擴(kuò)大頭囊式錨桿的研究與工程實(shí)踐

沈 剛

安徽阜陽(yáng)建工集團(tuán)有限公司，安徽阜陽(yáng) 236008

當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)建筑物基礎(chǔ)抗浮大多采用：（1）抗浮鋼筋混凝土灌注樁；（2）抗浮錨桿（拉力型）。其中，抗浮樁屬于常規(guī)做法，工藝成熟，有經(jīng)驗(yàn)可循，但由于材料采用鋼筋籠+混凝土，投資較大，且混凝土抗拉性能差。而抗浮錨桿（拉力型）通常提供的抗拔力較小，對(duì)于抗浮設(shè)計(jì)承載力較高的工程，傳統(tǒng)的錨桿已不能有效地滿足工程建設(shè)需要，且固定端的灌漿體易出現(xiàn)張拉裂縫，防腐性能差。采用擴(kuò)大頭囊式錨桿可以解決傳統(tǒng)錨桿中存在的問題。

1 概述

擴(kuò)大頭囊式錨桿的主要荷載來自于擴(kuò)體錨固的端承效應(yīng)，其技術(shù)的先進(jìn)性主要體現(xiàn)在獨(dú)特的封閑囊體中，采用高壓注漿工藝將水泥漿注入囊體，囊體逐漸向預(yù)設(shè)的形狀膨脹，囊體周圍土體和漿液逐漸被壓密，土體擠密區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，可以達(dá)到囊體膨脹后直徑的2倍范圍。經(jīng)過擠密后，擠擴(kuò)體在端承效應(yīng)下，大大提高單錨的極限荷載。

安徽阜陽(yáng)建工集團(tuán)有限公司組織技術(shù)人員對(duì)國(guó)內(nèi)外已有的擴(kuò)大頭囊式錨桿的理論和實(shí)踐成果進(jìn)行深入地研究和探討，依托潁州文化活動(dòng)中心工程，在多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了擴(kuò)大頭囊式錨桿施工方法，并在本工程上得到實(shí)踐應(yīng)用。

2 工程概況

潁州文化活動(dòng)中心工程地下室抗浮樁原設(shè)計(jì)采用400鉆孔灌注樁，配筋1018，樁長(zhǎng)11m，抗拔力特征值450kN，共計(jì)967根，后同設(shè)計(jì)單位反復(fù)論證，改為擴(kuò)大頭囊式錨桿，鉆孔180，擴(kuò)大頭600，囊袋500，高1.5m，錨桿鋼筋采用直徑36 PSB 930高強(qiáng)鋼筋，抗拔力特征值為450kN，共計(jì)967根。

3 操作要點(diǎn)

3.1 擴(kuò)大頭囊式錨桿施工工藝流程圖（見圖1）

圖1 擴(kuò)大頭囊式錨桿施工工藝流程圖

3.2 擴(kuò)大頭囊式錨桿施工要點(diǎn)

3.2.1 鉆孔及成孔

（1）正式施工前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)擴(kuò)大頭直徑和錨桿抗拔力。

（2）做好場(chǎng)地整平。

（3）應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地層條件，定出孔位，作出標(biāo)記；選定機(jī)械設(shè)備，明確施工工藝及技術(shù)要求，擬定錨桿失效補(bǔ)救措施。

（4）在不會(huì)出現(xiàn)塌孔和涌砂流土的穩(wěn)定地層中，對(duì)于豎直向錨桿可采用鉆桿鉆孔；對(duì)于存在不穩(wěn)定地層、受擾動(dòng)易出現(xiàn)涌砂流土的粉土、易塌孔的砂層、易縮頸的淤泥等軟土地層、水平向或水平向傾斜錨桿應(yīng)采用套管護(hù)壁鉆孔。

3.2.2 高壓噴射注漿擴(kuò)孔施工

（1）根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，制定高壓噴射擴(kuò)孔施工工藝參數(shù)。

