抗浮锚杆抗渗防漏措施分析

抗浮锚杆抗渗防漏措施分析

曹敬

北京城建北方集团有限公司，北京 100000

身份证号：21138219880908****

摘要：抗浮锚杆节点防水处理是地下室防水工程的处理重点，其通常防水方式为防水油膏+防水卷材。由于不同材料之间存在缝隙，在水压力的作用下，间隙会逐渐扩大，易形成渗漏，故而抗浮锚杆节点存在较大的漏水隐患。因此，文章提出一种新型的抗浮锚杆节点防水抗渗处理方式，即在锚杆上部增加止水钢片，可明显降低地下室底板锚杆防水不合格率，提高工程质量。

关键词：抗浮锚杆；抗渗防漏；措施

当建筑物地下室的自重及覆土不足以抵消地下水产生的浮力时，就可以通过设置抗浮锚杆消除地下水浮力所产生的不利影响，以此保证地下室的稳定和安全。抗浮锚杆主要承受由土压力和水压力等多种荷载产生的拉力，通过杆体和灌浆形成的锚固体与锚固岩土层之间的摩阻力来抵抗拉力。抗浮锚杆通常的防水方式为防水油膏密封+防水卷材二次封堵，SBS材料无法对锚杆处进行有效包裹封闭，不能很好地与周围的防水搭接封闭，在工程竣工后锚杆钢筋也容易锈蚀，渗漏严重。

1抗浮锚杆简介

在高层建筑地下室工程中，为了抵抗地下水的浮力，往往在基础底板处设置抗浮锚杆，尤其是裙楼和地下室的施工，在处理地下室水浮力与建筑结构的相互作用方面效果显著。在目前的工程应用中，抗浮锚杆因其施工便捷、作用方式简单、造价相对较低，从而在地下工程施工领域中被广泛应用。抗浮锚杆的作用机理在于，其通过灌浆体和周围锚固层间的界面摩擦作用来提供锚固力，以此抵抗地下水浮力对地下室底板的荷载作用，作用机理与抗拔桩相似。抗浮锚杆与普通基桩的最大区别在于，基桩是抗压桩，桩身承受建筑荷载压力，应力从桩顶传递到桩底，桩身应力随着上层建筑荷载的变化而变化；而抗浮锚杆则是利用锚杆灌浆体与地层岩土体之间的摩擦力，有效地将地下室底板稳定在设计位置，不因外界条件变化（如大量降雨引起地下室底板水浮力骤增）导致底板被浮起发生破坏。抗浮锚杆的作用在于，将底板浮力通过锚杆与岩土体之间的剪应力分散至岩土体中。

2止水钢片的优点

2.1便于施工：相比较于其他防水加强措施，在抗浮锚杆钢筋上部增加止水钢板，可操作性强。

2.2连接性好：由于止水钢片与锚杆钢筋同属一种材质，经过焊接连接之后，可以保证百分百无缝连接。相比于其他材料，杜绝了不同材料之间接触的问题，使锚杆与抗渗防漏的止水钢片形成一个完整的个体，能有效延长其抗渗防漏的作用期限。

2.3易于检查：止水钢片位于锚杆的上部，锚杆注浆完成之后未隐蔽，便于止水钢片施工质量的检查；止水钢片与锚杆钢筋之间满焊连接，可以直观地判定质量是否合格，同时可以采用闭水试验的方法检查其抗渗漏效果。

2.4抗渗效果优良：相比较于传统的节点处理方式，通过模拟实验，用不同的节点处理方式做混凝土抗渗试块，经过标养室养护30d后，进行试块的抗渗实验，实验结果表明，采用止水钢片处理后，其抗渗效果优于传统方式。

3进场材料质量控制

3.1钢筋入场：必须携带能代表该批钢筋的产品质量证明书，符合相关规范要求；钢筋表面不得有裂纹、结疤、折叠、凸块、凹坑、夹杂、锈蚀等现象；钢筋的截面尺寸和表面质量应按照国家标准进行检验；外观质量检查合格后的钢筋需要经过复试，其屈服强度、抗拉强度、伸长率和重量偏差等检验项合格后，方可投入施工。

3.2焊接材料：其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。检查其质量证明文件及检验报告，检查全部的止水钢片的焊接是否严密。

