抗浮樁施工技術在地下建筑工程應用

章必滿

階梯項目咨詢有限公司 安徽 池州 247100

引言

地下建筑工程的施工環境非常復雜，如果沒有考慮地下水浮力的情況，很可能會引發安全事故，應加強抗浮樁施工技術的研究和應用，根據地下建筑的實際情況進行設計和施工，對建筑的荷載進行分析，合理運用抗浮樁施工技術，為施工的安全和地下建筑的質量提供保障。

1 抗浮樁施工技術的特點和原理

地下建筑工程對結構和材料的承載力有較高的要求，可以在這部分區域使用抗浮樁，即抗浮錨桿，利用這種材料對地下建筑進行抗浮處理，使地下建筑的抗拔樁體能夠承受更強的拉力。從技術應用的特點進行分析，該技術并不復雜，整個施工的流程比較簡單，操作起來十分方便，施工人員很快就能了解抗浮樁施工技術的操作要點，與其他施工方式相比，運用抗浮樁施工技術時，不會產生較大的噪聲，噪聲污染較小。在抗浮樁的分布上，通常會將其布置在底板外圍的區域，而且會按照網格形式進行設計，或者按照點狀進行布局，如果地下區域為堅硬巖，需要讓抗浮樁呈點狀分布。在結構豎向力的作用下，讓地下建筑的水浮力一直處于平衡的狀態，增強地下建筑結構的承受能力。對該技術的原理進行分析，需要對各種力進行計算，不僅要計算土體摩擦力，還要對整個建筑的重力進行計算，將兩者的數值相加，確保兩者相加得到的力低于地下水浮力。運用該技術時，應將錨桿鋼筋留出一定的長度，將其放到抗浮樁內部后，把多出來的鋼筋固定到防水板上，在孔洞中灌注漿液，最后在地下建筑的主體部位置入抗浮錨桿。需要注意的是，抗浮樁施工技術有一定的應用范圍，如果地下建筑建設區域的水位較高，浮力較大，建筑自身的重量無法應對較大的浮力，而且該工程屬于大型工程，如地下車庫和地鐵站等，在這種情況下會使用抗浮樁施工技術。

2 地下建筑工程抗浮樁施工技術的操作要點

2.1 做好準備工作

首先，合理安排場地環境。施工之前應詳細分析地下建筑施工的相關規范，對地下環境進行調研，尤其要注意水電接口，確定接口所在的方位。為了做到有序施工，需要對現場空間進行布局，劃分材料放置區域時，考慮該區域到各個施工區域的距離，以及該區域到材料庫房的距離。抗浮樁施工需要使用專門的設備，要在場地中選出一處空間，專門用來放置設備。對地下建筑施工場地的地面進行檢查，保證地面的平整性，為接下來的抗浮樁施工提供良好的環境條件。其次，確定抗浮錨桿鉆孔的位置。在保證地面足夠平整的情況下確定孔位，施工人員需要使用全站儀，利用該儀器進行測量，確定施工現場的基礎軸線，對平面圖和現場環境進行分析，找出抗浮錨桿鉆孔的具體方位，對該位置進行標記，為了讓標記更加明顯，可以使用紅鉛油這種材料。最后，準備鉆機。在標記處進行鉆孔之前，需要安裝鉆機并對鉆機進行調整，注意鉆機立軸的角度，保證立軸的垂度，同時要讓立軸正對著孔位，安裝的過程中，應保持平整的狀態，安裝完成后，確保鉆機足夠穩固[1]。

2.2 錨桿成孔和清孔提鉆

在錨桿成孔的施工過程中，需要選擇專業的、合適的鉆機，可以在鉆孔施工中使用YXZ-70（90）這種型號的設備。鉆孔的時候要注意壓強，為了有效驅動偏心潛孔錘，需要對參數進行設置和控制，使其處于0.75MPa的高壓風力中，在這個條件下，鉆機能夠有效驅動Φ146套管，使其逐漸深入到抗浮錨桿的內部，鉆孔時應注意孔的深度，確保深度大于或等于50mm。施工人員需要注意土層的性質，如果鉆孔時遇到了軟弱層，需要根據土層的情況科學設計錨桿的長度，在鉆進的過程中控制好孔深，達到深度的規定。

