地下室抗浮锚杆工程施工技术探讨

地下室抗浮锚杆工程施工技术探讨来源：建筑工程技术与设计2015年4期摘要：建筑地下室的基础一般埋藏较深，在地下水上升时，会产生向上的浮力，要求增加结构的静载荷等，或者将结构锚固在下卧层当中，适时地下室结构的竖向位移抵抗能力就会得到强化，而两种施工方法相比，笔者认为结构锚固的施工较为经济。文章将以某建筑地下室抗浮锚杆工程为例，在了解该工程施工背景概况的基础上，深入研讨该工程抗浮锚杆施工技术的应用方法。关键词：地下室，抗浮锚杆，施工技术1.某建筑地下室抗浮锚杆工程施工背景概况某多功能高层建筑，其主体高度106m，为钢筋混凝土剪力墙结构，主体基础板厚2m，而建筑外围共四层的地下室，为框架结构，设计基础埋深-23.51m，基础板厚0.6m。以增强地下室基础地下水抗浮能力为施工目的，工程采用了抗浮锚杆施工技术，其施工背景概况，分为岩土条件和水文地质条件两个层面：1.1岩土条件勘察报告显示，工程地下室基础底板以下的岩土地层分别含粘土层、卵石层、圆砾层、粉质粘土层、重粉质粘土层，其中粘土层呈湿润、可塑状，压缩性能偏低，平均层顶标高为22.83m；卵石层含杂色的细砂，压缩性偏低，平均层顶标高为20.4m；圆砾层状态与卵石层相似，平均层顶标高为10.55m；粉质粘土层呈湿润、饱和、硬塑状，压缩性偏中，层顶标高为11.17m；重粉质粘土层呈饱和、可塑状，压缩性偏低，层顶标高为-21.54m。1.2水文地质条件工程所在区域的地下水，水位正常在39.63-42.13m之间，而本工程的抗浮水位标高38m，抗浮水压力的设计值为145kPa，通过勘察，施工区域内总共揭示了4层地下水，具体如下表1-1所示：表1-1：施工区域内所揭示的4层地下水地下水层第一层第二层第三层第四层地下水类型上层滞水层间潜水承压水承压水钻孔内静止水位水位埋深（m）2.2-5.317.7-18.9619.4-21.120.43-20.9水位标高（m）38.52-41.0224.14-25.0222.25-22.9622.25-22.96测量时间2014年3月上旬和中旬从以上所揭示的4层地下水的水位埋深和标高情况，可看出工程地下室的结构自重，在地下水浮力平衡允许值之外，再加上工程主楼结构空间跨度比较大，其地下水浮力，超出了结构底板的承受范围，由此笔者认为要利用抗浮锚杆维持地下室结构的稳定性。另外地下水检验结果显示地下水对混凝土不造成腐蚀作用，但对钢筋具有轻微的腐蚀性，要求在抗浮锚杆施工时，进行相应的防腐处理。2.案例建筑地下室抗浮锚杆施工技术应用建议根据以上工程的岩土条件和水文地质条件，本工程地下室决定采用抗浮锚杆施工技术，其剖面施工结构情况，可用下图2-1表示：图：案例工程地下室抗浮锚杆结构剖面图基于上图，本工程的抗浮锚杆施工，分为锚杆制作安装、锚杆成孔、锚杆注浆几个步骤展开研讨：2.1锚杆制作安装本工程选用P型锚杆，钢绞线具有无粘结、低松弛等特征，其底部为锁锚方式，同时设置了防护装置，目的是保护锚杆对孔壁的破坏影响，以及避免锚杆被破坏，而锚杆保持1m左右的平均间距，并且在锚杆的中间位置，安装维持钢绞线平行的定中心支架，支架需用钢丝绑扎牢固，再将内径15mm、外径20mm的一次注浆管和二次注浆管，依次安装在锚板与钢绞线束中间、锚板与钢绞线束外侧，外露出钢绞线2mm，从而形成完整的锚杆结构，如下图2-2所示：图2-2：工程所制作锚杆的结构在锚杆制作完毕之后，开始进行锚杆的安装，为便于锚杆后期的张拉锁定施工，每两根钢绞线，用同一张颜色的胶布缠绕其上，胶布共有红、黄、蓝、绿三种，而送入钻孔内部的锚杆体，需要预留出足够锚固和张拉的外露长度，具体的长度，结合钻孔地面标高而定，同时做好注浆管出浆口保护措施，插入后检查注浆管是否被堵塞。