深圳大运中心项目（游泳馆）工程抗浮锚杆的施工技术

深圳大运中心项目（游泳馆）工程抗浮锚杆的施工技术

杨明茂常璐

深圳市特皓建设基础工程有限公司

【摘要】本文简要介绍了深圳市大运中心项目（游泳馆）工程抗浮锚杆的施工工艺流程、主要工艺技术参数和技术要点，为以后类似工程提供参考经验。

一、前言

深圳世界大学生运动会体育中心位于深圳市龙岗区奥体新城，东侧为80m宽的黄阁路，南侧为80m宽龙翔大道，西侧隔70m宽龙兴路与铜鼓岭相对。本工程为该中心游泳馆部分，基坑采用土钉墙支护，桩基础采用混凝土灌注桩。考虑到该工程场地地下水水位较高，设计设置了抗浮锚杆来解决游泳馆的抗浮问题。

二、工程概述

1．场地地质情况

场地原始地貌属残丘、坡地及开阔缓冲沟地貌，后经人工改造，在冲沟内填有较厚的人工填土。根据地勘资料，场区范围内出露地层主要为碎屑岩系及灰岩等，松散层则以耕植层、第四系冲洪积层、第四系坡积层及第四系残积层和第四系人工填土层组成，各岩土层特征如下：

（1）人工填土：场地主要以碎块石混少量瓦砾、砖头等建筑垃圾回填而成。

（2）含砂粘性土和含粘性土细砂层：呈软～可塑状态，灰黄、灰白色为主，湿～饱和，以松散状态为主。该层层厚约7.40m。

（3）含砾粉质粘土和粉质粘土层：褐红、褐黄色，不均匀，含砂砾，稍湿～湿，可塑～硬塑状态。层厚约2.50～65.10m。

（4）下伏基岩：场地下伏基岩为粉砂岩、泥质粉砂岩、炭质泥、页岩等以及灰岩。按其风化程度可分为强、中、微三个风化带，灰岩只有微风化。

场地东南部属埋藏型岩溶强发育区，西北部属埋藏型岩溶较发育区，存在较多土洞及溶洞；场地西部分布有较厚的填土层，呈松散状态，为软弱土，局部填土中夹有直径较大的填石；场地内局部地段基岩面起伏变化较大。上述地质情况的存在，对抗浮锚杆施工很不利。

2．抗浮锚杆设计要求

设计根据工程的结构特点和抗浮力设计值等因素，将抗浮锚杆分A（2867根）、B（484根）、C（177根）三个区，按1.6m×1.6m、2.3m×2.3m、1.5m×1.5m正方形布置，长度13m~15m，锚杆抗拔承载力设计值分别为220KN、180KN、240KN。

其他设计参数及主要施工技术要求如下：

（1）锚杆采用机械成孔，钻孔直径Φ150；

（2）杆体采用分别为2Φ28、2Φ25、2Φ32环氧树脂涂层螺纹钢筋；

（3）采用水泥净浆二次高压注浆工艺，水灰比0.4：1；

（4）锚杆成孔过程中若遇到土洞或溶洞，锚杆的锚固端应穿过土洞和溶洞。并满足锚杆入锚固层深度的设计要求。

三、抗浮锚杆施工

1.施工技术方案

拟建场地工程地质条件十分复杂，对抗浮锚杆施工有非常大的影响，主要体现在以下几个方面：

（1）拟建场地的地层结构和厚度差异很大，有些区域锚杆分布在第四系冲洪积层、第四系坡积层及第四系残积层上，有些区域锚杆分布在微风化到未分化的灰岩地层上，各层的厚度也不相同，很难采用相同的施工工艺，使施工难度增加，进度严重受影响；

（2）本工程场地为岩溶强发育区，土、溶洞特别发育，土、溶洞内的充填物为软~流塑粘性土或软～流塑状含碎石粘性土，钻孔过程中易发生孔壁坍塌，缩颈等现象；

（3）第四系冲洪积层、第四系坡积层及第四系残积层等松散地层的存在，使钻进的过程中易发生塌孔和流沙涌入孔内的现象，加上松散层内含大量的中~微风化岩块，钻进时钻头、钻杆及钻机跳动剧烈，钻头刀具上的硬质合金易崩断，钻进十分困难；

