全长粘结型非预应力锚杆在结构抗浮中的应用

全长粘结型非预应力锚杆在结构抗浮中的应用

王争气 1 黄奕铭 2

中建八局发展建设 有限公司 青岛 266061

摘要: 通过具体工程实例，介绍了全长粘结型非预应力抗浮锚杆在工程施工中的应用，从锚杆的基本实验、施工应用及锚杆检测验收等方面进行分析，希望对类似工程有一定的借鉴意义。

关键词：抗浮锚杆 承载力 施工应用 试验检测

前言

随着城市建设的高速发展，土地资源越来越宝贵，地下空间的开发和利用则成为建设工程的重中之重。在越来越多的建筑选择向下发展的同时，地下结构的抗浮问题则变的越来越突出。

目前常用的地下结构抗浮方法有配重法、抗拔桩法或抗浮锚杆法。与配重法、抗拔桩法相比，以垂直土层锚杆作为抗浮受拉体的抗浮锚杆法，具有工期短、造价低、节省材料等优点。本文以某工程为例，就全长粘结型非预应力抗浮锚杆设计、施工及检测试验中的一些问题进行探讨。

一.工程概况

某体育馆工程局部地下一层，地上五层，拟建场区地貌类型为剥蚀残丘地貌，无不良地质作用，拟建场地东侧紧邻黄海。地基持力层选用第④层中风化流纹岩或④-1中风化火山角砾岩，地基承载力特征值2000KPa。地下水按赋存方式分为第四系松散堆积层的孔隙水和基岩风化裂隙水，抗浮设防水位按8.0m进行设计。

二.抗浮设计

本工程结构抗浮采用全长粘结型非预应力抗浮锚杆，锚杆设计使用年期为50年。锚杆直径不小于200mm，孔距误差不大于100mm，钻孔轴线的倾斜率不大于锚杆长度的2%，钻孔进入第④层中风化流纹岩或④-1中风化火山角砾岩不小于4.5m。地下抗浮锚杆本着均匀受力的原则进行布置，基础底板范围内纵横向间距均为2000mm。锚杆主筋3根HRB400直径28钢筋，M30水泥砂浆一次注浆，抗拔承载力特征值250KN。

三.基本试验

按有关规范、规程及设计要求,在正式设计以前先进行锚杆基本试验,以验证设计时采用的极限抗拔力计算值的可靠性和施工工艺的合理性。基本试验锚杆设计为圆柱形,直径200mm,杆体材料为3根HRB400直径28钢筋,锚杆采用一次高压注浆工艺,注浆体为M30水泥砂浆。锚杆抗拔承载力特征值为250kN,极限抗拔力为500kN,锚杆入岩深度4.5m，共计3根。待注浆体达到设计强度后委托有关单位进行试验,试验依据CECS22:2005土层锚杆(索)技术规程进行,最大试验荷载500kN,试验结果极限承载力644KN。

四.锚杆施工

1.工艺流程

本工程锚杆施工采用先插锚杆后注浆的方法，其施工工艺流程为测量放点→钻机就位→钻孔→验孔→(锚筋加工、验收)锚筋安放→注浆→养护→验收。

2.操作要点

(1)测量放点

根据测量基准点和施工图，使用GPS测放出某一施工区段四个角部的锚杆位置，用记号笔在垫层上画“十”字进行标记。以对角区域两个锚杆点位为基准，用50m钢卷尺连线定向，依据设计尺寸逐个侧放出该纵向直线上的锚杆点位，用记号笔在垫层上画“十”字进行标记。测点完成后进行测量复核，并进行验收。

(2)钻机就位

采用德国宝峨-克莱姆KR805-2多功能全液压钻机，钻机移动到施工锚杆点位就位，安放平稳牢固。根据锚杆设计深度选配钻杆，并依次对钻杆进行排序、编号，在最后一节钻杆上用记号笔画出钻进终止标记。钻头尺寸不小于200mm，钻头磨损致使钻孔直径不足时应及时进行更换。调整钻头位置对准测放的点位，调整钻杆垂直度，复核合格后进行钻孔。

(3)钻孔、验孔

利用引孔机冲击能量破碎地基岩土层钻孔前进，一节钻杆进尺完成后连接下一编号的钻杆，直至钻孔至设计深度。钻孔过程中利用压入的气流将破碎的岩土碎末喷出孔口，每钻进一节钻杆使用高压气流对钻孔进行清理，确保孔内无沉渣；若锚杆落于坑侧壁，可将锚杆位置在0.5m范围内调动以使锚杆落于坑内或坑边。

