抗浮錨桿在成都地區卵石土中的應用

黃天琪 張 戈，2

(1.遼寧師范大學城市與環境學院，遼寧 大連 116029;2.黑龍江科技大學，黑龍江 哈爾濱 150001)

0 引言

抗浮錨桿具有施工方便、造價低、抗浮效果好等優點，在深基坑抗浮錨固工程中得到了廣泛應用;抗浮錨桿一直以來在基巖場地應用較多，由于卵石土分布具有區域性特點，抗浮錨桿在卵石土中應用相對較少，使得可供參考的研究成果不多。本文通過抗浮錨桿在成都某工程地下室抗浮工程中的應用，說明抗浮錨桿能很好地解決卵石土場地地下室抗浮問題。

1 工程概況

成都某工程建設用地面積約30 122.61 m2，由兩棟獨立商業建筑物組成，建筑物名稱及主要特征見表1。

表1 建筑物名稱及特征

2 工程地質條件

場地地貌單元為岷江水系一級階地，根據地質勘察報告，場地土自上而下依次為:素填土、粉土、卵石。場地地下水主要為卵石層中的孔隙潛水，勘察期間測得地下水位埋深為0.5 m～5.0 m，歷史最高水位693.80 m。

3 抗浮方案確定

3.1 基礎持力層的選擇

據地勘報告，素填土結構松散，工程力學性能差，屬高壓縮性土;粉土呈稍密狀，力學強度較低，厚度較薄，屬中等壓縮性土;松散卵石力學強度一般，分布不連續，厚度較薄;稍密～密實卵石分布連續，厚度大，力學強度高;本工程以稍密～密實卵石作為基礎持力層。

3.2 抗浮水位及浮力計算

本工程基坑為100 m×60 m 的矩形基坑，基坑底標高688.1 m，據地勘報告，抗浮設防水位按歷史最高水位693.8 m 計，則基坑底位于歷史最高地下水位下5.7 m，單位面積地下水浮力f浮=5.7×10×1.05=59.85 kN/m2(1.05 為安全系數)，總浮力為F浮=59.85 kN/m2×6 000 m2=359 100 kN。

3.3 三種抗浮措施比較

工程中常采用壓重抗浮、抗拔樁、抗浮錨桿來解決抗浮問題，結合本工程實際情況對三種抗浮措施進行對比分析，分析結果如下。

4 抗浮錨桿設計

4.1 抗浮錨桿設計相關要求

本工程1 號商業建筑地下室部分，不能達到抗浮要求，需設置抗浮錨桿解決抗浮問題;建筑設計單位要求，抗浮錨桿按基礎平面圖進行布置，柱基間距8.0 m×7.5 m，錨桿體直徑為150 mm，錨桿預留部分錨入抗水板35d，錨桿間距不大于2.1 m×2.1 m，單根錨桿軸向拉力標準值Nak=194.0 kN，單根錨桿軸向拉力設計值Na=rQNak=194 kN×1.3=252.2 kN(rQ=1.3，為荷載分項系數)，抗浮力標準值不小于47.35 kN/m2。

4.2 錨桿數量的確定

該部分抗浮面積為6 000 m2，總抗浮力為47.35 kN/m2×6 000 m2=284 100 kN，經計算錨桿理論數為284 100 kN÷194 kN=1 465 根，本工程單根錨桿抗拔力取軸向拉力標準值194 kN。

4.3 錨桿布置方式

1)按2.1 m×2.1 m 等間距布置，按基礎平面圖布置后，錨桿數量為1 547 根。則單位面積抗浮力1 547× 194 ÷ 6 000=50.00 kN/m2＞47.35 kN/m2，滿足設計要求。

2)按2.1 m×2.0 m 梅花形布置，按基礎平面圖布置后，錨桿數量為1 487 根，則單位面積抗浮力1 487× 194 ÷ 6 000=48.07 kN/m2＞47.35 kN/m2，滿足設計要求。

本工程按梅花形共布置錨桿1 487 根，既能滿足設計要求，又節約了成本。

4.4 錨桿桿體截面面積計算

其中，As為鋼筋錨桿桿體截面面積，mm2;kt為錨桿桿體抗拉安全系數，根據規范，取1.6;Nt為錨桿軸向拉力設計值，kN，根據設計要求，取252.0 kN;fyk為鋼筋抗拉強度標準值，kPa，根據試驗，取360.0 kPa。

經計算得As=1 120.0 mm2，單根鋼筋有效截面面積A=3.14×112=379.9 mm2，每根錨桿需配置鋼筋根數n=3.0。

5 影響錨固效果因素分析及解決方法

1)施工時會對錨孔周圍卵石土進行擾動，破壞了卵石結構，粘聚力變小，降低錨固體與周圍卵石層的粘結力，影響錨固效果。工程中采用高壓注漿，使水泥漿液滲入卵石孔隙，使受擾動的卵石牢固粘結，改善了卵石土的工程力學性能，提高錨固效果。

2)施工期間為保證注漿質量，提高錨固效果，應將地下水降低到錨孔底以下，以免地下水的壓力阻止漿液沿卵石孔隙滲入，影響錨固體與周圍卵石的粘結。

3)成孔后將錨桿放入孔內后，向孔內填滿豆石，并保證密實，向孔內填豆石是為了增加錨固體與卵石土層的粘結力和對孔壁摩阻力，提高錨固效果。

4)卵石單個的強度較高，大小不一，鉆進時較其他地層難，工程中采用潛孔沖擊回鉆氣循環套管跟進方式成孔，放入錨桿后，采用液壓千斤頂，將套管拔出，由于工藝先進，成孔速度快，解決了塌孔問題，保證成孔質量和施工進度。

6 錨桿檢測試驗

本工程抗浮錨桿1 487 根，根據CECS 22∶2005 巖土錨桿(索)技術規程，通過3 根錨桿基本試驗，確定錨桿極限抗拔力和參數合理性;3 根基本試驗錨桿分別在最大循環荷載412 kN 作用下，錨頭位移值較小，位移收斂，且錨桿在最大拉力作用下未破壞;表明錨桿極限抗拔力和相關參數均滿足設計要求。

通過驗收試驗判定錨桿質量是否合格，試驗錨桿數量為錨桿總數的5%，共75 根;根據質量檢測要求，錨桿抗拔試驗最大試驗荷載取錨桿軸向拉力設計值的1.5 倍，錨桿軸向拉力設計值252 kN，則試驗最大荷載為378 kN，采用分級循環加載法，抗浮錨桿按試驗要求，加載到每一級荷載時變形穩定，且加載到最大荷載378 kN 時，位移穩定，均未破壞，表明錨桿抗拔力滿足設計要求。

7 結語

本工程采用高壓注漿并向孔內填豆石的方式，使卵石土與錨固體緊密粘結，增加錨固體對孔壁的摩阻力，解決了卵石土受擾動后力學性能降低影響錨固效果的問題，并使相鄰錨固體通過漿液在卵石孔隙滲入連結在一起，提高了錨固效果;通過潛孔氣循環成孔套管跟進方式，解決了塌孔問題，保證了施工質量和抗浮效果。

本工程按不同方式布置錨桿，達到滿足設計要求，節約成本的目的;抗浮錨桿竣工后，經錨桿抗拔檢測試驗，試驗數據均滿足設計要求，表明抗浮錨桿能低成本、高效率地解決卵石土場地地下室的抗浮問題。

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