在清孔提鉆的施工過程中，要與錨桿成孔施工工作結合起來，當鉆進的深度符合設計要求時，應先暫停2min，對孔內的雜質進行清理，用高壓風力去除內部的碎石和塵土等物質，清孔時一定要控制好時間，清孔的時間應在2min之內，時間過長有可能會出現塌孔的問題，通過科學清孔保證注漿施工的質量，在清孔提鉆工作中保護好錨桿孔，將塵土等雜質全部清除出去，保持孔內的整潔和干凈，為后期注漿提供良好的孔內環境[2]。

2.3 制作鋼筋和安裝鋼筋

鋼筋的制作和安裝主要包括以下幾個步驟：首先，選取一根熱軋鋼筋，注意鋼筋的型號和級別，可以選擇28HRB400級的鋼筋。生產鋼筋時，一般會將長度設定為9m或12m，可以使用9m的鋼筋。要想知道鋼筋下料時的深度，需要根據抗浮錨桿孔的深度進行設計，一般來說，要比錨桿孔深多出1180mm。其次，要將注漿管綁到鋼筋上，注漿管的材料為PVC，PVC管的直徑為Φ20，盡量將注漿管的頂部預留出一部分，讓注漿管上端比錨桿多出來400mm，這能讓后期的注漿更加方便，同時，注漿管底部的長度也要進行調整，應當比鋼筋的長度短200mm，這能讓注漿管順利進入到孔中，不會破壞涂層，通過長度的控制保證注漿的效果。再次，在抗浮錨桿上安裝Φ6鋼筋箍以及支架，要沿著軸線的方向進行安裝，控制好安裝的間距，按照2m的間隔距離進行焊接，使錨桿更加穩固。對抗浮錨桿的外側進行焊接時，應控制好焊接的寬度，確保寬度等于或超過25mm，對錨桿進行保護和加固，使保護層更加穩固。當注漿管和鋼筋全部處理好后，使其一點點進入孔內，施工人員要對注漿管端口的位置進行控制，使其與錨孔的最低處保持20～30cm的距離。最后，放入主筋。為了更順利地放入主筋，需要使用滑輪架，主筋上應綁有注漿管，對滑輪架進行操控時，應緩慢操作，讓主筋和注漿管逐漸到達錨孔的最低處[3]。

2.4 拔出套管和填入豆石

將套管拔出來之前，需要對排氣管以及注漿管進行處理，為了避免灰塵和碎石從兩端進入到管內，可以用塑料布進行包裹。準備拔出來的時候，加入少量豆石，豆石會堆到套管的底部，第一次加入的時候，豆石的高度應超過套管1m，這時將套管拔出來1m，按照這個步驟繼續放入豆石和拔出套管，使豆石足夠緊密，當豆石和孔口之間的間距處于700～800mm時，套管就能被完全拔出來。加入豆石的過程中，應控制好鋼筋的位置，確保鋼筋一直處于中心處，避免鋼筋偏移，同時還要控制豆石的含量，必須要讓含量超過3%，同時還要注意有害物質的含量，如硫化物等，將這類物質的含量控制在1%以下。

2.5 注漿施工

地下建筑抗浮樁施工中最重要的就是注漿施工，注漿施工需要使用水泥材料，要對材料的標號進行控制，保證標號等于或大于P.O42.5R，使用硅酸鹽水泥等快硬水泥，確保水泥的強度等級不低于42.5R。灌漿的過程中，要將壓力保持為M30t，將注漿管當成導管，泥漿泵主要負責吸入泥漿，泥漿經過高壓注漿管之后，通過槍頭和注漿口進入到錨孔的內部，持續注漿，當漿液溢出錨孔之后，將壓強控制在0.5～2MPa之間，壓強要保持不變，繼續注漿1min，隨后停止注漿，將槍頭拔下來，快速對注漿管進行拆堵處理[4]。

2.6 檢測抗浮錨桿

為了保證抗浮樁施工的質量，需要進行基本試驗和驗收試驗。基本試驗能夠檢測出抗浮錨桿的抗拔力，在檢測試驗的過程中，需要在不同的區域中進行挑選，在各個區域選出不低于6根的抗浮錨桿，以此為基礎展開試驗，得到最大的抗拔力，如果最大抗拔力超過或等于360kN，說明這個試驗桿質量達標，可以被用在地下建筑的施工中。驗收試驗與基本試驗的試驗時間和試驗目標有很大不同，灌漿施工完成后，檢測人員需要在1個月之后進行驗收試驗，在檢測試驗的過程中選取一定數量的抗浮錨桿，確保選取的數量超過6%，對其進行分級加荷檢測，通過檢測試驗分析底層分布的均勻情況和錨桿的軸向拉力，在評價和分析的時候，當橫向拉力超過200kN時，表示質量達標。

