大面积岩石地基抗拔锚杆施工质量控制技术

大面积岩石地基抗拔锚杆施工质量控制技术

邓居高

（江苏双楼建设集团有限公司，江苏南京210013）

摘要：本文针对大面积岩石地基抗拔锚杆施工过程中常见的施工工艺、注浆材料配合比、钢筋成型制作、锚固体深度控制等影响抗拔承载力因素进行了原因分析，提出了解决问题的具体技术措施，经工程实践取得良好的应用效果。

关键词：岩石地基；锚固体；因素分析；对策措施

前言

爱信诺软件研发中心工程地处南京高新技术产业开发区浦泗公路和高新路交叉口的东北角。由江苏爱信诺航天信息科技有限公司投资建设，江苏双楼建设集团有限公司总承包施工。项目用地面积约11829m2，总建筑面积：47237.13m2，地下2层；地上由19层研发办公塔楼、5层独立研发部分裙房及主裙楼之间的报告厅三部分组成，其中研发办公塔楼高79.70m。合同约定的质量目标为确保“扬子杯”工程。

本工程基础底板岩石地基下设计了637根直径180mm抗拔锚杆，如图1所示。灌孔材料采用M30水泥砂浆，设计要求单根锚杆抗拔力特征值为440kN。

1抗拔锚杆施工特点、难点

本工程单根锚杆抗拔力设计值为440kN，依据《地基基础设计规范》GB5007-2011附录M的要求，其试验的最大荷载值应为880kN，对其抗拔能力要求较高。本工程基坑成椭圆形放坡开挖，基础底板施工正好处于雨季，地下水位高，若抗拔锚杆施工质量不满足要求，极易造成底板及地下室上浮，影响整个工程质量，也是本工程的重点和难点之一。

2抗拔锚杆施工质量的主要影响因素分析

通过对专业施工单位刚完成的几个项目的验收资料的查阅和先施工的20根试验锚杆的相关检测数据的检查，根据以往类似工程调查数据及本工程前期试验锚杆检测资料召开专题会，集思广益，找出了影响大面积岩石地基抗拔锚杆施工质量的11个末端原因，经广泛讨论和分析研究，最终综合确定其中的“注浆工艺比不当”、“砂浆配合比不合理”、“锚杆主筋无定位支架”、“锚固体深度不到位”等4大因素为主要因素。

3相应对策措施的制定

3.1注浆工艺不当

召开施工、监理和业主三方参加的基础抗拔锚杆施工工艺、技术质量保证专题分析会，优化、改进和完善原设计及施工方案中施工方法、节点处理保证措施，并按规定程序审批后用于指导现场施工。

3.2砂浆配合比不合理

研究试配并调整砂浆配合比；加强对砂浆原材料及配合比的检查，不符合要求的严禁使用。

3.3锚杆主筋无定位支架

沿锚杆主筋方向每隔1～2m设置一个定位环；严格按照方案中的节点做法进行锚杆钢筋加工、成型；现场制作成品逐一检查定位环。

3.4锚固体深度不到位

抗拔锚杆以进入中风化岩层为锚固体，因此施工前首先应对照地质勘探报告，掌握各个孔位的土层情况及中风化岩层的标高，并以转杆长度为依据，已取得岩样作为判别和复核是否进入中风化的依据。

4主要施工技术措施及实施效果

4.1确定合理的施工工艺

由项目技术负责人薛锋负责召开由所有QC小组成员（含监理和甲方工程部经理）参加的抗拔锚杆施工工艺流程、技术质量保证专题分析会，优化、改进和完善原方案中节点施工措施，重点是优化施工工艺，确定二次注浆的事宜，并报公司总工室审核和现场总监审批通过后，结合技术交底以书面形式与发至施工员、钢筋工班长、注浆班长、质检员等，并由施工技术经理陈克荣负责组织学习，明确施工中的要点及注意点。同时并由项目技术负责人对一线操作人员进行一一交底。完善后的方案注重了以下几个方面：

4.4.1调整并确定注浆做法

原设计采用注浆一次成型，经小组成员讨论并与设计单位沟通后，采用二次注浆法，第一次注浆应控制速度，排出孔内空气，待第一次注浆体达到初凝强度时进行第二次注浆，第二次注浆应加压并冲破第一次注浆水泥体，排出空气为准。

