浅论筏基抗浮锚杆的施工要点

摘要：在地下水位较高的地下室且持力层为残积土时，关健是解决地下室抗浮问题，地下室抗浮可以采用抗浮锚杆或人工挖孔桩等方法来解决，而影响抗浮锚杆施工质量的主要因素是土质松软且地基土易受到扰动产生塌孔，本文介绍了某工程地下室抗浮锚杆的施工效果。

关键词：抗浮锚杆抗拔验收施工流程 定位及成孔

引言：

随着城市建设的高速发展，对地下空间的利用也越来越多，基坑朝着大而深的方向发展，而地下水位较高的沿海城市如广州、深圳、大连、上海、厦门等地由地下水浮力引起的构筑物地板上浮，地下室破坏等事故多次发生。因此，抗浮问题已成为现代地下空间工程中一个不可忽视的问题，应引起工程界的高度重视。本文结合实例，对筏基的抗浮锚杆施工进行了研究。

1、工程概况

某工程拟建场地原始地貌属残丘台地，地基土主要由杂填土①（厚度为0.3~3.0m）、残积土②：砾质粘性土（厚度2.0~13.4m）；脉岩残积粘性土（厚度3.9~8.6m）、全风化岩③（厚度1.4~10.6m）、强风化岩④及中风化岩⑤组成。该工程采用天然地基筏形基础，以残积土②、全风化岩③作为基础持力层；为框架―剪力墙结构，地下一层，建筑面积4433.92m2，地下室上部为三幢19层主楼，地上建筑面积33847.99m2。由于地下室范围大于上部主体建筑范围，其地下室上部无建筑荷载的部位，因地下水位较高，地下水的浮托作用，故本工程筏基采用土层抗浮锚杆施工。土层抗浮锚杆共203根（其中8根在通往地下室的车道处），该锚杆为垂直土层向下锚杆，沿基础梁中布设，锚杆成孔直径为200mm，锚杆成孔过程中，部分遇风化岩石，采用Φ130金刚石钻钻头钻进，工程锚杆体采用Φ32mm的螺纹钢筋，锚入土层深度为12m，锚杆注浆采用水泥净浆，水灰比0.5，水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥，成孔过程中认真做好清孔工作，按规定时间和要求进行一次常压注浆和二次高压注浆，锚杆设计单锚抗拔力为140KN。

2、抗浮锚杆施工

2.1影响抗浮锚杆施工质量的主要因素是残积土质遇水易松软，易受到扰动产生塌孔。原因有：现场指导不严，班组长二次交底不到位，工人意识淡薄，此为人的因素，机械操作时成孔位置易发生倾斜，施工作业现场作业程序乱、有积水，成孔周边基槽浸泡，施工时遇有孤石及旧桩基，工作面小和地下水位高等。

2.2针对以上原因采取的主要措施

（1）局部有条状脉岩的土体，将该部分土体挖除，按砂：碎石（3：7）的级配褥垫层处理。

（2）局部有残积粘土的持力层，按18T要求处理；基础开挖遇旧桩基和孤石，用风镐凿除，对打凿造成的局部基土扰动和浸泡，确定了影响面积，然后采用人工清理干净后，按设计要求的干拌水泥、石子、砂回填该处至基槽标高下50cm后再用3：7砂石褥垫层按级配分层灌水夯实。

（3）基坑内设置集水坑明沟排水，局部板下梁基槽采用塑料膜覆盖后浇筑基底垫层及砖胎模等隔离手段，对基槽局部地下水丰富处采用井点降水，目的是保证将地下水位降至基础下面50cm处，避免扰动土体。

（4）本工程采用湿作法施工，所以钻孔也会对基土有扰动和基槽易受到浸泡，为避免钻孔产生塌孔现象，将抗浮锚杆施工安排在筏基垫层砼强度达到70%后再施工；为避免对垫层的污染与破坏，在钻孔位置设置拦水槽和导流槽，钻孔时遇到褥垫层采用随机套筒法减免了塌孔事件发生。

2.3抗浮锚杆施工工艺流程

(1)本工程施工流程如下：

施工准备机械、材料进场放位定点钻机成（锚杆）孔安装锚杆洗孔注浆张拉试验。

(2)施工工艺流程图(见图一)

图一施工工艺流程图

(3)锚杆施工的准备工作

首先认真核对设计条件，详细研究设计内容和设计要求，地层条件及环境条件以及施工运作后可能出现的问题和相应对策； 其次对成孔、洗孔后泥浆和灌浆材料的稀释水等污水准备处理措施；认真检查各机械设备的施工性能，组织各种材料进场，并进行见证取样送检，检查进场材料的品种、规格和技术性能是否达到设计要求，是否能满足施工需要。

定位及成孔：钻机就位和安装调试。根据设计图标示，在施工前用经纬仪将工程锚杆在现场定位，并注明编号，然后移动各钻机到已经复核的位置上,校正孔位调整钻机，将各钻机就位、安装。钻机安装应做到正、平、稳、固的要求，各钻机安装后进行调试，钻孔水平方向误差不宜大于50mm，垂直偏差不宜大于20mm，机械开始施工。