3 抗浮樁施工技術在地下建筑工程應用實例分析

3.1 工程概況

某工程為地下室加固工程，該建筑地下和地上分別有兩層和三層，屬于商業綜合樓，建筑的結構為鋼筋混凝土框架結構。工程所在地區的地質條件較差，當地主要為侵蝕堆積低山丘陵地形，東南區域的地質條件較差，很大一部分區域都是黏性土，其中還包括粉土，地下環境中存在砂卵石地層。在原本的抗浮樁施工中，針對的是中等風化泥巖。連續降雨之后，發現地下室部分區域存在較大的安全隱患，一些抗水板出現了裂縫，還出現了拱起的情況，該區域滲水非常嚴重，經過檢查，在負一層的鋼筋混凝土梁上發現了裂縫，對這些現象進行分析后，發現這些區域的抗浮錨桿已經失效，必須要重新對地下室進行設計和施工，利用抗浮樁施工技術進行加固。

3.2 抗浮樁施工技術的應用

首先，計算荷載和抗浮樁。在降雨量較大的時期，當地的最高水位達到了368.8m，比底板高7.6m，抗浮樁施工應當以最高水位為基礎，對地下室頂板的高度進行調整。抗浮樁施工需要考慮建筑結構的重量和抗水板的厚度，頂板應將厚度控制為200mm，將地下一層抗水板的厚度設置為150mm，將地下室柱子、抗水板、梁等部位自重的總和設置20kN/m2。在地下室中加入新的抗浮樁，樁體的長度和直徑分別為4.5m和1000m，按照柱網進行施工，每個柱網中抗浮樁總共的抗拔力應為4219kN，各個柱網應包含3根左右的抗浮樁，所以單獨一個抗浮樁的抗拔力不得低于1406kN。地下室抗浮樁施工中采用三級鋼，在裂縫的處理中，要對裂縫寬度的最大值進行控制，裂縫寬度不應超過0.2mm，根據裂縫寬度標準設計抗浮樁。對配筋面積進行計算，得到9504mm2，使用25Φ22的配筋，由此能夠得到抗浮樁裂縫的寬度，即0.179mm，符合標準。對沖切承載能力進行計算，抗水板的厚度和強度分別為40mm和C30，將抗水板截面的高度設置為340mm，則截面周長為6092mm，抗沖切能力能夠達到標準。

其次，對抗浮樁的樁帽進行改造。應用抗浮樁施工技術進行加固處理時，應充分考慮新抗浮樁和舊抗水板之間的樁帽，樁帽決定了抗拔力的傳遞效果，如果樁帽不夠合理，將會繼續出現滲水的問題。在樁帽的設計中，在樁帽的上方區域安裝一個厚度為100mm的板帶，新的混凝土還會和原本的混凝土形成一個結合面，加入新的抗浮樁之后，抗拔力會經過板帶和結合面，逐漸到達抗水板。為了避免再次出現滲水的情況，本工程使用了P-201遇水膨脹止水膠，將其用在結合面上，起到雙重密封的作用。

最后，對地下室的集水坑進行改造。為了避免抗浮樁施工受到地下水的影響，需要對地下水位進行控制，對集水坑進行調整，將其轉變為疏水井。具體進行改造時，對集水井周邊的混凝土進行處理，將其破除后，加入反濾層，對不銹鋼導流管進行組裝，同時還要在管口區域設置止水閥，完全封閉之后，就完成了改造工作。當地下水位過高時，在反濾層和導流管的作用下，地下水會逐漸流入集水井中，此時再將地下水統一抽排出去。抗浮樁施工技術的應用不會對抗水板帶來太大影響，能夠有效解決裂縫和滲水的問題，完成施工后，地下室沒有再出現上浮的情況，呈現出良好的抗浮效果。

4 結束語

應用抗浮樁施工技術的過程中，一定要保證抗浮樁施工的安全，對抗浮力進行分析時，充分考慮結構的自重，根據抗拔側阻力的情況合理安排抗拔樁的間距。施工人員要按照地下建筑工程施工的相關規范進行施工，規范使用抗浮樁施工技術，保證地下室結構的穩定性，通過抗浮樁施工技術提高工程建設的質量。