地下工程抗浮锚杆施工技术及质量控制要点分析

地下工程抗浮锚杆施工技术及质量控制要点分析

夏永勇

湖南有色地质工程测试研究中心湖南长沙410000

摘要：改革开放以来，国家经济得以飞速发展，我国的科学力量也在不断提升，其中建筑行业在国民经济的发展过程中起到了至关重要的作用，随着社会生产与生活多样的需要，我们对建筑物的功能以及造型有了更高的要求，面对这种状况，我国的建筑企业纷纷研究新型的建筑技术，就以高层建筑的地下车库而言，其建筑要求与建筑标准也有很大的提高，在建筑高层地下车库建设时，需要综合考虑各种实际问题，力求建设出质量过关，功能齐全的地下车库。在进行地下车库建设时经常会遇到抗浮问题，因此，本文为了克服地下架构建设过程中经常出现的抗浮问题，结合某个项目地下车库相关底板策划运用集中式点状设置抗浮锚杆，采取相关措施，合理控制其施工顺序使抗浮锚杆的施工质量得到大幅提升，从而达到建筑质量所要求的标准，在车库建设过程中，针对经过车库底板的相关锚杆节点方位选择了必要的防水控制方案，同时，针对锚杆还专门实行了抗拔承载力相关测验，有效确保了抗浮锚杆的建设质量，并且在这方面收到了良好的成效。

关键词：地下工程；高层建筑；车库；抗浮锚杆；质量控制

0引言

众所周知，所有建筑物都需要先建设地基，只有打好牢固的地基才能保证后续建筑的安全性，使其建筑过程中，不会因为地表承受不住地上的压力而出现变形或倒塌现象，因此，对所有建筑物而言，其地下结构的建筑质量直接决定着其地上建筑物的建筑质量以及其安全性，这一方面特征，会随着其地表建筑物高度的增加而不断提升，尤其是在高层建筑物当中，其表现的尤为明显。因此，在进行建筑物的地下结构设计时需要考虑到建筑物与地下地质条件的相适应性与相互匹配性。例如，在高层建筑地下项目的相关架构当中，如果出现地下水位相对较高，同时，建筑物本身的重量不能完全抵消因地下水所形成的浮力时，就必须在原来基本底板上面添加一定的竖向外力用来均衡地下水所形成的浮力。在建筑项目中一般都会采用的抗浮方法有增加重量抵抗浮力法，又叫做压重抗浮法、布置抗浮锚杆方式以及设置抗浮桩等方法。抗浮锚杆则是借助锚杆本身的抗拉强度所形成的拉应力，同时锚杆和土层间由于存在很大的摩擦力，从而使其具有较大的抗拔力，最终，达到制约其基础上浮趋向，实现抵抗基本上浮的相关功能。抗浮锚杆在使用中拥有很多优点，例如单个点的受力相对较小、底板架构所承受的力度相对均匀以及平衡，其成本费用更加低廉，在其建设施工过程中操作更加方便简捷。正因为抗浮锚杆的这些优点，使它在现实工程施工当中得到了广泛的推广与应用。

1、工程简介

本文所选的研究案例是处于某市的一项工程，该工程整个建筑面积是126540.93平方米，其中包含三层地下车库，分成A、B、C、D、E一共五座高层楼体以及其裙楼一座被称作F楼，地层之下的整个建筑面积是32986.8平方米的车库底板设置标高是地下11.600米，主要楼体最高处到地表的垂直距离是101.700米。本项目的施工场所地势十分平整，从地质结构的上区分，施工所在的地质条件属于低山丘陵地貌，其岩石层从上面到下面分别是素填土层、杂填土层、粗砂层、全风化花岗组成闪长岩层、强风化花岗组成的闪长岩层、微风化花岗组成闪长岩层。全面考量到整个建筑物特征以及施工所在地项目的地质状况，决定选用天然类型地基，把强风化花岗组成的闪长岩层当作基本的持力层。该项目所在地的地下水各类是第四系孔隙水以及基岩裂隙水，通过钻孔测量其稳定水位在地面之下的0.6~2.7米。为了克服该地区地下水所形成的浮托力，该项目策划应用集中式点状设置杭浮锚杆。