3.3止水钢片进场：止水钢片表面无油污、无明显弯曲等现象；止水钢片的规格符合施工要求；止水钢片与钢筋焊接时，严禁焊穿止水钢片。

3.4防水卷材进场：防水卷材的产品质量证明文件要与材料一同进场；防水卷材的规格尺寸符合设计和规范要求；必须经过复试检验合格后，防水材料才可以投入现场使用。

3.5沥青油膏进场：沥青油膏经进厂验收和取样复试合格后，才能投入现场使用。

4锚杆钻孔与加工操作要点

4.1确定孔位钻孔

位置直接影响锚杆的施工质量和效果。因此，技术人员应在钻孔之前根据设计要求设置孔的位置，标记明显的标记，而不是直接通过目测确定位置。需严格按照锚杆的设计位置和一般施工设计顺序来确定钻机的施工位置。

4.2钻进与成孔

①安装和调试设备后，必须对准每个钻孔的中心点，即钻头的中心必须和锚杆的设计中心点匹配，并且对准误差必须小于3cm，垂直偏差小于1%。对准钻孔中心点调整水平后，开始用锚杆钻孔固定以形成孔；②为了确保钻孔过程中的定位精度，应严格控制钻孔速度。根据钻孔过程，主要分为初始钻孔和正常钻孔两个阶段。为了保证开孔位置的准确性，在钻至1m深时需要进行低速钻削。在消除了过度晃动和偏斜的现象后，可以切换为中速钻或全速钻进行钻进；③孔的深度应比设计孔长500mm以作为沉积区，确保锚杆的长度满足设计要求。为了确保钻探过程中地层的稳定性，避免偏差和控制孔的直径，在钻探过程中应在各段中安装钢套管，并且在各钢套管之间采用电线连接。螺栓灌浆完成后，可通过提升机的提升功能将钢制套管拆除，该套管可多次使用；④孔形成后，使用高压水从钻杆进入孔的底部，反复冲洗，直到返回的浆液没有明显的残留物或砂砾为止。

4.3锚杆杆体的制作安放

首先，应根据设计要求制造锚杆，锚杆必须是平直且除油除锈。其次，在放置锚杆体时，应防止杆体扭曲和弯曲，应使杆体始终在钻孔的中心安装。然后根据设计要求，锚杆主体采用三根直径为25mm的钢筋，钢筋的长度必须满足锚杆的设计长度。同时，将一次性灌浆管牢固地绑在锚杆上。安装锚杆杆体时，杆体应缓慢向下滑入锚孔中，避免损坏锚杆钢筋中的定位件，以确保锚杆钢筋的垂直度。

5抗浮锚杆施工前控制要点

5.1编制可行的控制实施细则

工程施工管理者应熟悉施工图纸和相关施工质量验收标准，根据抗浮锚杆布置情况、地质条件、成孔工艺及设计要求，编制可行的控制实施细则，针对性地制定抗浮锚杆施工质量控制点，定人定岗施工且将质量控制措施细化到控制工作中，做好事前控制工作。

5.2完善抗浮锚杆专项施工方案

施工单位所拟定的抗浮锚杆专项施工方案要保证内容合规性与实施的可行性，确保施工质量控制体系的完善性，保障施工机具数量、工程材料进场数量及劳动力安排等能满足施工进度计划要求。确保成孔、锚杆安装及灌浆等关键工序施工质量控制措施合理性，对于常见质量通病的防治措施要有针对性与可行性，以及安全防护措施和文明施工与现行规范要求的相符性。另外，对于施工方案不合理地方要及时改进与完善。

5.3工程材料及机具设备符合要求

抗浮锚杆所需工程材料主要有钢筋、水泥、焊条和无缝钢管等，所以要保证工程材料的质量和标准要与设计要求相符，比如出厂合格证和检测报告等资料要真实和准确。期间要检查进场材料的型号、规格、材质和强度等指标是否符合设计要求。通常来说，进场材料应当取样送到第三方检测单位检测，检测合格才可以投入使用。还有，潜孔锤锚杆钻机、空压机、电焊机和注浆泵等机具的机械性能和维修保养记录方面也要做好相关工作，检查机具型号及数量与施工方案是否相符，机具应满足安全施工要求，保证运行正常稳定。

5.4做好测量控制网的检查工作

首先要检查测量仪器的精度及检定情况，精度应符合测量规范要求。施工单位要按照建设单位要求的坐标点和水准点及时建立测量控制网，并且检查控制网的合格性，在确保符合要求的情况下方可进入下一道工序。

6抗浮锚杆的布置

抗拔锚杆的布置方法有两种：地下室底板下均匀布置和集中布置。

6.1地下室底板下均匀布置：不考虑上部结构自重（仅考虑底板自重），根据锚杆的抗拔承载力特征值和浮力的大小计算布置间距。优点：地下室底板计算跨度小，板厚及配筋小；缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力，需要的锚杆较多，布置相对分散，地下室底板下的外防水施工比较麻烦。

