压力型预应力抗浮锚杆的应用

压力型预应力抗浮锚杆的应用

李娜,潘立伟

山东正元建设工程有限责任公司 烟台市福山区建设工程事务服务中心

随着《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019（以下简称标准）的实施，关于抗浮水位的取得、抗浮措施的应用等又迎来了新的一轮讨论，而新型抗浮锚杆的应用也越来越多。

根据标准7.5.8条第1款，抗浮锚杆锚固体裂缝控制设计应符合下列规定：抗浮设计等级为甲级的工程，按不出现裂缝进行设计，在荷载效应标准组合下锚固浆体中不应产生拉应力。此条要求抗浮锚杆不能采用传统的拉力型锚杆，应该采用压力型锚杆。下面介绍一下某工程采用压力型预应力抗浮锚杆的成功案例。

一、工程概况

山东某工程包括购物广场及室外街，地下二到三层，±0.000相对于绝对标高54.00m，地下室基底标高43.00m，基底持力层为强风化花岗岩。

场区在勘探深度范围内所揭露的地层主要为第四系杂填土、耕土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土，基底岩性为燕山晚期花岗岩。自上而下分述如下：

（1）杂填土（Q4ml）：黄褐色～杂色，松散，干～稍湿，表层为近期改造回填，主要由粘性土、粉土、砂土及少量碎石土等组成，回填时间 3～5 年，该层场区内普遍分布，厚度 0.50～10.50m，平均值 6.29m，层底标高 46.50～58.27m，平均值51.34m。

（2）耕土（Q4ml）：黄褐色，松散，稍湿，主要由粘性土组成，表层含植物根系，该层场区局部分布，厚度0.50～1.40m，平均值 0.79m，层底标高55.50～58.43m，平均值57.01m。

（3）淤泥质粉质黏土（Q4al）：灰黑色～灰褐色，软塑，韧性低，干强度低，混细砂，局部相变为淤泥或淤泥质粉土，有腥味，该层系山前冲沟沟底冲淤积物。该层场地零星分布，厚度1.10～1.50m，平均值1.34m，层底标高45.40～52.90m，平均值49.86m。

（4）粉质黏土（Q4al+pl）：灰褐色，可塑，韧性中等，干强度中等。该层主要分布场地东侧，厚度 1.30～6.10m，平均 3.67m；层底标高 50.40～55.43m，平均 53.45m。

（5）粉质黏土（Q4al+pl）：黄褐色，可塑～硬塑，韧性高等，干强度高等。 该层主要分布场地东侧，厚度 0.30～2.30m，平均 1.32m；层底标高 51.23～56.67m，平均 53.23m。

（6）强风化花岗岩（γ52）：黄褐色～黄白色，色杂，主要矿物成分为长石、石英、、黑云母，结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育。中粗粒花岗结构、块状构造，岩芯呈砂砾状～碎块状，岩石坚硬程度等级为极软岩，岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层风化岩随深度增加强度逐渐增大，该层最大揭露厚度为 22.0m。

场区地下水类型为孔隙潜水和基岩裂隙水，孔隙潜水主要赋存于第（1）层杂填土中，基岩裂隙水主要赋存于第（6）层强风化花岗岩中。 勘察期间地下水实测稳定水位埋深 2.5～10.5m，平均 5.30m；稳定水位标高 51.81～54.5m，平均 52.3m，水位年变化幅度约 2.00m，近 3～5 年最高地下水位 52.50～56.0m,历史最高地下水位 53.80～57.5m。

地下水主要受大气降水及地表水补给影响，受大气降水影响大，并以蒸发、 径流等方式排泄，主要径流方向由东向西、由南向北，其次是人工开采。

勘察期间，场地中间有一条自东向西的泄洪沟，沟宽 4.0m，深 2.5m，沟底标高52.0m左右，有少量水流。据调查该泄洪渠是雨季排洪的主要通道。

抗浮设防水位根据场地地形划分了三个区，标高为53.5-58.00m，东北角最高。抗浮设计等级为甲级，根据标准7.5.8条，按不出现裂缝设计，采用压力型预应力抗浮锚杆平衡水浮力。

二、抗浮锚杆设计

1、锚杆最小间距不低于1.6m，锚杆总长度不小于6.0m，正式施工前，按《抗浮锚杆技术规程》(YB/T4659-2018)进行锚杆基本实验。

2、锚杆采用机械成孔作业，成孔直径200mm。孔距水平方向及垂直方向允许偏差为±100mm； 钻孔倾斜度允许偏差为3%，钻孔深度超过锚索设计长度不小于0.5m。

3、预应力锚杆一次注浆采用P.0 42.5水泥浆，二次注浆采用相同水泥浆；钢绞线采用4束Φs15.2低松弛钢绞线，抗拉强度标准值1860MPa。预应力筋下料时应注意预留张拉段长度。 

4、锚杆全部采用二次注浆成锚，第一次采用常压灌注，第二次采用高压劈裂注浆。二次注浆水泥量不少于15kg/m。第二次注浆时间间隔可根据现场试验确定。

5、采用二次压力注浆时，注浆管应在锚杆末端 la/4~la/3范围内设置注浆孔，孔内距宜取500mm~800mm，每个注浆截面的注浆孔宜取2个（la为锚固段长度）。

6、单根锚杆抗拉强度特征值为350kN。 

7、锚固体应进行现场同条件养护，经检验锚固体强度达到设计强度75%后方可进行张拉锁定。锚杆锚固体强度标准值不少于25MPa。

8、单根钢绞线张拉控制应力为0.33fptk，340kN。

9、预应力锚杆未进行检测验收前，不得进入下一道工序施工。

10、抗浮锚杆大样如图1。

三、抗浮锚杆监测与维护

1、抗浮锚杆完成后，对于锚杆应进行监测，监测数量为5%。

2、预应力构件应监测应力和变形、预应力损失和锚头腐蚀状况； 每个剖面上不应少于3个观测点且不应少于2个观测剖面。

3、监测频率应符合《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019，第10.2.3的规定。

4、监测时限应根据抗浮构件初始状态、使用期限等情况确定，不应少于3年。

                图1 抗浮锚杆大样图

四、抗浮锚杆验收要求及监测与维护

1、施工完成后，在同一岩层中的每种类型锚杆检验数量不得少于锚杆总数的5%，且不得少于6根。

2、工程锚杆占锚杆总量5%且不少于6根的锚杆应进行多循环张拉验收实验，占锚杆总量95%的锚杆应进行单循环张拉验收实验。

五、抗浮锚杆验收要求

1、施工完成后，在同一岩层中的每种类型锚杆检验数量不得少于锚杆总数的5%，且不得少于6根。

2、工程锚杆占锚杆总量5%且不少于6根的锚杆应进行多循环张拉验收实验，占锚杆总量95%的锚杆应进行单循环张拉验收实验。

施工完成后，经验收全部达到设计要求。目前此工程上部结构施工已完成，经过一个水文年，运行情况良好。

参考文献：

1、《建筑工程抗浮技术标准》 JGJ476-2019

2、《岩土锚杆与喷射涅凝士支护工程技术规兢》G350086-2015

3、《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22:2005