建筑与地下工程抗浮锚杆的应用策略探讨

建筑与地下工程抗浮锚杆的应用策略探讨

林鹏宗

身份证（440981198510163519）

摘要：随着城市高层建筑的高度的不断刷新，建筑地下室的深度也在不断加大，建筑的自重已经无法来平衡地下水产生的浮力,因此需要采取一些措施来抵抗水浮力。而采用抗浮锚杆来解决抗浮问题成为工程建设的一项重要措施。基于此，本文主要对建筑与地下工程抗浮锚杆的应用进行了分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：建筑与地下工程；抗浮锚杆；应用策略

一、前言

随着国民经济的日益发展，促使城市建设的发展，高层及超高层建筑的涌现，基础埋置越来越深。同时，作为车库等功能的广场式建筑的纯地下室部分、裙房或相对独立的地下结构物(如下沉式广场、地下车库、地下铁道等)的开发和利用越来越广泛，由此，地下结构物的抗浮问题日益突出。如何解决地下工程结构物的抗浮问题目前已成为一个经常面临的问题。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。

二、地下工程在浮力作用下的应力状态

建筑物通过地下工程将荷载作用于地基上，地基土产生反力，在正常状态下，两者保持平衡，结构荷载=基底反力。当地下水位的上升，地下工程底板产生浮力，地基反力减小，根据力学平衡条件，结构荷载=基底反力+浮力。

随着浮力的增大，基底反力逐渐减小，当浮力小于结构荷载时，结构抗浮满足要求。当浮力继续增大，直至等于大于结构荷载时，基底反力等于零，地下工程的结构抗浮不满足要求，需采取其它抗浮措施才能满足建筑结构安全。

三、建筑与地下工程抗浮锚杆的应用实例分析

某商住综合楼，地上20层，地下2层。该工程场地平整，地层自上而下分别为:种植土、粘性土混砾砂、花岗岩中风化带、花岗岩强风化带、花岗岩微风化带，因场地地下水位较高，而设计时建筑物重力及其他外部因素产生的综合荷载小于地下水浮力，为抵抗基础上浮，拟计划在基础底板布置570根垂直抗浮锚杆，锚杆结构形式为3根¢25mm的HRB400钢筋为一组，锚杆孔径为¢150mm，入岩深度3.3m单报锚杆设计抗拔承载力特征值为350kN。

（1）施工准备

1）成孔设备。液压凿岩机1台、履带式潜孔钻机1台、砂浆挤压注浆泵1台、砂浆搅拌机2台、浆液搅拌器1台以及加工锚杆所用的钢筋加工配套设备(如切断机、电焊机)。

2）主要材料，325普通硅酸盐水泥，中砂，HRB400级25钢筋，直螺纹套筒，环氧树脂防腐漆及032塑料软管等。为确保材料质最合格，必须对水泥、砂、碎石等进行复检，并对钢筋进行直螺纹连接试验。

3）钢筋加工。3根¢25mm的NRB400钢筋呈三角形状组合成锚杆，为保证钢筋位置，分别在锚杆两端加焊定位器。钢筋下料长度为外露长度＋入岩深度并结

合设计要求加工其平直部分，需确保所有尺寸偏差在规范范围内。为最大限度地降低锚杆的锈蚀度，在其垫层上下各2OOmm范围内均匀地涂刷防腐漆（环氧树脂)。

（2）主要工艺流程

为确保注浆饱满，本工程施工方法为先注浆后插锚杆。具体流程如下:

1）定位。先做好工作面的消理工作，在结合控制点、轴线及锚杆平面布置图进行测放，并边测放边做好原始记录。为确保孔位正确，在边坡上布置可供测放、恢复及检查桩的永久控制点，以确保在施工过程中随时都能进行复测。孔位位置的偏差需小于1Ocm。将场地进行平整处理后，对锚杆桩中心位置进行准确放样。用红油漆涂抹要钻孔的桩位，以确保钻孔目标清晰醒目。

2）成孔。在锚杆孔位确定后，对锚杆钻机加以运用，用履带式潜孔钻机进行钻孔。当成孔达到了设计深度以后，不能停止钻进，需要超钻0.1米。之后，让钻机平稳一分钟到两分钟，并保证底端头可以和设计的锚孔直径相一致，以便后续灌浆工作能够顺利进行，灌浆可以达到充分的目标。此外，在满足设计深度的要求之后，应该移动到下一个孔位进行钻孔。

  3）清孔。在钻孔完毕之后，需要及时的对孔内余渣进行清理。并且，现场工程师以及质检人员应该对孔身进行测量，明确锚孔的偏斜度，当满足设计的要求和标准之后，可以开展后续施工工作。

  4）灌浆。灌浆直接关系到锚杆是否能达到设计的预应力吨位及预期的工程加固效果，需认真进行。注浆浆液水灰比为0.4-0.45。灌浆分两次进行，第一次灌浆压力控制在0.4-1MPa之间，在第一次灌浆初凝之后、终凝之前或强度达到5MPa时(时间一般为第一次灌浆6-8h后)进行第二次灌浆，并掺入分别占水泥用量1%的甲强剂及6%的膨胀剂，注浆压力控制在l~I.5MPa之间。灌浆方式采用反向注浆法，即将灌浆管下全到孔底，在浆面缓步上涨后在点点地将灌浆管撤出，等到浆面灌到设计位置时便可停比灌浆。

5）试验。在全面实施抗浮锚杆工程前，必须抽举总桩数的1%做抗拔极限承载力实验。根据《建筑地基基础设计规范》规定，以10级加载制度检测锅杆，最大试验荷载为单根锚杆设计抗拔承载力特征值的2倍，即700kN。在施加完每级荷载后马上对位移量进行测读，之后测读规律为每5min次。当同一级荷载下锚杆拔升值连续4次<0.01mm时可认定该荷载的位移趋已稳定，则可进行下一级的荷载施加。本工程中各试验锚杆的检测结果如表l所示，其表明在≥700kN荷载情况下锚杆的极限抗拔承载力没有出现破坏或滑移等情况，满足设计要求，可进行锚杆的全面施工。

表1、各试验锚杆的检测结果

（3）抗浮锚杆节点防水措施

    防水是地下室的薄弱环节也是重点环节，为实现良好防水。本工程底板采用4mm厚APP卷材进行外防水，而由于锚杆必须从防水层穿过，因此需针对节点处加强防水措施，具体如图1所示。首先，在进行保护层及垫层施工时，以DN160PVC管为模具在锚杆灌浆体四周留出凹槽，并通过嵌缝油膏进行密封。其次，铺贴卷材前，在锚杆灌浆体周围300mm范围内的垫层表面及锚杆灌浆体侧面涂刷两道水泥基渗透结晶型防水涂料。最后，采用遇水膨胀橡胶止水条缠绕底板内的锚筋根部，从而形成止水环。

图1、节点防水示意图

四、结论

综上所述，由于建筑地下空间开发越来越成熟，所以，为了可以更好的抵抗地下水浮力，提升工程的建筑质量，一定要科学的对抗浮锚杆进行利用。并且，在实际的施工过程中，应该依照设计标准以及计算要求，有依据的制定施工方案，保证抗浮锚杆在地下结构施工中的效果能够得到提高，进而让抗浮锚杆技术发展越来越好。本工程通过采用非预应力抗浮锚杆抗浮，在竣工后经过一年多的观察，未发现地下室底板出现上翘或裂缝现象，效果显著。

参考文献

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