2.2锚杆成孔在锚杆制作安装的同时，着手锚杆成孔工序，本工程的锚杆成孔施工，由于受到卵石层的影响，成孔难度比较大，在此借助地质钻机带动小型组合牙轮钻，采用正反循环的施工方式，将配置好的优质泥浆泵送入钻孔内，将孔底影响成孔的小颗粒碎卵石挤压出，从而起到稳定卵石层中孔壁的作用。本工程的泥浆配比，是在实验室配比试验的基础上进行配比的，但考虑钻进时泥浆性能可能受到钻孔客观环境的影响，譬如粘土层中，笔者发现泥浆呈现稠度、粘度、切力加大的特点，并将钻头粘糊；而砂层中，泥浆由于掺入大量砂粒，使得泥浆的泥皮松散和失水，大大削弱了泥浆护壁性能，甚至造成水泵磨损和泥皮塌落；另外承压水层中，泥浆被地下水所稀释，护壁性能同样明显减弱，针对这些问题，笔者在严格遵循实验室配比试验数据的基础上，根据孔内的地质变化情况，进行因地制宜地调整，有效保持了泥浆性能的稳定。至于锚孔钻进，需将安装好的钻机对准空位，按照150mm的孔径标准和设计深度要求，将孔径偏差控制在2cm范围内，以及钻进深度的允许偏差，至多为设计深度的1%，在粘土层位置，利用前导式三翼钻头正循环钻进，在遇到卵石层时，改用组合牙轮钻头，同时利用合适配比的泥浆进行护壁，一旦发现锚孔偏斜，要重新成孔。成孔后，将空压机洗井管深入孔内，反复地往孔内注入清水，直至孔内泥浆比重≤1.02和沉渣≤30cm，同时保护好孔口。2.3锚杆注浆锚杆成孔后，将配制好的水泥灌浆，注入到锚孔内，其中浆液配制按照0.1：：1的水灰比、每延米至少45kg的普通硅酸盐水泥用量和水泥重量0.8%减水剂的标准，进行均匀的搅拌，直至水泥灌浆的泌浆性控制到最低状态。注浆前，先以清水泵送疏通管路，然后借助常压泵连续泵送配制好的水泥灌浆，泵送同时，要在孔内浆液面高度之内，即在充分注浆后同步拔管，直至首次注浆体初凝强度达到5MPa；约相隔24-32h之后，利用地质钻机进行第二次高压注浆，适时注浆压力控制在2-5MPa范围内，在锚固段位置，改用孔底返浆法，要求将注浆管插入至孔内距离底部50cm的位置，利用压浆泵往孔底注入水泥砂浆，同时掺入适量外掺剂，增强泵送水泥砂浆的早强和膨胀能力，待到全部锚孔孔底依次充满水泥砂浆，并彻底将孔底空气挤压出后，再依次在适宜时间补浆，直至孔口冒出纯浆才能够结束补浆。2.4其他施工技术除了以上的施工技术，锚杆防腐、防水、张拉锁定，同样是本工程必不可少的施工技术。其中锚杆防腐，必须以机械和手工方式，将锚杆基层的浮锈和杂质处理干净，然后涂抹配套漆；锚杆防水采用刚性和柔性防水结合的方法，将SBS改性沥青和防水材料，将锚杆底部整体进行防水处理，而锚杆结合位置，则使用防水密封膏和聚合物水泥防水砂浆，再用遇水膨胀止水条紧密缠绕钢绞线，其防水节点情况如下图2-4所示：图2-4：锚杆防水节点处理情况最后进行锚杆张拉锁定，张拉和锁定必须在水泥砂浆强度达到设计标准100%之后才能够进行，张拉流程依次为安装锚具、一次张拉、调整锚头、二次张拉、锁定封闭锚固，张拉期间除了需要控制升荷速率和卸荷速率，还要兼顾钢绞线的弹性伸长、弹性模量等，直至锚索预应力停止衰减，再用C40混凝土封闭锚头。3.结束语文章通过研究，基本明确了案例建筑地下室抗浮锚杆施工的方法，但考虑不同地下室工程抗浮锚杆施工要求和条件的差异性，以上技术在其他地下室工程中应用时，必须结合具体工程的实际施工情况，予以灵活地参考借鉴，以保证以上施工方法的适用性。参考文献[1]王杨.基于地下室抗浮锚杆施工的工艺研究[J].安徽建筑，2014，（5）：258-259.[2]李海生，张肇庆，胡志军.地下室抗浮锚杆施工技术[J].建筑科技情报，2012，（1）：13-16.[3]曾茂青，魏富平.抗浮锚杆施工技术在地下室中的应用研究[J].建筑知识：学术刊，2014，（B08）：390.[4]张如俊.抗浮锚杆施工技术[J].建材技术与应用，2012，（6）：30-32.