抗浮问题。
配重法即通过增加工程的自重来抵御水浮力的作用。配重的部位主要在底板，通常根据工程配重要求，在底板上设回填层、增加底板厚度或采用高密度材料（铁屑混凝土等）增加工程自重，达到平衡浮力的目的。有时也可以利用底板外挑部分的回填物作为配重的一部分。用配重解决抗浮问题，设计和计算比较简单，受地质条件、施工环境的影响相对较少，造价低，适用于各类工程条件，常做为基本方法予以采用。
抗浮桩主要利用桩侧阻力平衡浮力，
其抗浮能力与桩型、桩径、桩长及周围地
质条件有关。常用桩型的有预制桩、沉管
灌注桩和钻孔灌注桩。布桩时应力求使各
桩受荷均匀，一般将抗浮桩布置在柱下、
纵横墙交叉处、沿外墙均匀布置。抗浮桩
设计的基础是单桩抗拔承载力的确定，一
般采用静载试验法或经验参数法。抗浮桩
按轴心受拉构件进行承载力计算，桩的配
筋由计算确定，并应满足各类桩的最小配
筋率和桩身裂缝控制的要求。
抗浮锚杆则利用锚杆与砂浆组成的锚
固体与岩土层的结合力平衡浮力。抗浮锚
杆因其造价低廉、施工方便、受力合理等
优点，也在地下工程抗浮设计中被广泛应
用。抗浮锚杆的设计包括锚杆承载力的计
算、杆体截面积的计算和锚杆数量的计算。
抗浮锚杆按是否施加预应力可分为非预应
力抗浮锚杆和预应力抗浮锚杆。非预应力
抗浮锚杆主要为全长粘结型锚杆，适用于
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岩石等坚硬土层以及地层加固和容许有适
量变形的工程；预应力抗浮锚杆常用部分
粘结性锚杆，适用于要求锚杆承载力高、
变形量小和需锚固于地层较深处的工程。
二、工程实例
邯钢高强钢退火线设备基础建于邯钢
新区一冷续建退火跨厂房内，位于河北省
邯郸市复兴区邯郸钢新区现一冷轧厂房的
西侧。
退火线水淬区域地下室长35m；大
部分宽度为17m，局部宽度为20m；深
10.6m，底板厚度1.5m。在设备基础施
工前，一冷续建厂房已施工完毕，与退火
跨相邻的酸洗—镀锌跨内设备已投入生产
运行。水淬区域地下室两侧厂房柱基础埋
深仅为7.8m至8.5m，为了保障已有厂
房安全和地下室施工顺利进行，确定施工
方案如下：地下室侧壁与厂房柱基础之间
扭剪型螺栓布置125根直径600mm的钢筋混凝土支
护桩，桩间设置止水帷幕，然后进行基槽
开挖。
根据地勘报告并和勘察单位沟通后，
确定抗浮设计水位埋深为1.5m。经计算
不采取抗浮措施时，抗浮稳定安全系数
Kw为0.97，可见Gk和Nw,k相差不大，
故优先选用配重法抗浮。由于设备基础侧
壁外皮已与支护桩相切，故无法将底板外
挑利用回填土配重抗浮；设备基础底板已
位于粘土岩上，根据现场条件，仅能从一
侧排土，如增加底板厚度，开挖和运送土
方将延长施工周期；如采用铁屑混凝土，
振捣困难，还需专门定制，造价高且影响
施工周期。最后，确定如下抗浮方案：在
地下室侧壁上方设置挑梁，用挑梁上回填
土配重抗浮；同时将支护桩凿毛全现新茬
刷刷砼界面剂两道，喜利得钻孔植抗剪钢
筋，然后浇筑设备基础，通过地下室侧
壁和支护桩形成的剪切面将浮力传给支护
桩，利用桩的抗拔承载力抗浮。
图1 水淬区域地下室抗浮方案图
三、结语
该工程于2015年竣工完成后，经近
三年使用情况良好，未发生因抗浮不足造
成的基础损坏。实践证明采用配重挑梁和
厂房基础支护桩组成的联合抗浮措施抵抗
水浮力是可行的。
在实际工程中，设计人应根据箱型设
备基础的浮力大小、地质条件、施工条件
分子动力学仿真和工期要求等因素选择合适的抗浮措施，
切实做到技术先进，安全适用，经济合理，
确保质量。
参考文献：
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计规范[S].
步态识别[2]JGJ947-2008，建筑桩基技术规范
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