4.4.2确定合理的施工工艺流程及施工控制要点

（1）工艺流程

施工准备（锚孔定位编号）→钻孔→锚杆制作→成孔→清孔→下杆体（锚杆钢筋及注浆管）→常压注浆→二次注浆→场地清洗→凿除孔口多余水泥浆体→质量检测。

（2）施工控制要点

二次注浆管采用直径20mmPVC管外侧每隔50mm同时在三个方向预留二次注浆小孔，如图2所示，用透明胶带粘贴成型。注浆管安装与钢筋安装工作同时进行，2根注浆管与钢筋交错安置呈十字型平面布置，注浆管长度超出地面0.5m左右，（压浆管与锚杆体主筋相错50mm）用压浆管控制标高，压浆管距孔底100mm，锚杆主筋距孔底50mm。

b.首次注浆采用常压泵送方法注浆，注浆量以注满孔为准，充盈系数达1.2以上；注浆前不得拔出注浆管，以保证锚杆底端注浆充实；注浆作业连续，注浆管要边注边拔，拔管高度不超出孔内浆液面；

c.待一次注浆体初凝强度达5.0MPa后，即可用高压注浆管进行二次高压注浆，注浆材料采用纯水泥浆（水灰比为0.45～0.5），水泥浆则由注浆管孔眼处挤出并冲破第一次注浆体。为了提高浆体的早期强度，可以考虑加入适量的外掺剂，起到早强和膨胀的作用。当孔内水泥浆发生塌陷或收缩较大时，应在孔口及时补灌同强度的水泥砂浆。锚杆注浆过程如图3所示。

实施效果评价：通过优化、改进和完善施工工艺，对保证岩石地基抗拔锚杆整体抗拔承载力起到了很好的指导作用。

4.2优化注浆液配合比

注浆材料原选用水泥：中砂=1：2，水灰比0.45的水泥砂浆，现采用二次注浆法，第一次注浆采用水泥：中砂=1：1，水灰比0.4的水泥砂浆，第二次注浆采用水灰比0.5的水泥浆，必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，细骨料采用粒径小于2.5mm的砂子，并须过筛，水泥砂浆搅拌均匀，具有可靠性，低泌浆性。同时在施工过程中加强对砂浆原材料及配合比的检查，不符合要求的严禁使用，确保了浆体的强度。

实施效果评价：采用优化后的砂浆配合比进行施工后，注浆材料的水胶比和砂率合理、适中，施工性能良好，保证了锚杆砂浆强度，使砂浆与钢筋之间紧密连接，有效保证了锚杆钢筋的抗拔力。

4.3锚杆主筋焊接定位环

锚杆杆体采用三根φ32钢筋与对中架点焊在一起，为保证主筋位置始终居中，沿杆体轴线方向每隔2m设置一个定位环，定位环应与锚杆主筋点焊，如图4所示。环外尺寸与设计锚杆直径一致。锚杆钢筋采用吊车垂直调运安放,安装前钢筋的制作质量和长度需经监理验收合格后，方可下入孔内。插放钢筋时，应防止锚杆扭压、弯曲，杆体放入角度与钻孔角度一致。

实施效果评价：采用预先焊接定位环的方法施工后，确保锚杆主筋始终处于孔中位置，有效控制了锚杆钢筋保护层，避免了主筋偏位质量问题的产生。

4.4锚固体的深度控制

现场安排有经验的技术人员会同监理方、勘探单位共同识别，通过转机进深的变化，并对照勘探报告上中风化层的标高，通过岩石粉尘的变化识别是否为中分化层，按设计要求进入中风化层加深0.6m进行最终成孔的深度控制。

实施效果评价：通过多方共同确认岩样，钢筋成型前再吊锤进行复核，做好记录，作为锚杆钢筋下料长度依据，确保了锚杆进入中风化的深度，有效避免了因钻孔深度不够造成锚固体抗拔力不足现象。

5结语

2014年7月底，本工程完成了637根基础岩石地基抗拔锚杆施工，通过采取相应的技术措施后，确保了抗拔锚杆承载力，减少了钢筋偏位等质量问题。经现场检测，岩石地基抗拔锚杆施工质量得到了很好的控制，满足了设计和规范的要求，为地基基础的施工创造了良好的条件。抗拔锚杆成型效果及抗拔承载力检测情况如图5所示。

另一方面，良好的岩石地基抗拔锚杆施工质量得到了建设单位、监理公司的肯定和好评，为后续基础底板施工提供了保证，为公司树立了良好的形象，提高了质量公司信誉度和知名度，同时也为该工程创建江苏省“扬子杯”优质工程奠定了基础。

参考文献：

[1]GB5007-2011地基基础设计规范[S]

[2]GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范[S]

[3]JGJ106-2003建筑桩基检测技术规范[S]