大直徑抗浮錨桿體施工技術在工程中的應用

何云志 陳世偉 劉文韜

中建二局第二建筑工程有限公司 廣東 深圳 518052

1 工程概況

背景工程位于深圳市僑香路與僑城東路交匯處東南角，僑香路肩負連接深圳新東西商務紐帶重任，僑城東路連接福田與南山兩大商務區，南北連通深南大道、濱河大道、北環大道3條主干道；北側按紅線退5.3 m為地下室范圍，其余三側按紅線退3 m為地下室范圍，占地面積8 073 m2，總建筑面積約89 000 m2，場地十分狹窄。工程建筑地下4層，地上29層，建筑高度151.9 m，±0 m相當于絕對高程18.1 m，底板面標高－18.3 m，基坑開挖深度18.20～21.20 m；同時根據地質鉆探測得地下水穩定水位埋深為2.40～4.20 m，水位標高介于－14.16～－12.38 m，經過與業主及設計單位溝通，決定采用大直徑錨桿體施工。

2 工藝原理

本大直徑錨桿體施工技術主要利用單根φ40 mm大直徑PSB1080精軋鋼筋作為桿體，最小錨固長度不小于6 m，并在水泥漿中添加10%的UEA材料，錨桿間距基本為1.7 m×1.7 m，相對原設計該錨桿桿體采用3根φ36 mm的HRB400鋼筋，注漿體采用M30水泥砂漿，可以有效減少錨桿直徑及桿體鋼筋使用量，降低了施工難度并加快了施工效率。水泥砂漿改為水泥凈漿，提高了注漿效率，減少了因堵管造成的施工不便；因水泥漿在強度形成過程中會產生一定收縮，進而導致水泥漿體與基巖、桿體之間的黏結力降低，也增加了桿體銹蝕的可能性。本工程考慮到此方面，經與設計多次溝通，考慮增加膨脹劑，且膨脹劑處于長期潮濕環境中，有利于其膨脹性能的發揮，增強效果；常規工程錨桿桿體鋼筋直徑一般在25～36 mm之間，本工程大膽采用φ40 mm的單根桿體，故為大直徑錨桿桿體。

3 技術特點

1）該施工技術單根錨桿抗拔承載力較大、抗浮質量好、適用地下水位高地質、工藝簡單且質量易保證。

2）用單根大直徑PSB1080精軋鋼筋作為桿體，并在水泥漿中添10%的UEA材料，防止水泥漿后續收縮而影響錨桿與基層的黏結力。

3）采用成品定位器，有效保證了鋼筋保護層厚度，且提高了桿體與水泥漿的協同受力，桿體質量更可靠。

4）解決了錨桿密集且施工質量得不到保障、按照常規方式使用的地質鉆機造成的租賃成本較高、現場場地限制搬運困難及勞效低等問題。

5）采用液壓鉆機（履帶式潛孔錘鉆機），大大提高了施工效率，滿足設計要求。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

場地平整→定位放線→鉆機就位→全套管鉆進→入巖面確認→潛孔錘鉆巖→入巖深度確認→錨桿制作→清孔→終孔驗收→下錨→一次注漿→二次注漿→ 到齡期后錨桿拉拔檢測[1-2]

4.2 操作要點

4.2.1 場地平整及定位放線

先對場地的障礙物進行清理，然后平整場地，按設計圖紙用全站儀測放出各錨桿的孔位，用鋼筋作標記并編號，然后利用水準儀測量出錨桿定位后的標高，錨桿孔位允許偏差≤50 mm。經現場測量，現有基坑支護施工單位在基坑東側施工的混凝土墊層面標高大致為絕對高程－0.9 m（即為裙房底板墊層底面標高），則基坑支護單位在裙房無承臺區域按此標高施工完成即可。

4.2.2 鉆機成孔

在確定錨桿孔位后，用吊線法調整好鉆桿的垂直度，垂直度要求≤1%。采用液壓錨桿鉆機鉆進套管（邊加套管邊鉆進），達到巖層面后，鉆進困難停鉆，換鉆頭鉆進，用水泵將水沿鉆桿中心灌入孔內，將泥沙等清理出孔外，鉆頭鉆至巖面后，打開空壓機用潛孔錘鉆進巖層，通過噴出的砂礫判定是否進入巖面。

在成孔過程中施工人員應隨時注意孔內返漿的變化，調整施工工藝，確保成孔順利。成孔深度一般要求比設計深度深20～30 cm。

4.2.3 入巖及入巖深度確認

與監理、業主確定完巖面標高及成孔深度后開始制作錨桿體。

4.2.4 桿體制作

本工程錨桿桿體按設計要求制作。錨桿體的下料長度應根據將設計長度和現場實際施工長度相結合的方式進行制作，切好鋼筋后按設計圖紙加工鋼筋的尺寸及形狀，然后每隔1 500 mm設置1個成品定位器。錨桿鋼筋宜采用通長鋼筋制作，若需接長鋼筋則采用配套連接器接長。制作好的錨桿需配2根φ25 mm的PVC管，管端距離錨桿底約200 mm，1根為一次注漿管，無需制作；1根為二次注漿管，管底端應進行包扎，距下端每500 mm設置一對φ6～φ8 mm出漿孔，并用電膠布包扎3層，共約15組。