2、抗浮锚杆策划方案

本地下车库所选用的抗浮锚杆应用正方形进行设置，两个锚杆中心点的距离是2300毫米，共计使用1385根。通过检测得出单个锚杆的抗拔承载力有关的特征值是300千牛，抗拔最大承载力数值确定为600千牛。锚杆孔内直径是180毫米，锚杆打入由强风化花岗组成的闪长岩最大距离是4.5米，锚筋采用3?25III级的螺纹钢筋排列成三角形进行设置，顺着锚筋的长度每间隔1.0米放置一个定位器。锚杆运用全长豁结的方法进行锚固操作，其注浆选用的是M30型号水泥砂浆添加阻锈剂，岩层体和水泥砂浆连接处的豁结强度有关特征值是150MPa，M30型号水泥砂浆进行灌孔之前需要把锚杆孔清洗洁净，锚杆需要精准的定位到锚孔的中心处，锚杆策划图纸如下图一所呈现。

图1抗浮锚杆策划图

3、抗浮锚杆施工工艺

3.1、抗浮锚杆施工工艺流程

该施工技术工作流程用下列过程来表示：第一步，进行施工前准备工作；第二步，进行定位放点；第三步，加工制作锚杆；第四步，用钻孔设备制作锚孔；第五步，清洗锚孔，使之保持洁净，以备后用；第六步，将锚杆放入锚孔；第七步，灌入水泥砂浆；第八步，清理施工场地；第九步，进行相关养护工作；第十步，通过验收。

3.2、施工工艺控制重点

3.2.1锚杆的加式制作

1）锚杆选用3*25尺寸的III级别的螺纹钢筋，并且所选用的钢筋进入施工现场时，必须出具质量合格证书，同时还需要信报相关规定标准进行质量复查，确保钢筋的样物理力学特性达到当前我国国家级标准以及有关专门标准等一系列规定。

2）依据策划方案需要对锚筋进行制作与加工，为了达到让锚筋正好位于钻孔中心位置的目的，需要顺着拉杆的长轴设立对中定位所使用的支架，本支架使用?12钢筋加工制作而成，其形状设计成三角形，其间隔距离是1500毫米，使用钢筋折弯机械依照策划标准进行制作加工。

3）锚筋放置在底板和岩层表面其上方与下方各自200毫米的空间内涂刷环氧树脂材质的保护层，用来降低锚筋锈蚀作用。

4）在基本底板之上200毫米处设立厚度是3毫米、边长是250毫米起止水作用的钢板，钢板与钢筋两者之间利用焊接方式进行固定，不得出现焊缝抑或是砂眼。

3.2.2成孔

1）锚杆在加工制作成孔之前，需要依据策划标准确定好孔位同时加以标记、进行编号，孔距最大偏差不得超过100mm毫米。

2）在明确了锚杆孔位置之后，利用高风压锚杆钻机进行钻孔操作，当钻机安置到位时，一定要固定结实，必须保证钻机机架处于水平位置，并且其立轴必须是垂直的。

3）锚杆孔的直径大小需要依据策划标准而定，锚杆成孔时运用跟管方式进行钻进，同时运用空压机所形成的高压空气排除残渣。当其达到要求深度之后，不能马上停钻，钻机需要维持原样1~2分钟，避免下端钻头出现未达到设计要求的锚固孔径等问题。钻孔的倾斜角度不得超过5%，钻孔的深度需要比锚杆设计长度多出50毫米以上。

3.2.3清孔

1）钻孔完成之后运用高压空气排除钻孔内部的残渣，当从孔内排出空气、用手去感知没有尘屑之后方能停止清洗工作，以防钻孔内部出现沉渣。

2）钻孔清理完毕之后，要立即进行相关数据的检测工作，例如钻孔孔径大小、钻孔深度以及锚孔倾斜角度等，必须把误差限制在规定的标准范围之内。

3.2.4灌浆

1）依据设计标准，灌浆材料所选用的灰砂比例是1：1的M30型号水泥砂浆添加一定阻锈剂，其配合比例需要通过试验来决定，并且需要严把搅拌步骤，将灌浆材料完全搅匀，必须确保其在初凝之前使用完毕，保证灌浆管道的通畅无阻，避免石块以及各种杂物进入浆液。

