抗浮锚杆在大型基础施工中的应用与研究

抗浮锚杆在大型基础施工中的应用与研究

刘立军

[关键词]抗浮锚杆、基础

引言

抗浮锚杆在建设工程基础施工中，通过在地基中钻孔打入设计要求深度的锚杆，可以有效抵抗地下水对建筑物的浮力，增加建筑基础的稳定性，使基础与地基更加紧密融合，不仅可以减少建筑物位移情况的发生；同时也具有施工周期短、成本低、节省材料、环保等特点。

1.工程概况

本项目位于龙凤路与仙城路交汇处东侧，由七栋六层高塔楼与一栋体育馆构成。包括中学综合实验楼一栋（6F）、中学教学楼一栋（6F）、实验楼一栋（6F），小学行政楼一栋（6F）、小学教学楼一栋（6F），小学综合楼一栋（6F），教师宿舍楼一栋(6F)，及体育馆一栋(2F)，一层地下室一栋，占地面积约为37887㎡，总建筑面积69898㎡，抗浮锚杆共2550根，施工面积约为6900㎡。

1.1地质情况

据勘察结果显示，场地基岩石灰岩属可溶性碳酸盐岩，地下水埋藏深度为0.5～6.5m，水位标高34.51～39.75m。勘察期间测得场地混合稳定水位埋深为0.55～6.60m，混合稳定水位高程为34.51～39.75m，以上条件满足岩溶发育基本条件，故场地内岩溶现象发育，表现为溶洞、土洞及溶槽。地下水位变化受季节性大气降水量和地表水下渗影响较大，水位变化幅度较大。勘察期间，大部分钻孔见及地下水。地下水主要赋存于第四系土层中，属于潜水，水量较大。

2.施工准备

抗浮锚杆施工前应检测所用钢筋材料的抗拉强度、屈服强度等指标是否合格，还应进行基本试验，试验地基的粘结强度、施工工艺，确定锚杆锚固长度，锚杆采用HRB400级，直径32mm带肋钢筋，锚杆长度8米，锚固长度40d，抗拔设计承载力100KN，M30防水水泥砂浆密实孔洞。

土方开挖完成后，由专业测量工程师进行地基抄平，人工修平高低处，做好局部地基平整处理，防止垫层厚度不一，节省用料。地基验收后，进行100mm厚C10细石混凝土底板垫层浇筑。垫层首先要可以隔离地基与基础，防止地基泥砂污染材料，做到文明施工；可以进一步平整场地，避免因地基坑洼不平而多消耗基础部分高价值混凝土，从而节约成本；垫层也可以起到过渡作用，可以使上部荷载均匀分布给地基；还可以方便锚杆定位放线，确定位置。

3.设备进场

锚杆作业因工序决定，在基坑中作业，场地狭小，首先已规划场地，设备进出场线路，摆放位置，便于生产的同时又可以提高效率。砂浆制拌选择在离基坑5米处，随用随制，当班用完，方便注浆，砂浆由高处注入锚孔内，也可保证注浆压力；锚杆钻孔区，安放两个5立方米泥浆收集池，钻孔泥浆由导管收集进泥浆池内，可以循环利用；锚杆钻机钻杆高速旋转，钻孔内泥砂不断飞溅，所以在锚杆作业区设置1.2M高的定制化隔离防护并悬挂安全警示标牌；场外设立锚杆加工区，由熟练工人按设计要求提前加工好锚杆，钢筋及辅材分区存放，形成流水作业，做到无缝衔接。

4.现场施工

4.1钻孔

底板垫层施工完成后，测量工程师按施工图纸标示在现场放出钻孔定位线，并做出明显记录，钻孔点位应符合要求，与设计坐标偏差不得大于20mm，并在场外放出控制点，以便复核误差，定位放线完成后进三方验收，验收合格后开始钻孔，钻孔顺序由内到外或由中心向四周扩展。

锚杆做业前，应探明地下管线及地质情况，对周围建筑物及其它设施的影响，锚杆钻机进场后，先进行机械定位，并调整钻杆垂直度，使钻头对准锚杆定位点，先进行试钻约300mm深，观察锚杆钻机运行良好，锚杆位置准确后再开始作业。锚杆钻机先点动，后连续；先手动，后自动，钻孔过程中仔细撑握机械运行状况，钻孔深度达到设计要求50%时应停机检查锚杆的位移及垂直度，如发现岩石或溶洞等异常情况时，还应立即停机处理。

