抗浮锚杆复杂地质力学特性及入岩控制技术研究

叶智岭 武旭邦 高景然 赵琦

中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏南京 210019

摘要:在地下室施工过程中，抗浮锚杆具有施工方便、布置灵活、造价低等方面的优点，为了抵消地下水浮力，确保地下室的安全使用和稳定，抗浮锚杆被广泛运用，由于某些地区地质错综复杂，抗浮锚杆施工质量难以保证，基于此，本文对复杂地质环境的抗浮锚杆施工进行分析，对抗浮锚杆施工工艺、产生的问题和解决措施以及施工过程质量控制进行研究。

【关键词】抗浮锚杆；复杂地质；施工工艺

1. 工程概况

长丰县北城医院综合建设土建及安装工程二标段位于合肥市长丰县阜阳北路与龙湖路交口西北侧，工程属于医疗项目，总建筑面积为208758.27m2。该工程地基为天然地基，基础形式为独基+防水板形式局部地区采用抗浮锚杆抵抗水浮力，地基承载力土层分别为黏土、粉质黏土、残积土、中风化砂岩等。在该工程当中抗浮锚杆外径为180mm，共计9471根，锚杆平面布置图如下图1中所示。根据抗拔承载力特征值分为三种不同的类型，所有锚杆均需要打入⑦层中风化砂岩，入岩深度需控制在 4.0m、5.5m、6.5m。

2. 施工重难点

抗浮锚杆在多层大型地下室结构形式中具有较为广泛的应用，能够有效解决因地下水位偏高所导致的地下室水浮力偏大问题。抗浮锚杆与抗拔桩的工作原理基本相同，但是一般多层建筑往往采用独基+防水板基础形式，因此无法采用抗拔桩抗浮。与抗拔桩相比抗浮锚杆直径相对较小，在复杂地质条件下施工存在较大难度。

在该工程当中由于地质条件相对较为复杂，在实际施工过程当中存在着一定的难度，具体来说施工重难点主要体现在以下几个方面当中：

（1）地质条件较差，土方开挖量大

在⑦层中风化砂岩上存在粉质粘土层、粘土层、残积土层强风化砂岩层等岩层，严重阻碍了抗浮锚杆施工面；

（2）抗浮力控制难度较大

抗浮锚杆抗浮作用的发挥主要是通过锚杆与土体之间的摩擦力来实现的，在该工程当中地基土主要由黏土、粉质黏土构成，锚杆与土体之间的摩擦力相对较低，严重影响抗浮锚杆作用发挥，必须要进行对应处理；

（3）锚杆施工质量控制要求高

地基条件、基坑支护等因素影响了锚杆施工工作面，该工程在施工之前首先进一步强化了施工组织设计，确保了抗浮毛锚杆施工的有序进行。在施工组织设计当中锚杆施工区域划分为A、B、C三个不同的区域，配合各阶段施工与基坑支护施工要求分段交叉作业，保障锚杆施工工期要求。其次，还进一步优化了土方开挖顺序、运输路径等，避免对锚杆施工工作面的影响。相关施工组织设计完成之后及时与建设单位、监理单位展开沟通与交流，并对具体施工设计进行调整与完善。

3. 施工工艺

项目部负责工作面清理（机械开挖至防水板及独立基础垫层底标高）和控制点（轴线、防水板及独立基础垫层底标高）的交接，抗浮锚杆施工测量员根据控制点及锚杆平面布置图放线，测高程，定孔位。测放务必准确，要求测放过程中做好记录，检查无误，由总承包单位复查定位准确性后报监理审核,办好预检手续后开孔成孔。

在抗浮设计锚杆设计范围外设置固定定位点，并用红色油漆标注清晰，供测放、检查，以保证在施工过程中能经常性进行复测，孔位允许偏差小于10mm。

3.1钻机成孔

在确定锚杆孔位后，采用潜孔钻钻孔，钻头直径不小于177mm，经连续钻孔后，开孔直径扩大为180mm以上，终孔孔径及孔深需验收，孔深不得小于设计孔深。该成孔工艺利用空压机产生的高压空气进行排渣。达到设计深度后，不得立即停钻，稳钻1~2min，防止底端头达不到设计的锚固直径及灌浆饱满度。

3.2清孔提钻

终孔后利用高压空气清除孔内余渣，直至孔口返出之风，手感无尘屑为止，避免孔内沉渣存在，同时现场责任工程师及质检员进行孔深检测，锚孔偏斜度不得大于锚杆长度的2%，符合要求报监理进行验收后进行下道工序施工。