本工程采用压水钻进法，可把成孔过程中的钻进、出渣、清孔等工序一次完成，可防止塌孔、不留残土，能适用于各种软硬土层。成孔质量是保证锚杆质量的关键，要求孔壁垂直，不得塌陷和松动，成孔避免用膨润土循环泥浆护壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低锚固力。

要求各机台施工人员必须认真填写钻孔钻进过程的原发始记录表，详细记录各孔的进尺情况，地层变化及施工时的其他特殊情况。终孔时应经相关单位及人员验收，做到符合要求后方可进行下一道工序施工。

钢筋锚杆制作工艺流程：下料机械连接验收安装。

钢筋级别、直径、根数、机械连接符合设计要求和施工规范及相关标准规定。

制锚。为了将锚杆安置在钻孔中心，并防止入孔时搅动孔壁，按设计要求或根据入岩孔深要求的长度下料。要求每间隔2m，每根锚设一对中架（对中架用3根Φ6.5钢筋弯制而成，并点焊于锚杆外侧），并捆箍注浆管。注浆管距锚杆下头约500mm；粗钢筋锚杆若过长，为了安装方便可分段制作，并采用直螺纹套筒进行机械连接。

锚杆的安放。杆体放入钻孔前，应检查杆体的质量，确保组装后杆体满足设计要求。安装杆体时，应防止杆体扭压、弯曲。在钻孔钻至设计要求深度经验收符合要求后，进行下锚，锚杆体插入孔内深度为距孔底不超过0.10m。锚杆安放后不得随意提拔。

（5）锚杆的注浆质量监控措施

注浆是土层锚杆施工的一个关键工序，必须认真进行，并做好记录。注浆材料为水泥净浆，水灰比为0.5，其流动性要适合泵送，水泥净浆的抗压强度应大于25Mpa，塑性流动时间在22s以下，可用时间为30~60s。

注浆采用两次注浆法。两次注浆法是锚杆内同时装入不敷出两根注浆管。注浆管可以用3/4镀锌管铁管制成，两根注浆管分别用于一次注浆和二次注浆，一次注浆管的管底出口用黑胶布封住，以防沉入时管口进土。开始注浆时管底距孔底50cm左右随一次浆注入，一次注浆管可逐步拔出，等一次浆量注完即予以收回。二次注浆用的注浆管，管底出口封堵严密，从管端起向上沿锚固段全长每隔1~2m作一段花管，花管孔眼Φ6~Φ8花管段用黑胶布封口。一次注浆用水泥浆，注浆压力0.3~0.5Mpa，等一次注浆初凝之后，终凝之前或在第一次灌浆强度达到5Mpa时进行（第一次注浆后6~8小时）即可进行二次注浆，二次注浆体，沿锚固体与土体的界面，向土体挤压劈裂扩散，使锚固体直径扩大，经向压力增大，周围一定范围内土体密度及抗剪强度均有不同程度增加，因此，二次注浆可显著提高土层锚杆的锚固力。

3、抗浮锚杆验收试验

根据锚杆所处位置的施工特征，验收试验锚杆从已施工的195根工程锚杆中抽选5%（10根），经抗拔试验，验收试验锚杆累计沉降量如表1所示，验收试验锚杆累计沉降量最大值为7.91mm，检测结果符合要求。

表1验收试验锚杆累计沉降量表

4、沉降观测

工程建筑施工时设置21个沉降观测点并分别进行22、23、19次沉降观测，最大沉降差累计为17mm，最小累计为11mm，沉降基本均匀，能满足设计要求。

5、体会

在残积土上施工抗浮锚杆，因残积土为特殊性土，具有浸水易崩解、软化和强度降低等不良特性，基坑开挖后应及时施工保护层，以防止水浸泡产生不良特征和影响施工；若地下水位较高，应采取降、排水措施，上部有建筑物的地下室部分，在施工过程中也应考虑地下水的浮托作用，基坑降水应持续到上部结构重量能大于地下浮力才可停止。

综上所述，筏基由于是天然地基，具有土方开挖施工过程直观，施工简便，施工工期较短，采用抗浮锚杆与采用人工挖孔桩施工进行经济比较，本工程可以节约投资200多万元，具有较好经济效益和社会效益，值得推广。

参考文献：

1．陈秋南,王祥秋. 抗浮锚杆和钢筋混凝土联合加固地下室地板[J]建筑技术开发, 2001,(08)

2．沈传贵. 抗浮锚杆施工在建筑工程中应用[J]四川建筑, 2007,(06)

3．袁祖营. 浅谈注浆技术在建筑工程中的应用[J]科技创新导报, 2008,(08)

4．曾艳芳.抗浮锚杆在工程地下室中的应用.广东建材2005年第3期：57-58

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。