锚杆钻孔直径?150mm，钻孔深度比设计锚杆长度深500mm，锚孔位置偏差不应大于20mm，锚孔垂直度不应大于设计孔深的2%。

锚杆钻机采用泥浆护壁进行钻孔，钻孔后及时清除泥浆，排出孔内细小砂石，并做好孔口保护，防止杂物再次进入堵塞成孔；如果遇到流砂层无法钻孔时，应加套管或采用其它方法钻孔，钻孔完成后立即完成锚杆安装工作，避免锚孔塌陷，钻出泥浆应及时收集进泥浆池，做好文明施工及环境保护。

4.2锚杆制作

钢筋检测合格后进行锚杆制作，在锚杆周围按环向间隔120o且长度不大于3米用3C8（HRB400）钢筋以“Ω”形状焊接定位筋，以便在放入锚孔内时使锚杆保持在中间位置，不至于发生偏位，使保护层达到要求。

4.3锚杆注浆

锚杆钻孔完成后进行隐蔽验收，确定成孔外观质量、钻孔深度、垂直度等各项设计指标是否达到要求。锚杆安装前也要验收锚杆长度、锚杆定位筋位置、表观质量等。注浆管采用内径20mm塑料PVC管，与锚杆同时放入距锚孔底部100mm-300mm处，输浆料管控制在30米以内，过长会造成压力损失，浆料不能完全注入，太短注浆设备移动频繁，降低工作效率。注浆自下而上连续进行，注浆压力控制在1.0MPa左右，注浆不得中断，并在锚孔口加强密封措施，观察锚孔无气泡冒出，浆液溢出满足设计要求时可以停止注浆，浆料应随拌随用，注浆时搅拌均匀，保证锚孔内的浆料密实。

4.3.1浆液要求

锚孔注浆材料应有质量保证，水泥采用合格的普通硅酸盐水泥，水灰比为0.38-0.50的范围内，如果需要增加外加剂，应按设计要求或根据实验添加，灰砂比为0.80-1.50，砂中的氯离子含量小于其质量的0.06%，不得任意改变浆料的配比，注浆材料抗压强度在28天无侧限时不应低于25Mpa，注浆高度超出垫层高度30mm-50mm，注浆完成后加强成品保护，并划设出保护区，防止无关人员进入，扰动锚杆，影响浆料凝固，形成浆体材料握持力下降，造成拉拔不合格品出现。

5.验收试验

锚杆注浆在同等条件下养护28天，或在试块达到设计强度后进行拉拔验收试验。锚杆抗拔试验应按广东省《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）相关要求执行，试验锚杆数量不少于总数的5%，且不少于6根，试验拉力不少于设计承载力值的2倍。

验收试验仪器首先架设在坚实的基础上，安装张力器，锲紧锚杆，并调整水平横梁的位置，加装位移计量表，逐级加力。前三级试验可按设计承载力值的20%实施，以后每级按设计承载力值的10%施加拉力，达到设计承载力值后保持10分钟，并观察读数表的位移情况，锚杆位移量在10分钟内应小于1.0mm。

6.主要参数对比

目前大型基础多采用钻孔灌注桩，灌注桩施工工艺复杂，场地要求高，大中型设备使用费用多，施工工期长，工程成本价格贵等特点。抗浮锚杆施工机械操作简单，机械使用灵活，工作效率高，工期短，工程成本低等多种优势。

7.注意事项

抗浮锚杆施工中还应注意如下问题：①抗浮锚杆施工后检测试验位置的确定，检测区域与试验数量要满足设计要求，建筑施工工期要求高，锚杆试验也要考虑对下道工序的影响，各工序间要穿插作业相互联，检测区域不延误其它施工；②由于锚杆孔直径?150mm，注将材料对锚杆的保护层厚度较小，所以在锚杆注浆完成后加强对现场成品的保护，防止扰动锚杆，造成锚杆偏芯，以及砂浆凝固开裂，影响拉拔试验结果达不到设计要求；③验收试验时，拉拔加力应分次逐步试验，不可以省时一次加力到位，造成锚杆受力过快而未分解把锚杆拉出。④在试验时由于锚杆密集，架设检测设备支座时，底座不可离锚杆过近，以免损坏锚固体基础，造成锚固力不足，抗拔受力不合格。

8.总结

抗浮锚杆施工工艺主要是增加基础与地基之间的整体结合力，使基础保持良好的稳定性。抗浮锚杆的主要优点有：节省时间，由于抗浮锚杆单根成孔孔径小，锚孔深度浅，施工作业时间短；节约钢筋材料，施工作业泥浆少，利于环境保护，减少对土体的破坏；施工机械体量小，占用场地少，产生噪音较小，对操作工人的身心健康伤害少，减少听觉职业病的发生。符合节能、节地、节水、节材的绿色施工发展理念，抗浮锚杆在本项目中成功应用的经验与施工数据为类似的工程提供了参考依据，值得借鉴。

参考文献：

[1]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）

[2]《建筑地基基础检测规范》（广东省标准）（DBJ15-60-2008）