3.3安装锚杆杆体（制作）

锚杆制作按设计图纸锚杆做法进行制作，完成后需报项目责任工程师、质检员初验合格并报监理单位验收。钢筋连接方式采用焊接，接头类型、质量、连接要求需按规范进行检测复试，锚杆钢筋的接头应设置在杆体受力较小的中下部。锚杆制作时需重点控制止水钢板焊接质量、钢筋定位架的位置准确、锚杆主筋三向分开。钢筋采用钢丝刷清除钢筋铁锈。

锚杆制作好后，将注浆管（提前检查有无破裂或堵塞）插入锚杆体中，绑扎松紧合适，以注浆后较易拔出为宜，注浆管下端比锚杆下端短20~30mm防止端部堵塞。下锚时应避免锚杆扭曲、弯折及各部件松脱，过程中如遇到杆体无法下孔或注浆管明显回升，应拔出扫孔重新安装注浆管。锚杆入孔安装过程中需重点控制锚杆钢筋的位置居孔中，下端距孔底50mm，顶部锚入防水板及独立基础深度长度与设计一致，止水钢板位置位于防水板底以上200mm。锚杆的钢筋长度是根据孔深度加上砼底板锚筋的长度。

锚杆体隔离段需进行防腐蚀处理，采用环氧树脂防锈漆，涂刷不少于两遍， 涂层均匀。

3.4压力注浆

本工程注浆采用二次注浆施工工艺，第一次注水泥砂浆4小时后再第二次压力注浆。锚杆注浆体设计强度为 M30，注浆体为微膨胀纯水泥砂浆。水泥采用强度为42.5MPa 的普通硅酸盐水泥，灰沙比为1.0水灰比为 0.4。钢筋使用前除锈除油，涂刷环氧树脂防锈漆不少于两遍。水泥浆的搅拌时间≥3min，注浆前应对注浆管道和注浆设备进行严格的检查，确保注浆顺利进行。浆液配制：M30水泥砂浆，水泥采用42.5MPa普通硅酸盐水泥。注浆采用二次注浆施工工艺，第一次注水泥砂浆4小时后再第二次压力注浆。压力注浆管距离底部100mm，每隔1000mm开孔，采用塑胶纸封堵好，避免一次注浆污染。注浆管路检查：灌注前先压入压缩空气，检查管道通畅情况。

灌注方法：采用孔底反向注浆的方式，浆液从注浆管向内灌入，灌浆压力0.4~0.6MPa，第一次灌浆至浆液返出地面位置，再间隔5分钟观察如孔内浆液低于地面10cm时应进行第二次压力补灌浆，继续观察直至浆液稳定。

停滞4小时后第二次压力注浆灌浆压力2-3MPa（注浆压力根据现场工艺试验确定）。待孔口冒浆后保持压力2min后闭浆液。

第一次注浆和第二次注浆应注意成品保护，在浆体强度未达到设计要求前，不得承受外力或由外力引起的移位，锚头应设置临时支撑，保证锚杆在孔口中央位置。

3.4检查验收

锚杆施工完毕后，灌浆强度在设计强度的90%以上后，要检测锚杆的质量是否达标。在检查时，试验点位置由业主、设计、监理、施工及勘察单位共同确定，根据设计要求，按照抗拔试验数量不少于锚杆总数量的5%标准对所有类型的锚杆进行检测，各种类型锚杆的检测数量要在六根以上。如果验收不达标，要按照总锚杆数量的30%重新进行检测，如果仍然不合格，要对所有的锚杆进行检测。锚杆的变形总量要和设计的要求值相符合，要和地区经验标准相同。

4. 质量控制措施

为了保障锚杆混凝土成型质量，在该工程当中还进一步加强了对锚杆施工质量的控制，具体来说主要包含以下几个方面的内容：

（1）制定完善的施工管理制度，确保锚杆施工全过程质量管理。在实际施工过程当中，为了保障锚杆施工质量项目部组建了以项目经理为核心的生产管理团队，确保锚杆钻孔、钢筋长度、入岩深度等都能够有效达到相关规范要求；

（2）配合监理单位做好锚杆施工质量监察与整改工作。在该工程当中针对监理单位所提出的高压注浆量不足等问题进行了全面整改，并进一步强化了注浆水灰比设计，提升了抗拔承载力特征值；

（3）加强锚杆承载力检测工作。在完成锚杆施工之后，还需要进一步对锚杆实际承载力进行检验。在该工程当中按照2倍设计承载力特征值进行检验，结果显示均满足设计要求。

参考文献

[1]曾伟金;抗浮锚杆施工技术在地下室中的应用研究[J];西部资源，2020.

[2]祁金金;抗浮锚杆施工技术[J];建筑工人,2019,(4).46.

[2]龙小娟;复杂地质条件下抗浮锚杆施工技术技术要点研究[J];安徽建筑,2019(11):78.