承压型囊式扩体抗浮锚杆施工工法

承压型囊式扩体抗浮锚杆施工工法

于庆坤，宋澜

中冶京诚工程技术有限公司

摘要：

随着城市建设步伐的加快，城市规模的扩张，建设用地日益紧张，建筑物地下空间的开发利用逐渐受到重视。当场地地下水位较高时，建筑物庞大的地下结构，受到地下水浮力作用，而可能发生上浮位移，从而危及建筑的结构安全，影响建筑的正常使用功能。因此建筑物的抗浮设计日益引起重视。

关键词：抗浮锚杆；囊式；工法。

1、前言

抗浮锚杆在建筑基础结构抗浮设计中应用较为广泛。从结构受力角度来说，抗浮锚杆为抗拔桩，桩体主要承受拉力，受力是自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着浮力的大小而变化。与传统的抗浮锚杆相比，囊式扩体抗浮锚杆采用囊式扩大头作为锚固端，其传力与受力机理科学合理，单根锚杆抗拔力大大加强，有效的减少了锚杆根数，缩短了锚杆长度，节约材料，绿色环保，具有良好的经济效益和社会效益。[1]

2、工法特点

针对囊式扩体抗浮锚杆在锚固段有扩体，在钻杆成孔过程中，先用履带式锚杆机干成孔钻机成孔，钻孔直径参照设计要求，钻至设计深度后，再用双管旋喷桩机进行扩孔，保证锚固段扩体直径满足设计要求。

抗浮锚杆在与结构底板构件连接时，在锚杆外部加设螺旋箍筋，中间包裹混凝土，使锚杆与结构底板连成整体，从而增加结构的整体性，使抗浮锚杆的锚固力得到充分发挥和利用[2]。

3、工程概况

本工程为深汕合作区品牌产业园项目地下车库抗浮锚杆工程，拟建场地北侧为G324国道，东侧为西湖油站，西侧为规划深汕西七路，南侧紧邻正在建设的15 -17栋建筑。

本工程抗浮锚杆遍布整个基础底板，锚杆根数总计为263根，每根有效长度9.0m，工程量约为2367m。

表1抗浮锚杆设计概况

抗浮锚杆杆采用承压型囊式扩体锚杆，扩体段长度3m，扩体段直径400mm，非扩体段长度6.0m，非扩体段直径180mm。

4、工艺原理

4.1 成孔：

囊式扩体抗浮锚杆成孔过程中，在自由段采用履带式锚杆机干成孔钻机成孔，孔径根据设计要求，采用相应直径的钻头成孔；在锚固段施工时，采用旋喷桩扩孔，根据锚固端设计深度处的土壤地质条件和设计要求的扩体直径，参照以上技术参数选用合适的旋喷压力进行旋喷扩孔，以满足设计要求的扩体直径。

4.2 注浆

杆体扩孔完成，放置锚杆，根据设计要求进行压力注浆，锚固段扩体成型，并完成杆体自由段注浆，形成囊式扩体抗浮锚杆。

4.3 锚固

抗浮锚杆顶端在与结构底板构件连接时，采用预应力螺母附垫钢板，将抗浮锚杆与结构底板进行锚固，同时附加螺旋箍筋，使锚杆周围的混凝土在螺旋箍筋作用下，紧紧握裹在锚杆周围，在结构底板中形成锚固端，从而保证了锚杆与结构底板连接的稳固性和整体性。

5、操作要点：

5.1 基坑开挖及垫层浇筑

井坑支护结构加工完成后，挖掘机、渣土车进行挖土、转运至设计标高，完成基坑验槽后，及时浇筑混凝土垫层。考虑到锚杆机后期对对垫层的破坏，在垫层浇筑之前，对锚杆进行定位，在施工锚杆位置，提前放置孔径略大于钻孔直径的套管，对钻孔位置提前预留。另外，在进行移机及成孔作业，锚杆机行走轨道上铺设木质垫板，以尽量保护垫层。

5.2 锚杆定位

测量定位是施工作业的基本依据，根据建设单位提供的原始点位进行测绘定位，施工测量定位对施工质量控制起着非常基础和关键的作用。高程控制以浇筑好的垫层面作为锚杆标高控制的依据。

5.3 钻机就位

根据锚杆的点位测量，将钻机逐个移位，进行锚杆成孔作业。钻孔过程中，调整钻机位置，保证钻头与钻孔位置对中，同时保持钻机垂直角度，保证钻孔成孔垂直，误差在允许范围内，保证施工质量。

