抗浮錨桿技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用與優(yōu)化

謝文志 陳培凌

（1.柳州鋼鐵股份有限公司，廣西 柳州 545000；2.十一冶建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，廣西 柳州 545000）

柳州地區(qū)具有經(jīng)典的喀斯特地貌，地下地質(zhì)復(fù)雜，對地下工程的質(zhì)量、安全有較大影響。抗浮錨桿在地下工程中既能抵抗地下水浮力的作用，又能良好地支撐地下工程，可保障地下室的安全性和穩(wěn)定性[1]?？垢″^桿施工簡單、布置靈活、價(jià)格低效果好，可用于各種地質(zhì)情況，被廣泛運(yùn)用在地下工程中[2]。

1 工程概況

1.1 工程簡介

柳鋼醫(yī)院新門診綜合大樓項(xiàng)目位于柳州市柳北區(qū)柳鋼醫(yī)院住院部北面，西臨雀山公園，南面臨柳鋼醫(yī)院住院部，東面為柳鋼醫(yī)院停車場，北面為雀兒山路，整個(gè)項(xiàng)目規(guī)劃總用地面積約為158.34×171.65 m2。本工程共布置抗浮錨桿945 根，其中一層地下室下沉庭院底板錨桿長度約為15m,共211 根，二層地下室底板錨桿長度約為11m，共735 根。錨筋采用3 根φ25 的HRB400 鋼筋。

地質(zhì)情況較簡單的條件下，一般都采用履帶式錨桿工程鉆機(jī)配合沖擊器沖擊一次成孔方式施工，但是通過詳細(xì)對照勘察報(bào)告以及前期試驗(yàn)樁施工，發(fā)現(xiàn)本工程施工區(qū)域內(nèi)地下水位較高，溶洞、裂隙及軟土發(fā)育普遍，又存在較容易塌孔的強(qiáng)風(fēng)化巖層，常規(guī)抗浮錨桿鉆孔在此等復(fù)雜地形內(nèi)容易出現(xiàn)卡鉆桿、埋死沖擊器等情況，特別是地下水位較高，巖土交界面的軟土層錨孔坍塌嚴(yán)重，很有可能造成無法成孔或成孔后沉渣較厚，影響錨固長度，以至于抗拔力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。為確保本工程抗浮錨桿的施工進(jìn)度及質(zhì)量，本場區(qū)的抗浮錨桿施工采取套管跟進(jìn)鉆孔與泥漿護(hù)壁法相結(jié)合的方式進(jìn)行。本方案系針對復(fù)雜地質(zhì)情況下采取套管跟進(jìn)與泥漿護(hù)壁法相結(jié)合方式鉆進(jìn)編寫的專項(xiàng)方案。

1.2 場地工程水文地質(zhì)情況

本工程施工區(qū)域主要土層為碳酸鹽巖系經(jīng)紅土化作用而形成的紅黏土，下伏基巖為中石炭統(tǒng)大埔組白云巖（C2d），各巖土層自上而下可分為：（1）雜填土；（2）層表層紅黏土；（3）1 層堅(jiān)硬～硬塑狀紅黏土；（4）2 層可塑狀紅黏土；（5）層白云巖。

經(jīng)勘察，部分鉆孔在填土層中遇上層滯水，其初見水位埋深為0.3～5m，標(biāo)高為86.78～87.55m，不具統(tǒng)一水位，水量中等，為降水及生活用水滲入補(bǔ)給。

在鉆到基巖面后，遇巖溶裂隙水，水量中等，具有一定承壓性，主要賦存于白云巖巖面及溶洞、溶孔、溶蝕裂隙中，初見水位在巖面附近，初見水位埋深為11～18.5m，標(biāo)高為72.97～78.50m，穩(wěn)定水位埋深為2.3～6m，標(biāo)高為85.55～86.24m。該層地下水主要接受大氣降水及鄰近地下水徑流補(bǔ)給，往東南方向徑流，排入柳江。

2 抗浮錨桿施工技術(shù)概述

本工程布置抗浮錨近1000 根，長度設(shè)置為15m、11m，其中一層地下室下沉庭院底板錨桿長度約為15m，二層地下室底板錨桿長度約為11m。桿錨筋采用3 根φ25HRB400（三級(jí)鋼）的鋼筋，錨桿孔直徑為200mm，錨桿施工采用套管跟進(jìn)鉆孔與泥漿護(hù)壁法相結(jié)合方式。錨桿鉆孔應(yīng)進(jìn)入中風(fēng)化白云巖或微風(fēng)化白云巖不少于4.0m，遇溶洞、不完整巖時(shí)，應(yīng)穿過溶洞、不完整巖后重新入巖4m，當(dāng)孔深不滿足設(shè)計(jì)（錨桿長度一層約為15m，二層約為11m）就已經(jīng)滿足入中、微風(fēng)化巖4m 時(shí)，確保錨桿入中、微風(fēng)化巖4.3m即可。采用高壓注漿泵壓力注漿，錨桿注漿采用分壓力注漿、二次壓漿兩次完成，錨桿水泥漿強(qiáng)度等級(jí)要求不低于30MPa，材料為水泥標(biāo)號(hào)P42.5，抗浮力特征值為250KN（錨桿做法見圖1 錨桿施工大樣圖）。