6.2集中布置：集中布置在柱下或板跨中。优点：可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力，由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强的抵抗力。缺点：地下室底板配筋较大。

6.3推荐布置方法：为充分利用上部结构传来的竖向力，方便底板外防水施工，防止个别锚杆失效对底板安全的威胁，建议采用集中布置。

①对于一层地下室，由于浮力不大，尽量把锚杆布置在独立基础范围内。

②对于两层以上的地下室，由于浮力较大，尽量把锚杆布置在柱网对角线交点范围，以形成底板支座，减小板计算跨度。

7抗浮锚杆施工过程控制

7.1成孔控制要点

①成孔前，采用全站仪将抗浮锚杆的孔位测量放线在垫层上，锚杆孔距误差≤20mm。工程施工管理人员应检查孔位轴线偏差与高程，确保孔位测量放线的准确性。②选用MZ-400液压潜孔锤跟管成孔，钻孔直径为180mm。钻机就位后，钻机调整平稳，钻杆对准孔位中心，空压机压力为0.5MPa。管理人员要检查潜孔锤钻具的完整性、连接部件的牢固性、钻头转动灵活性与通风设备的顺畅性等，检查钻杆垂直度、风压和孔径，要求相关指标满足设计要求。③潜孔锤在高压动力驱动下跟管钻进土层至设计高程，钻孔深度超过设计深度≥0.5m。为了使得底部钻孔直径满足设计要求，孔底应稳钻1～2min，钻孔偏斜度≤5%。本工程锚杆长度为15m，当锚杆长度不足15m时，要求锚杆进入砂土状强风化岩的长度≥5m。管理人员要检查钻孔深度、入岩深度、孔位的偏斜度和稳钻时间等指标，锚杆长度不满足设计要求时，锚杆进入砂土状强风化岩时应确认岩层性质，保证锚杆入岩深度满足设计要求，终孔后应复核孔深。④成孔时排渣由高压空气完成，清孔用高压水清洗孔内残渣，孔口返水为清水即可。管理人员要根据排渣情况，参照地勘报告核实地质情况，遇到地质情况不符应立即上报设计单位。检查孔壁清孔质量，要求清孔干净，并做好抗浮锚杆成孔的旁站记录。

7.2锚杆制作与安装控制要点

(1)锚杆下料长度为锚入基础长度与设计长度之和，锚入基础长度按照40d计取，锚杆顶端的90°弯长度＞200mm。锚杆用3根直径为20mm的热轧螺纹钢筋，钢筋制作之前应除锈与保证平直，锚杆的接长采用双面焊，搭接长度为5d，焊缝应连续饱满。沿着锚杆轴线方向设置由3根直径为6.5mm的圆钢组成的对中支架（如图1所示），设置间距为3m，对中支架与锚杆应焊接牢固。施工管理人员应检查锚杆和对中支架钢筋种类、直径、数量、下料长度、搭接长度、除锈情况及焊接质量情况，要在施工中严格按照设计图纸加工与制作锚杆及中支架，防止尺寸偏差，确保锚杆制作满足设计要求。

图1锚杆安装示意图

(2)一次注浆管从底端0.2m起钻取孔径为6mm的泄浆孔，数量为8个，间距为0.5m，孔底与注浆管底端的距离为0.3m。二次注浆管的泄浆孔为3个，间距为0.5m，分布角度为120°，泄浆孔和端部采用胶布封闭，防止一次注浆时水泥浆进入二次注浆管，锚杆最上端2m范围不钻取泄浆孔。注浆管的直径为20mm，注浆管上口应比锚杆顶部高出0.3～0.4m。施工中应检查注浆管的管径、不同注浆管泄浆孔布设数量、间距、安装高度、安装位置及泄浆孔保护措施与设计要求相符性，确保注浆管安装准确到位。

(3)将注浆管与锚杆采用塔吊下放到设计深度，要求高程偏差≤100mm，在锚杆外露部分加设固定支架，锚杆安装应顺直，支架固定应牢固。期间应检查锚杆固定支架牢固性及锚杆安装顺直性，确保锚杆安装满足设计要求。

7.3灌浆控制要点

(1)注浆管和锚杆下放完成后，采用液压拔管器将套管拔出。拔管时应缓慢，防止将锚杆带出，并做好锚筋的保护工作，拔管后应检查锚筋的外露长度。施工管理人员应管控好拔管施工环节工作，对于锚杆外露长度要确保其达到有效长度。

