地下建筑工程抗浮樁施工技術的應用研究

林和壽 （福建省九龍建設集團有限公司，福建 廈門 361008）

1 地下建筑工程抗浮樁施工技術概述

抗浮樁又稱抗浮錨桿，主要用于地下建筑工程的抗浮措施，抗浮樁具有抗拔樁體承受拉力的獨特性能，以下從工藝特點、工藝原理、適用范圍三個方面對抗浮樁進行概述。

1.1 工藝特點

①抗浮樁施工技術操作步驟簡單，施工過程方便，容易掌握；

②一般分布在地下建筑底板的外圍，同時利用上方建筑結構的豎向力來平衡水浮力，具有很強的承受能力，主要呈集中點狀或網格狀，集中點狀一般用于堅硬巖；

③施工噪聲低，相比較普通施工，對周圍的影響較小。

1.2 工藝原理

抗浮樁技術主要是利用建筑物重力和土體摩擦力的總和小于地下水浮力的原理而采取的技術工藝。需要在抗浮樁中心植入錨桿鋼筋，并將鋼筋預留的長度與防水板固定，向孔內注漿，再將抗浮錨桿放入工程主體。

1.3 適用范圍

抗浮樁一般適用于浮力大、地下水位高、自重及土體不能抵抗地下水浮力的大型地下建筑工程，比如地鐵站。

2 抗浮樁技術的施工操作要點

2.1 施工準備

根據相關施工標準要求，需要確定施工現場的水電接口位置，合理規劃好施工現場的施工材料可堆放點、放置設備位置、機修用房位置、施工材料庫房的位置等，建造平整的施工場地，為之后的施工奠定良好基礎。

2.2 抗浮錨桿孔位測放

完成施工場地的平整后，用全站儀測試出地下建筑工程的基礎軸線，再根據平面布置圖確定錨孔位置并用紅鉛油標記。

2.3 鉆機就位

檢測出錨孔位置并標記好后，將鉆機立軸調節至垂直對準孔位的狀態，需要注意的就是安裝鉆機時必須平整穩固。

2.4 錨桿成孔

①必須采用YXZ-70(90)型專業錨桿鉆機，以0.75MPa高壓風力驅動偏心潛孔錘跟φ146套管鉆入錨桿內，深度不可小于50mm；

②若成孔程度達到要求后，但內部有非設計模型軟弱層或有砂時，應繼續鉆進，保證長度滿足錨桿設計深度的要求。

2.5 清孔提鉆

當鉆機達到錨桿設計深度時，需停留2min，利用高壓風力對錨孔進行塵土清理，但時間不可大于2min，避免塌孔影響注漿效果，要及時對已鉆孔進行遮擋保護措施，避免飛塵落入孔內。

2.6 鋼筋制作安裝

①采用1根28HRB400級熱軋鋼筋；

②鋼筋材料一般是9m，鋼筋下料的深度等于錨孔深度+1180mm；

③在鋼筋中間綁1根PVC材質的φ20注漿管，注意管頂部最好超出錨桿頂部400mm左右，以便進行注漿，注漿管下端需要比鋼筋段200mm，是為了防止注漿管鉆入涂層，影響注漿質量；

④沿錨桿基本軸線方向每隔2m就焊接一個φ6鋼筋箍和支架，保證錨桿的固定，錨桿外側每隔2m焊接寬度不小于25mm的保護箍筋，保證錨桿鋼筋保護層的堅固，將制作好的鋼筋和注漿管下入錨孔中，注漿管端口距離孔底大約20cm～30cm；

⑤終孔驗收后，使用滑輪架將主筋放入鉆孔。注漿管順直地與主筋綁扎在一起，隨主筋徐徐下至孔底，使之就位。

2.7 拔套管、填豆石

①拔套管前先用塑料布風尚注漿管及排氣管，以防石頭調入注漿管及排氣管內，拔套管時，先用豆石淹沒套管1m，接著上拔套管1m，再倒入豆石，這樣是為了使豆石密實，循環直到豆石頂面與孔口只有700mm左右的距離；

②填豆石時確保鋼筋位于錨孔中心位置，且豆石含量不得小于3%，硫化物和砂中云母等有害物質的含量必須小于1%。

2.8 水泥注漿

注漿水泥材料標號不得低于P.O 42.5R，漿液必須采用M30 t水泥漿壓力灌漿，以鋼筋上的注漿管為導管，將注漿口泥漿泵用高壓注漿管與槍頭連接，泥漿泵從灰漿池中吸取水泥漿，自高壓注漿管注入錨桿孔內，直至冒漿后，再在0.5MPa～2.0MPa壓強下穩壓注漿1min后停止壓漿，立即拔掉槍頭，拆堵注漿管。

2.9 檢測錨桿

①基本試驗：每個區域的不同錨桿都要至少選取6根以上試驗桿進行抗浮錨桿基本試驗，確定每根錨桿的抗拔力最大值，試驗結果的錨桿極限值≥360kN，則合格。

②驗收試驗：灌漿結束1個月后，進行抗浮錨桿的檢測，主要是為了檢測底層分布不均勻及軟弱的分級加荷檢測，需要檢測的錨桿數量不得少于總數的6%，錨桿軸向拉力均大于200kN，則合格。

3 地下建筑工程抗浮樁施工技術應用

在進行地下建筑工程抗浮樁施工技術時，應優先考慮安全性與合理性，并且將施工階段和實際使用階段的不同情況區分開，以下對抗浮樁技術的應用進行分析。

3.1 以地下建筑結構自重作為抗浮力

地下建筑工程的抗浮樁是以清除分析浮力與抗浮力為基礎前提，地下水位以下（以室外地坪標高為最高水位）直至地下建筑工程底板底這部分的等體積水重量就等于地下建筑工程的浮力，而抗浮力只計永久荷載，根據國家相關規定，浮力S與抗浮力永久荷載G之間應滿足以下公式：γ0·S≤G，公式中γ0為地下建筑工程的重要系數，同時地下建筑工程在實際使用階段存在著不同程度的活荷載，當計算結果不滿足以上公式時，地下建筑工程即可采取永久性的抗浮樁或抗浮錨桿。

3.2 抗浮樁的設計

地下建筑工程的抗浮樁應按國家相關規范標準進行設計，基樁的抗拔側阻力和抗壓側阻力是有區別的，隨著上拔量的增加，其側阻力會因土層松動及側面積減少等原因而低于抗壓側阻力，故在利用一般工程地質勘察報告所提供的抗壓側阻力來確定抗拔側阻力時，需引入拔壓的側阻力比例系數，即抗拔系數λ，也稱拔壓比。抗拔側阻力取決于樁周土層的力學性質，其拔壓比λ根據試驗，灌注樁高于預制樁，長樁高于短樁。上拔荷載下群樁的破壞模式因樁距大小不同而呈基樁分離的非整體拔出破壞和樁土呈整體拔出破壞，故規范JGJ94-2008第5.4.6條規定了群樁抗拔效應公式。換言之，從經濟合理角度分析，適當地擴大抗拔樁的間距是有利的。

4 總結

綜合上文對地下建筑工程抗浮樁施工技術的概述和研究分析，得知抗浮樁施工技術應進行周密謹慎的設計和施工，在設計過程中應優先考慮安全性和經濟合理性，達到較高性價比的目的。同時，我國的抗浮樁施工技術還不夠成熟，需要專業技術人員與科研人員共同參與進行改進完善，以國家相關規定為標準，規范施工技術的正規性，使抗浮樁施工技術更加安全、經濟、健全。