圖1 錨桿施工大樣圖

3 抗浮錨桿施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 資源配置

首先，制定施工進(jìn)度計(jì)劃及保證措施，科學(xué)合理地做好準(zhǔn)備工作。

其次，根據(jù)工程規(guī)模、結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和復(fù)雜情況、施工進(jìn)度計(jì)劃等，做好人員合理分工與密切配合，配置相應(yīng)的勞動(dòng)力、施工機(jī)具及材料。

3.2 錨桿施工工藝流程及控制要點(diǎn)

3.2.1 施工總工藝流程

工藝流程：測量放孔→工程地質(zhì)鉆機(jī)就位→套管跟進(jìn)鉆孔→入巖面確認(rèn)→入巖深度確認(rèn)→錨桿制作→清孔提鉆→終孔驗(yàn)收→放置錨桿→壓力注漿→拔出鋼套管→二次壓漿→封錨。

3.2.2 放樣定位

根據(jù)建設(shè)單位提供的坐標(biāo)系統(tǒng)，設(shè)置軸線控制網(wǎng)和高程基準(zhǔn)點(diǎn)，利用全站儀、水準(zhǔn)儀實(shí)地放樣測量測出各錨桿的孔位及標(biāo)高，噴漆標(biāo)識(shí)并編樁號(hào)，做好軸線的控制和測量校核。承包單位對錨桿孔位軸線經(jīng)自驗(yàn)合格后，提請監(jiān)理單位組織驗(yàn)線，合格后方可使用。

3.2.3 錨孔鉆孔

測量復(fù)核確定錨桿孔位后，地質(zhì)鉆機(jī)就位調(diào)試，錨孔孔距誤差控制為≤±100mm。先進(jìn)行6 根基本試驗(yàn)錨桿，通過試驗(yàn)確定錨固體與巖土層間粘結(jié)強(qiáng)度特征值、錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝。采用液壓錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)套管（邊加套管邊鉆進(jìn)），套管要求全程跟進(jìn)，經(jīng)連續(xù)鉆孔達(dá)到指定深度后，不得立即停鉆，穩(wěn)鉆1～2min，用水沖法將泥沙等清理出孔外，由勘察單位通過噴出的碎巖判定是否進(jìn)入巖面。

3.2.4 入巖及入巖深度確認(rèn)

與勘察、監(jiān)理、業(yè)主、主管部門確定完巖面標(biāo)高及成孔深度后開始制作錨桿。

3.2.5 錨筋制作

材料按照設(shè)計(jì)圖、合同要求進(jìn)料，經(jīng)現(xiàn)場抽樣送檢試驗(yàn)合格后方可使用，統(tǒng)一在鋼筋加工棚內(nèi)制作。

錨桿下料長度：設(shè)計(jì)長度和現(xiàn)場實(shí)際孔深長度相結(jié)合，錨桿實(shí)際長度與設(shè)計(jì)誤差不超過±5mm。

錨筋制作時(shí)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置對中支架，在錨筋底部設(shè)置隔離架，支撐高度為50mm，錨筋底部的混凝土保護(hù)層厚度不小于50mm，加工好的錨筋標(biāo)識(shí)清楚并分類堆放整齊。

錨筋采用機(jī)械連接，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

錨桿成孔及入巖深度、孔徑要求按設(shè)計(jì)要求施工，且優(yōu)先考慮干作業(yè)方式進(jìn)行成孔作業(yè)。施工允許偏差為：孔深：±50mm，孔徑：±5mm，孔距：±100mm，成孔傾角：±5%。

3.2.6 清孔

利用清水沖洗，直至孔內(nèi)噴出清澈的水，避免孔內(nèi)沉渣存在，在質(zhì)檢員進(jìn)行孔深自檢合格后，組織施工方、監(jiān)理、業(yè)主、主管部門聯(lián)合驗(yàn)收，符合要求后進(jìn)行下道工序施工。成孔后留孔時(shí)間不宜過長，要及時(shí)進(jìn)行注漿以防坍孔。

3.2.7 錨筋及注漿管安裝

推送錨筋時(shí)不得使錨筋整體轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)推送錨筋困難時(shí)，將錨筋抽出，仔細(xì)地進(jìn)行檢查，并對安放固定器的有效性、錨筋的防護(hù)層的損壞程度、孔的清潔度進(jìn)行檢查與恢復(fù)。

注漿管采用DN25 塑料軟管，管長根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際錨桿孔有效深度確定，管與錨筋上的定位支架綁扎牢固，管底距設(shè)計(jì)錨桿孔底200mm，管底部采用膠布封閉，灌漿管底部0.5m 區(qū)段沿管周長三個(gè)方向設(shè)置5mm 小孔，小孔沿管長度方向間距500mm，小孔用膠布封閉，預(yù)埋時(shí)與錨筋同時(shí)放置入錨孔內(nèi)。