4.2.5 清孔、終孔

終孔后鉆機不再往下鉆進，鉆桿固定在終孔位置，再利用高壓風力吹洗孔洞清孔，清除孔內殘留粉渣和泥水，直至孔內噴出的水較清澈，則孔內基本清理干凈；注意清孔時間不宜過長，以防坍孔影響灌漿質量。經施工方、監理、業主方檢測確認符合設計要求后進行下道工序施工。

4.2.6 桿體安裝

1）吊裝時采用履帶鉆機、人工配合吊裝，桿體分段制作、整體吊裝、采用連接器連接，并符合設計及規范要求。

2）將1根灌漿管綁扎在錨桿上，綁扎松緊適度，以灌漿后較易拔出為宜；灌漿管下端比錨桿體下端短150 mm，下端管口用膠布暫時封閉，防止下錨時孔內土體堵塞灌漿管口。

3）錨桿下到孔底后將錨頭用水泥袋臨時支撐以確保錨桿軸線與鉆孔中心線重合。4）錨桿下錨安裝后，測量錨桿頂部標高，做到錨桿整體處于同一標高上。

4.2.7 注漿

1）采用強度等級為M30水泥漿加10%的UEA灌注，水灰比為0.5，氯離子含量不得超過水泥質量的0.1%，選用P.O 42.5R水泥，不宜采用高鋁水泥，在水泥漿體中添加10%的UEA材料可防止水泥漿后續收縮影響錨桿施工質量。

2）注漿壓力為0.5 MPa。注漿過程中，當見到漿液從孔口外溢時，即可將注漿管逐步向外拔出，但管口應保持埋在水泥漿底直至孔口，這樣可以把孔內的空氣及水分逐步往外排出。

3）因漿體初凝后收縮致使漿面回落，必須進行二次注漿。二次注漿壓力為2.0～3.0 MPa，注漿完畢后將錨桿臨時支撐好，保證在達到設計強度之前錨桿位于孔中央。

4.2.8 試驗錨桿

錨桿的抗拔力承載力特征值應通過現場抗拔試驗確定，且經設計復核后，方可大面積施工。抗拔試驗和驗收按相關規范執行。

1）試驗數量：巖錨共4組，每組3根，分別在微風化區域和中風化區域；土錨共1組，每組3根，持力層為強風化或中風化。

2）為縮短檢測時間，抗拔試驗錨桿采用P.O 42.5R水泥。

3）本工程抗拔錨桿全部的施工作業、施工記錄和呈報資料須滿足相關國家及地方規范標準的要求。

4）本工程抗拔錨桿須進行基本試驗、驗收試驗，以保證錨桿設計的有效性及施工質量滿足設計要求。

5）注漿的時候，應進行注漿液取樣制作70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方試件，基本試驗錨桿留1組（每組6塊）試件，經標準養護至齡期后送檢進行強度試驗。

5 其他要求及說明

1）本次施工范圍為正式抗浮錨桿，經業主明確，全強風化區域抗浮錨桿長度統一按7 m（施工作業面以下錨固段），中微風化區域按表1施工；抗浮錨桿成孔直徑150 mm，最小錨固長度不小于6 m，當巖面位中微風化花崗巖層時，不小于最小錨固長度，錨桿共757根。

表1 中微風化區域抗浮錨桿長度要求

2）錨桿鋼筋宜采用通長鋼筋，若需采用接長鋼筋，應采用配套機械式接頭連接。錨桿錨固段長度在作業面以下，錨桿在開挖面以上預留長度按設計圖紙的墊層厚度0.45 m＋0.14 m（錨墊以上預留長度）。

3）施工時，做好降水措施，降水標高為底板下0.5～1.0 m，降水停止時間應根據實際施工進度確定，并經設計人員復核確認方可停止降水。

4）錨桿鉆孔應符合下列要求[3-4]：錨桿鉆孔不得擾動周圍地層；錨桿水平、垂直方向的孔距誤差不應大于100 mm，鉆頭直徑不應小于鉆孔設計直徑3 mm；鉆孔軸線的偏斜率不應大于錨桿長度的1%；錨桿沿孔深方向每隔1.5 m設對中承載體，并確保鋼筋保護層厚度不小于30 mm。

6 結語

本技術運用于抗浮力要求高的地下室，具備單根錨桿抗拔承載力較大、施工可操作性強的特點，有效地保證了地下室結構的安全，提高工作效率；同時也解決了錨桿密集且施工質量得不到保障的、按照常規方式使用的地質鉆機造成的租賃成本較高、現場場地限制搬運困難及勞效低等問題，取得了良好的效果。