2）在进行灌浆工作之前，要先进行锚筋除锈工作并且将其顺直，锚筋安放到孔内时需要保持与钻孔一样角度，杜绝出现扭压与弯曲的现象，而且需要将其安装在钻孔中心位置。

3）运用先放置锚筋再进行灌浆工作的施工方式，灌浆管道的出浆口需要插进距离孔底300至500毫米的位置。运用从孔底进行反向注浆的方法，其注浆压力维护在0.6至1.0MPa，浆液由注浆管道流出从内部灌入，这种方式会把空气径直排出。注浆完成的标志是其流出的浆液同灌入钻孔内的浆液具有一样的浓度，同时没有气泡出现时方可停止。

4）如果灌浆完成之后发生回缩状况，则必须实施二次灌浆工作。

5）注浆完成之后，把外露钢筋清洗洁净之后再进行相关保护工作。锚杆施工完成7天之后才能实施下一道相关工序的施工操作。

4、锚杆质量控制重点

抗浮锚杆的施工质量把控重点如下表1所呈现。

表1施工质量把控重点

5、锚杆节点的防水措施

该项目底板选用厚度为1.5毫米的CPS-CL型号的反应作用而进行粘贴型湿铺高分子防水材料构成的卷材，由于锚杆贯穿防水层，所以节点处必须进行防水处理。

1）利用防水卷材进行铺贴之前，在锚杆同底板衔接地方向外拓展300毫米的空间之内进行第2道水泥基渗透结晶型防水涂料的涂刷工作。

2）总共铺设2层CPS—L防水卷材，于锚筋节点处与防水卷材和底板之间相互交接的位置选用CPS专用嵌缝封膏进行涂抹工作，以增强处置。

6、锚杆实验测试

参照施工现场地质情况与相应标准要求，对抗浮锚杆施工完毕且达成了实验所需强度之后，在现场选择41根抗浮锚杆实施抗拔承载力度测试实验。锚杆实验依据标准所需开展，实验所用仪器与装备的构成重点分为四部分，分别是油压千斤顶QW—100T、基准梁、反力支座以及百分表。

对锚杆进行实验选用逐次增加承载力度的方式，初期荷载选取锚杆轴向拉力设计值为300kN的1/10倍，分级逐次增加荷载值则主要选取锚杆轴向拉力设计值本身的0.25、0.5、0.75、1.00、1.20、1.5与2倍，实验中最高荷载选用锚杆轴向拉力设计值的2倍左右，也就是600kN左右。每个级别荷载增加结束后测量并读取锚杆位移量，需要每隔5min进行一次测量，若是连续4次所读取锚杆拔升值数据均小于0.01毫米，则可判定在此级别中荷载位移已经到来相对稳定的状态中，可以继续增大至下一级别的上拔荷载力，将荷载加大到最高实验荷载数据并对其进行测量之后，等位移稳固后便缷去荷载到0.1倍设计值并对锚头所测位移量进行记载。选择了5根锚杆的实验数据进行观察，具体数据显示为表2，而这些锚杆A-8、F-31、F-420、F-988、D-110荷载期间所表现的位移曲线如图2现实。

表2锚杆实验数据

图2锚杆荷载—位移曲线图

经过锚杆实验后对其数据进行观察之后能够发现，锚杆实验所能获得的整体弹性位移要比自由段长度加上1/2锚固段长度的总和所得理论弹性伸长量还要小，锚杆轴向抗拔荷载力都维持在300kN左右，完全符合设计所需。

7.结语

此项目中主要选用了集中点状布局抗浮锚杆来克服地下水的抗浮难题，对上方结构所传递的竖向力进行了充分利用，使其可以很好地对其中一些水浮力进行平衡。另外，还需严格把控抗浮锚杆核心施工环节的施工质量，就穿越车库底板锚杆节点位置需要采用有效的防水策略，抗浮锚杆施工完结之后，通过锚杆抗拔极限荷载力实验进行验收工作，确认锚杆抗拔荷载力符合设计所需。

参考文献

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