因錨筋較重，放入孔內(nèi)時(shí)利用現(xiàn)場設(shè)置的塔吊或者吊車進(jìn)行提升和安放，推送錨筋時(shí)用力需均勻一致，防止在推送過程中損傷錨筋配件和防護(hù)層。

錨筋安裝時(shí)，錨筋頂部標(biāo)高按設(shè)計(jì)標(biāo)高控制，使錨桿整體基本在同一標(biāo)高上。

3.2.8 錨孔注漿

注漿材料采用水泥標(biāo)號(hào)為P42.5 魚峰牌普通硅酸鹽水泥，水泥漿強(qiáng)度等級(jí)為不小于30MPa。水泥漿按照試驗(yàn)室提供的配合比在現(xiàn)場機(jī)械攪拌配制。二次壓漿材料采用標(biāo)號(hào)為P42.5 普通硅酸鹽水泥制成的純水泥漿，水灰比控制在0.45～0.5 之間。

采用孔底反向注漿法，注漿壓力≥1.0Mpa，注漿時(shí)注漿管距孔底250～500mm，注漿過程，應(yīng)邊注漿邊緩慢拔出注漿管，使注漿管始終有一定長度埋于漿液中，直至水泥漿注滿。注漿時(shí)，待完全排出孔中空氣與積水，待溢出漿液的稠度與注入漿液的稠度一樣后再停止注漿。

待第一次注入水泥漿初凝后，再進(jìn)行二次高壓注漿，時(shí)間需根據(jù)試驗(yàn)錨桿的注漿工藝參數(shù)確定。

3.2.9 試驗(yàn)錨桿

1.抗拔試驗(yàn)和驗(yàn)收按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

2.試塊制作，每個(gè)作業(yè)區(qū)制作試塊3 組，規(guī)格為70.7mm×70.7mm×70.7mm，取28d 抗壓強(qiáng)度值，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至齡期后送檢，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)并出試驗(yàn)報(bào)告。

3.錨桿抗拔試驗(yàn)：錨桿施工完畢后，待錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的100%時(shí)，進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)量滿足設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定。

3.3 質(zhì)量保證措施

1.制度保證：建立健全崗位職責(zé)制度，明確各級(jí)的職責(zé)，通過下級(jí)與上級(jí)簽訂責(zé)任合同，落實(shí)各層級(jí)的崗位責(zé)任，各級(jí)管理部門和人員職責(zé)明確，權(quán)限明確，各司其職、各負(fù)其責(zé)。

2.技術(shù)保證：每道工序施工前，技術(shù)部門對作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底，讓每位作業(yè)人員了解設(shè)計(jì)意圖、施工重點(diǎn)和難點(diǎn)及解決辦法，主要技術(shù)措施及操作方法，質(zhì)量要求、驗(yàn)評標(biāo)準(zhǔn)及注意事項(xiàng)。

3.原材料、半成品進(jìn)場驗(yàn)收：對材料出廠合格證、出廠試驗(yàn)單等進(jìn)行核對驗(yàn)收，按規(guī)范要求取樣試驗(yàn)。

4.嚴(yán)格工序質(zhì)量驗(yàn)收和分部分項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收制度，確保施工工序質(zhì)量和施工總體質(zhì)量。

4 其他說明

1.如遇巖裂隙、溶洞、地下河等特殊地質(zhì)導(dǎo)致錨桿孔注漿無法達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，配制合適濃度的水泥漿，摻入適當(dāng)量的水玻璃[3]。

2.錨筋采用通長鋼筋，若需接長鋼筋可采用機(jī)械連接。

3.護(hù)壁泥漿配合比設(shè)計(jì)需要經(jīng)過試驗(yàn)來確定。

4.嚴(yán)格控制鉆孔軸線的偏斜率。

5.做好錨桿承載力檢測工作。

6.本工程抗拔錨桿的施工作業(yè)、施工記錄要求做好有關(guān)單位現(xiàn)場驗(yàn)收簽認(rèn)工作，資料滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 實(shí)施效果

面對復(fù)雜地質(zhì)的情況下，選擇合適的成孔及護(hù)壁工藝，本工程錨桿施工未發(fā)生塌孔、縮徑等質(zhì)量缺陷?？拱卧囼?yàn)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。本錨桿施工方法，科學(xué)有效，未對土地基造成擾動(dòng)、坍塌，達(dá)到了預(yù)期的效果，滿足業(yè)主和主管部門對施工組織的要求。

6 結(jié)論

經(jīng)柳鋼醫(yī)院新門診綜合大樓項(xiàng)目工程實(shí)踐驗(yàn)證，證明了抗浮錨桿在地下工程中的安全性、質(zhì)量和進(jìn)度，有效地提升了建筑的整體抗浮能力方面的積極效果。有關(guān)工程技術(shù)人員在今后遇到復(fù)雜地質(zhì)情況下進(jìn)行抗浮錨桿施工時(shí)，應(yīng)將施工圖紙的施工要求，結(jié)合工程現(xiàn)場實(shí)際情況，制定可行的施工方案，采取有效的處理措施，為建筑工程的整體質(zhì)量提供保障。