钻孔进尺至标定刻度后，进行复核验收。确认无误后，逐节拔出钻杆。钻孔完成后随即将钻孔周边施工垃圾清理完善；对孔深进行测量验收，并测量孔内沉渣厚度，验收合格后进行下步工序；对钻孔过程的信息进行记录。

(4)钢筋加工及安装

1)钢筋原材料进场后检查合格证、质量证明文件、钢筋成分表，对钢筋进行观感及尺寸检查，确认合格后准许卸货。卸货后，会同监理进行见证取样并送样复检。

2)钢筋切断应使用钢筋切断机或圆盘砂轮锯切断，严禁使用焊机焊断。

3)3根钢筋在中间加设直径18(长度100@1000)的HRB400级钢筋点焊成束，锚筋杆体应焊接牢固，但不可烧伤筋体。三根钢筋外侧沿径向焊接直径6、高度30、间距@2000的架立钢筋，用以保证筋体在钻孔中的位置，架立筋与主筋焊接牢固。

4)钢筋加工完成后分批次进行验收，验收合格后方准许用于安装。

5)钢筋安装时使用1根钢丝绳固定锚筋上端垂直段，起吊后待锚杆稳定，对准钻孔利用自重徐徐放入。锚筋居孔中央安设，安装锚筋时不可使用外力将锚筋压入孔中，以免扭弯、损坏锚筋。安装到位后，锚筋顶部水平段使用临时支架支顶，使锚筋底部距孔底50mm。支顶牢固后解除钢丝绳，进行下一根锚筋安装。锚杆浆体终凝后拆除顶部临时支架。

(5)注浆

砂浆采用商砼站提供的预拌砂浆，砂浆到场后应先对其开盘鉴定、混凝土合格证、随车小票进行查验，并测量砂浆稠度，复核合格后准许使用；根据钻孔深度在注浆管上用记号笔进行标记，将注浆管伸入至孔底300mm范围内，使用砂浆泵连续将砂浆泵入孔内。注浆管随着注浆进度逐渐拔出，但确保注浆管口埋在孔内砂浆面以下不少于1m，直至注浆完成；每批次注浆施工应随机取样留设不少于3组(每组3块)砂浆试块进行标准养护。

(6)养护

锚杆施工完成后进行自然养护，28天后进行验收检测。锚杆砂浆终凝前应避免碰撞锚筋，以免影响钢筋和浆体的结合。

五.锚杆检测验收

抗浮锚杆施工后进行验收试验，数量不少于锚杆总数的5%，且不少于6根。最大试验荷载取锚杆抗拔承载力特征值的2倍。验收试验应分级加荷，初始荷载宜取锚杆抗拔承载力特征值的0.10倍，分级加荷值宜取锚杆抗拔承载力特征值的0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75和2.00倍。验收试验中，每级荷载均应稳定5～10min，并记录位移增量。最后一级试验荷载应维持10min。如在1～10min内锚头位移增量超过1.0mm，则该级荷载应再维持50min，并在15、20、25、30、45和60min时记录锚头位移增量。加荷至最大试验荷载并观测10min，待位移稳定后即卸荷至0.1Rak，然后加荷至锁定荷载。试验结果绘制的荷载-位移(P-S)曲线，判定验收合格应符合下列标准：锚杆抗拔力极限值满足设计要求；抗拔力特征值对应位移小于锚杆工作允许位移；最后一级荷载下锚头位移收敛。

六.结论

1.抗浮锚杆的平面布置应力求均匀，才能保证受力的合理性，在满足整体抗浮要求的同时也减少了对基础底板的冲切作用，从而可以减小底板厚度，节约造价。

2.抗浮锚杆具有良好的抗拔能力，且造价低，受力均匀，施工快捷，施工机械及设备的作业空间不大，是一种很好的抗浮措施。另外采用抗浮锚杆要比采用抗浮桩(灌注桩)工期要短，造价要低。

参考文献：

[1] 华锦耀，郑定芳. 地下建筑物抗浮措施的选用原则[J]. 建筑技术，2003.

[2] 沈传贵. 抗浮锚杆施工在建筑工程中的应用 [J]. 四川建筑，2007，18(6)：182-184.