（4）微风化及未分化的灰岩十分坚硬，合金、钢粒等常规方法钻进效率低，Φ150金刚石钻进的钻头市面上难以购到；

根据上述情况，为了尽量减少钻头刀具上的硬质合金易崩断，制定了采用地质钻机，在松散地层采用硬质合金岩芯钻进；钻至微~未分化灰岩采用金刚石岩芯钻进方法的技术方案。这样在松散地层钻进时可尽量减少钻头刀具上的硬质合金易崩断，和坚硬岩层合金、钢粒等常规方法钻进效率低的问题。由于市面上难以采购到Φ150金刚石钻进的岩芯钻头，在微~未分化灰岩层钻进时，按等侧面积的原则，加深入岩深度，以保证锚杆抗拔承载力。

2.施工工艺流程

施工工艺流程如图1所示：

图1施工工艺流程图

3.施工工艺

（1）平整场地，

在设置抗浮锚杆的施工区段进行土方开挖、清底、平整，浇筑100mm厚素混凝土垫层；

（2）测量定位

根据控制轴线及抗浮锚杆平面布置图及详图进行测放，测放过程中作好记录，复查定位准确性；

（3）钻机就位

根据测量放线及抗浮锚杆平面布置图合理安排钻机就位，由于本次施工全部采用XY-1A型地质钻机进行成孔施工，钻机就位对中后，校钻机立轴垂直度，校钻机水平；

（4）成孔

XY-1A型钻机钻孔，在松散地层采用硬质合金岩芯钻进；钻至微~未分化灰岩采用金刚石岩芯钻进，若遇土洞、溶洞，钻孔要穿越土洞、溶洞，从溶洞底起算，使锚杆锚固层深度满足设计要求，在微~未分化灰岩层钻进时，由于市面上难以采购到Φ150金刚石钻进的岩芯钻头，钻孔直径为Φ110，按等侧面积的原则，加深入岩深度，以保证锚杆抗拔承载力；

（5）清孔

成孔完成后泵入清水置换泥浆，清孔结束合格后进行孔深测量；

（6）杆体制作

按设计要求加工钢筋锚杆，杆体采用沿长度每1.5米设定位架。接长采用锥螺纹套筒连接，本工程钢筋防腐采用环氧树脂涂层，固化后的环氧树脂涂层厚度应为0.18～0.30mm，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。涂层有缺陷或破损部份应按要求进行修补。

（7）安装杆体及注浆管

插入杆体时应将注浆管与杆体同时放至钻孔底部，锚杆插入孔内长度不得小于设计规定。安装杆体前，先认真检查杆体的质量，插入钻孔的杆体要求顺直，确保制作符合要求，安装时防止杆体扭压、弯曲，安装时应随杆绑扎注浆管，2根注浆管和制作好的杆体同时下入孔底，一次注浆管用高强度厚壁PVC管，管底距孔底100～200mm；二次注浆管用高强度厚壁PVC管，每隔330mm钻4对Ф3～5射浆孔（交错垂直），管底及射浆孔用塑胶带封闭，管底距孔底100～200mm。

（8）水泥浆配制

注浆浆体采用水泥净浆，水泥采用强度等级为R32.5硅酸盐水泥，过筛，水灰比＝0.4：1（重量比），用搅拌机连续搅拌，防离析。

（9）注浆施工采用BW-150型注浆泵注浆，一次注浆压力为0.2～0.8MPa，注浆时，不时小范围内松动注浆管，待孔口冒浆并冒浆与搅浆池的浓度相同时可停止第一次注浆。