(2)锚杆孔采用水泥浆从注浆管灌浆，水泥浆强度为M30，水泥为普通硅酸盐水泥42.5R，水灰比为0.55。由于地下水对钢筋具有微腐蚀性，在水泥浆中加入3%的阻锈剂。水泥浆应搅拌均匀，搅拌时间≥3min。作业期间要检查水泥浆配合比情况，尤其是阻锈剂的掺量，要求施工中严格按照水泥浆配合比制备水泥浆。检查水泥浆搅拌时间及均匀性，检测水灰比，水泥浆的制备应符合设计要求。

(3)注浆前应注意注浆泵性能和注浆系统的顺畅性，保证注浆顺利连续作业。一次注浆压力为1.0MPa，注浆方法为孔底反向注浆，单根锚杆注浆应在1h之内完成。注浆过程中应控制注浆压力和注浆流量，直至孔口冒浆。当孔口冒出新鲜的水泥浆液时应稳压持续注浆1min后即可终止注浆。注浆过程中发现浆液面有下降情况应及时补浆，直至浆液面稳定。待一次注浆完成后24h即可开始二次注浆，注浆方式为高压注浆，压力为2.5MPa，待浆液从孔口冒出并无气泡冒出即可停止注浆。灌浆过程中要做好相关记录与注浆施工的管理，用全过程的施工管理来确保注浆顺序、压力值、灌浆方式及终灌标准均符合要求，确保施工是按照施工方案和规划进行，以保证其施工质量措施的落实。

8施工质量控制与建议措施

8.1施工质量控制

在锚杆施工过程中，应当注意如下几点施工质量控制要求：①确保钻孔位置的准确性，要求锚孔位置偏差应小于50mm。为实现这点目标，应根据设计图纸和参考坐标，计算出抗浮锚杆的钻孔位置坐标，通过全站仪测量和确定钻孔位置，降低测量误差。②保证钻孔深度应至少比设计深度深0.5m，且孔的斜度应不大于5%。将钻头移到锚杆的孔中，并调整钻头的水平和垂直方向，以使钻杆的轴线与孔的中心线成一条直线。③在完成锚杆钻孔后，使用高压水清洁孔中的残渣。④制作锚杆时，根据孔的设计深度和锚固平台的长度来切割杆体。锚杆的锚固长度按40d（d为锚杆杆体的直径）进行调整，并采用双面焊接或直螺纹套筒连接。⑤锚杆杆体应保证安装笔直，杆体应安装在固定支架上，在注浆12h后达到一定强度后再拆除固定支架。⑥拔出套管前，排气管和注浆管应用塑料布密封，防止石头掉入套管，同时应检查裸露部分的长度，以防止将锚杆整体拉起，从而影响锚固效果。

8.2施工建议措施

由于抗浮锚杆属于抗拉构件，其作用方向与地面垂直，通过灌浆体与周围锚固层的粘结应力来传递荷载。抗浮锚杆上端与地下室底板连接，下部锚固至岩土层中，由灌浆体将所受的外部荷载分散传递至岩土体，以此平衡基础结构的浮力，从而发挥锚固作用。根据其受力特点，在施工过程中应注意以下问题：①正式施工前，应组织施工人员学习并贯彻施工工艺等各项技术要求，并进行全面的技术交底，做到对施工过程非常熟悉。②钻进过程采用跟管钻进模式，即从钻进开始至结束，整个孔内全部采用套管护壁，避免卡钻、塌孔、扩孔的现象。③在确定锚杆的数量和间距时，不仅要考虑总的抗拔力，还要考虑锚杆与锚杆之间的相互影响。间距太小不仅会影响成品锚杆的质量，而且也会出现多个锚杆的锚固效率比单个锚杆的锚固效率低的情况。④应该长期观察建筑物的上浮量，由于地下水位不断变化，因此基础结构受外部环境的影响很大，该项检测可与建筑物的沉降观测同时进行。⑤采取二次压浆工艺：锚杆钻孔工序完成后，随即进行清孔，经质量验收达到成孔质量要求后即可下放锚杆。

结语：

抗浮锚杆在水浮力较大的施工现场应用普遍，其因可以充分利用上部结构传来的竖向力抵消一部分水浮力、集中布置方便地下室底板下的外防水施工、抵抗力强等特点深受用户欢迎。但因其所处的特殊位置以及独特的施工方法，容易对地下室形成渗漏隐患。相关人员应当积极了解抗浮锚杆渗漏机制，制订应对办法，有效提高工程实体质量，杜绝质量隐患。

参考文献：

[1]张兴年.复杂环境下抗浮锚杆施工的控制工作[J].施工技术，2017（S1）：180-183.

[2]喻青桥.抗浮锚杆的施工过程控制[J].工程建设，2017（2）：77-78.