（2）旋噴流程：定位→水泥漿制備→旋噴樁機(jī)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→旋噴提升施工→移機(jī)至下一孔位→回灌。

3.2.3 工藝參數(shù)

（1）錨桿水平、垂直方向的孔距誤差不應(yīng)大于100mm；（2）旋噴提升速度15～30cm/min，旋轉(zhuǎn)速度10～20r/min。（3）水泥漿為水灰比1.0純水泥漿，旋噴壓力25～30Mpa，漿量75L/min。

（4）中斷噴射后，恢復(fù)注漿時(shí)搭接長(zhǎng)度大于等于0.5m。

3.2.4 錨桿施工

（1）成孔直徑150mm，孔位偏差不大于100mm，長(zhǎng)度允許誤差+100/-30mm。

（2）旋噴擴(kuò)體后應(yīng)立即取出噴管并將錨桿桿體放入錨孔到設(shè)計(jì)深度，采用套管護(hù)壁鉆孔設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在桿體放入鉆孔到設(shè)計(jì)深度后再將套管拔出，并及時(shí)注漿。

（3）沿桿體軸線方向每隔1.0～2.0m應(yīng)設(shè)置一個(gè)桿體定位器，注漿管與螺紋鋼筋綁扎在一起放入鉆孔，注漿管應(yīng)能承受5.0Mpa的壓力，能使?jié){液順利壓灌至鉆孔底部擴(kuò)體錨固段，注漿管到孔底的距離不應(yīng)大于300mm。

（4）錨桿桿體采用外涂防腐底料的高強(qiáng)鋼筋制作。

（5）擴(kuò)大頭囊式錨桿錨固段注漿采用高壓注漿工藝，水泥凈漿灌注，水泥漿液應(yīng)攪拌均勻，并過篩，隨拌隨用，注漿水灰比0.45，注漿體設(shè)計(jì)強(qiáng)度不小于20Mpa，漿體強(qiáng)度檢驗(yàn)采用的試塊數(shù)量，若單日施工錨桿數(shù)量不足30根，則每累計(jì)30根錨桿不少于1組；若單日施工的錨桿數(shù)量超過30根，則每天不少于一組；每組試塊的數(shù)量不少于6個(gè)。水泥漿體強(qiáng)度檢測(cè)參照《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 70—2009）。

注漿后待擴(kuò)體錨固段成型且孔口出現(xiàn)溢漿或排氣管排出的漿液與注入漿液顏色和濃度一致時(shí)方可停止注漿。

3.2.5 張拉和鎖定

（1）擴(kuò)大頭囊式錨桿采用預(yù)應(yīng)力錨桿時(shí)，其張拉和鎖定應(yīng)符合下列規(guī)定：桿體承載構(gòu)件的承壓面應(yīng)平整，并與錨桿軸線方向垂直。

（2）錨桿張拉前應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，錨桿張拉應(yīng)在同批次錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)合格后，且承載構(gòu)件的混凝土抗壓強(qiáng)度值應(yīng)不低于設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)底板施工完成并完全達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行鎖定，采用扭力扳手完成。

（3）錨桿正式張拉前，應(yīng)取10%～20%抗拔力特征值對(duì)錨桿張拉1～2次，每次均應(yīng)松開錨具工具夾調(diào)平螺紋鋼筋后重新安裝夾片，使桿體完全平直，各部位接觸緊密。

（4）錨桿張拉至1.10～1.20時(shí)，對(duì)砂性土層應(yīng)持荷10min，對(duì)粘性土層應(yīng)持荷15min，然后卸荷至設(shè)計(jì)要求的張拉鎖定值進(jìn)行鎖定。

4 效益分析

原設(shè)計(jì)抗浮樁，配筋為450t三級(jí)鋼，修改后，用直徑36 PSB 930級(jí)鋼筋105t，綜合分析工程造價(jià)降低30%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 主要研究成果

擴(kuò)大頭囊式錨桿施工工法”已獲得安徽省省級(jí)工法。