待第一次注浆的水泥浆体初凝后进行二次注浆，初凝时间根据现场试验确定。由于初凝时间受周围环境、温度条件影响较大，施工初期，我司就通过现场试验，对本工程将使用的水泥净浆初凝时间进行了测定，根据试验的结果，水泥浆液的初凝时间在3.5~4.0小时之间。二次注浆的实际注浆压力不小于2.0MPa，当孔口冒浆后即停止注浆。

由于第二次注浆对保证抗浮锚杆抗拔承载力影响极大，对此我们高度重视，现场安排多人监控，确保了工程质量。

四、施工技术要点

1.成孔时对土洞、溶洞的处理

在岩溶地区进行钻孔时，经常会因土洞和溶洞中的充填物呈软塑状、松散状或含较丰富地下水，易于出现孔壁垮塌、冲洗液漏失等孔内事故，且出现频率极高，处理难度也很大。本工程抗浮锚杆成孔时对土洞、溶洞的处理方法如下：

（1）采用间隔跳跃式钻孔。在钻进过程中实行全孔取芯，采用较长的粗径钻具并适当控制钻进压力，钻进时应对岩层、岩性以及孔内各种情况进行详细记录，对遇到的溶洞及土洞作重点标注，以便对注浆工作进行指导；

（2）针对孔内出现垮塌及冲洗液漏失等困难，为了继续钻进，需进行专门的护壁、堵漏工作。在冲洗液漏失不大且孔壁垮塌不严重的情况下，可采用泥浆护壁，若采用一般性能的泥浆不能达到止漏、防塌目的时，可适当增加泥浆浓度，泥浆密度宜提高到1.25～1.30Kg/L，粘度25～27s，并使其形成一较大的循环，以便泥浆重复使用及有效除砂。若漏浆量过大，在使用优质泥浆不能达到止漏的目的，可停钻取心后向孔内投入粘土球（并加入少许堵漏材料），然后下钻具以进行冲击粘土球，使粘土挤入溶洞裂隙中，填塞渗漏通道，使钻孔不再漏浆。在冲洗液漏失和孔壁垮塌都较严重的情况下，若采用优质泥浆和投粘土球都不能堵漏止塌，则采用短管跟管钻进工艺；

2.注浆施工

注浆质量的好坏直接影响到抗浮锚杆的抗拔承载力，必须严格进行控制。本工程注浆施工主要技术要点如下：

（1）根据成孔钻进时对岩层、岩性以及孔内各种情况的详细记录，对遇到的溶洞及土洞钻孔注浆应跳孔施工，不应钻孔全部完成后再注浆，避免钻孔之间串浆，增加施工难度，影响注浆质量；

（2）在第一次注浆时发现漏浆时，可采用减压、加速凝剂、间灌待凝再续灌等方法减少浆液流失，但必须保证第一次注浆完成后钻孔内浆液饱满，不得有空洞和缺陷。

（3）由于钻孔泥浆护壁时在孔壁上吸附了一层泥皮，因为泥皮的存在使得抗浮锚杆的侧摩阻力降低，导致抗浮锚杆的抗拔力降低，第二次高压注浆可使抗浮锚杆固结体与土体之间的泥皮发生劈裂，泥皮固化，水泥浆液渗入孔壁土层胶结，大大提高抗浮锚杆固结体与孔壁土体之间摩擦力。因此第二次高压注浆的质量对抗浮锚杆的抗拔力起非常大的作用，必须高度重视。要保证第二次高压注浆是在第一次注浆体初凝且强度大于5MPa后进行，保证注浆压力大于2MPa以上和合理的注浆量，不得遗漏。

五、结语

本工程的抗浮锚杆检测共进行了77组锚杆注浆试块强度检测和182根抗浮锚杆的抗拔承载力检测，经检测，全部均满足设计技术要求，满足了合同的质量要求和工程评优要求。

本工程为深圳世界大学生运动会体育中心的重要组成部分，工程量较大，由于场地拆迁等原因，开工时间相对较晚、工期非常紧。由于施工过程中施工资源组织有力、施工措施得当，本工程不仅顺利按照约定工期完成，而且确保了施工质量，受到了各方的一致好评。