5.4 成孔

本工程采用TS-135履带式锚杆机干成孔钻机成孔，钻孔直径为175mm，钻孔位置纵横向偏差均不得大于±50mm。成孔深度应比设计深度大20~30cm。

成孔后用MGJ-50双管旋喷桩机进行水泥浆液扩孔，所产生的泥浆安排专人清理至基坑边缘，并及时清运。

锚杆扩体锚固段施工时，高压旋喷压力严格控制在30MPa左右且不低于25MPa，提升速度严格控制在15cm/min以内。采用水泥浆扩孔工艺，应至少上下往返扩孔两遍，扩孔难度较大时，采取上下往复多次高压旋喷的方法对锚固段进行扩体，以满足设计要求。

6、锚杆制作

6.1 锚杆制作

本工程承压型囊式扩体抗浮锚杆杆体采用PSB930级混凝土用螺纹钢筋，直径为34mm。锚杆为工厂制造，在现场与囊袋配件完成锚杆整体装配[3]。

6.2 锚杆安装

钻孔施工完成，检查锚杆的装配质量，注浆管有无破损及堵塞，囊袋有无破损，确保满足设计要求。利用吊装设备将锚杆和注浆管一起吊放入孔中，吊放时应避免锚杆扭曲、弯折及各部件的松脱；放入锚杆过程中，若无法下放到底，应将锚杆整体拔出，用钻孔机重新钻孔后再放置。由于锚杆较重，在下锚过程中必须要有管理人员在场，绝对要注意安全，防止隐患事故发生。

6.3 注浆

锚杆注浆材料为水灰比0.4-0.45的水泥净浆，水泥选用42.5R普通硅酸盐水泥。为避免浆体产生离析和硬化现象，注浆浆液应时刻保持在搅拌的状态并搅拌均匀，随搅随用，且在初凝前注浆。注浆设备的浆液生产能力和注浆压力应满足设计要求，并能保证完成单根锚杆的连续注浆。

注浆前，先注入清水，保证注浆管路通畅，再注入水泥浆液，且随着水泥浆液的注入，缓慢提出注浆管，需保证注浆管端部始终位于水泥浆液面以下，防止出现断桩，保证注浆质量。当注浆孔溢出浆液与注入浆液一致时，可停止注浆。[4]

试块制作，除见证取样外，锚杆施工时应留置浆体强度检验用试块，每30根锚杆留置1组，每组不应少于6个试块，规格为70.7mm×70.7mm×70.7mm。水泥浆体强度不小于30MP。

待孔内素浆初凝后，进行补浆作业。补浆时，先用清水进行冲洗，再采用上述方法进行注浆，直至浆液饱满。在浆体强度未达到设计要求前，锚杆不得承受任何外力。

6.4 锚固

建筑基础底板防水施工完成，底板钢筋绑扎时，同步开始抗浮锚杆的锚固施工。预应力螺母与钢垫板提前焊接牢固，在螺旋箍筋内侧中部与钢垫板点焊连接，螺旋箍筋通过螺母与锚杆连接在一起，使锚杆端部周围的混凝土在螺旋箍筋作用下，紧紧握裹在锚杆周围，在结构底板中形成锚固端，从而保证了锚杆与结构底板连接的稳固性和整体性。

7、结语

对于囊式扩体抗浮锚杆，因其扩充的锚固端，是锚杆的受力性能更好，起到更好的锚固作用，相对于普通抗浮锚杆，缩短了锚杆长度，提高了承载力，降低施工成本，提高了施工效率，具有良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]杨宏军．分析地下室底板抗浮锚杆结构设计[J].规划与设计，2018（37）：97-99.

[2]王恒，李春雨，刘平.抗浮锚杆施工技术应用实例[J].建筑技术，2013,44（2）：115-117.

[3]薛雷.预应力抗浮锚杆施工工艺改进[J].山西建筑，2016,42（25）：85-86.

[4]郭宪义，张晓萍.垂直抗浮锚杆施工工艺的工程探索[J].建筑技术，2007，38(3)：204-206.

作者简介：于庆坤，1991年6月16日，男，汉族，山东肥城人，硕士研究生，工程师，主要从事土木工程现场施工管理。

通讯地址：于庆坤，18811492551，北京市大兴区亦庄建安街7号。