大魔方7#、8#樓基礎抗浮錨桿的施工與檢驗

吳偉德

(中國五冶集團有限公司第四工程分公司，四川成都610000)

1 工程概況

擬建成都大魔方項目商業、住宅及辦公樓工程位于成都市南延線錦悅東街，成都市天府大道與民豐大道東段交匯處，場地地形較平坦，交通便利。擬建物為7#、8#住宅樓，高122.9m，7#樓37層，8#樓38層，為剪力墻結構，基礎埋置深度為13.85m，單位荷載600kPa。設計±0.00=492.10m，地下室的板底標高為-13.850m，本次進行抗浮水位為486.50m。

本工程主樓筏板范圍以內不進行抗浮處理，只對主樓筏板范圍以外進行抗浮處理。根據設計要求：

A區域單根抗浮錨桿抗拔承載力設計值為Rt=300kN；

B區域單根抗浮錨桿抗拔承載力設計值為Rt=200kN；

C區域單根抗浮錨桿抗拔承載力設計值為Rt=250kN。

2 錨桿施工工藝

2.1 施工平面布置

本工程地下結構采用大開挖方案，開挖標高從±0～-13.850m，錨桿設在底板-13.850m以下。根據基礎特點，可采取“先墊后錨”和“先錨后墊”的方法，因該基礎為砂礫石層施工方便，即錨桿施工在混凝土墊層前進行。

2.2 裁錨工序

裁錨工序主要有預制錨桿、鉆孔、清孔、栽錨桿、回填豆石、灌漿6道工序。

2.2.1 預制錨桿

首先在錨桿鋼材進場后，須經物理試驗，評定鋼材等級后，才能準予加工。如進場鋼材長度不夠而必須采取對接焊時，尚應作對焊接頭抗拉、抗彎試驗。其次，進行錨桿鋼材除銹。錨桿鋼材斷料及綁扎，應按設計要求進行。綁扎時應注意以下幾點：

(1)為保持錨桿主筋間距均勻排列，使鋼材形心在錨桿中心；為防止栽錨桿時，螺旋形箍筋下滑，宜在錨桿兩端及中間，分成4～5段，用電焊固定。對螺旋形箍筋綁扎固定時，應注意開始第一圈和最后一圈，應扎成封閉環形，使錨桿整體性得到加強。

(2)為使錨桿主筋凈保護層達到設計要求，繞制螺旋箍筋的胎筒加工務必正確，本工程木制胎筒外徑75mm。

(3)為確保錨桿頂標高(-13.850m)，宜在錨桿上端加焊2根φ16吊鉤，在其下穿2根φ20橫筋(L=600mm)，作為栽錨桿時臨時擱置點，在橫筋下用對拔榫調整錨桿頂標高，使其達到設計要求。

(4)錨桿鋼材如對接焊時，其接頭鏘位應符合設計規范要求，并應設置在錨桿下部為宜。

2.2.2 鉆孔

根據本工程地質情況表明，施工面以下為中密卵石，再下面為經強風化泥巖，風化強烈。錨桿鉆孔在表層卵石層及泥巖中進行。鉆孔選用HM-90液壓錨桿鉆機，鉆頭選用直徑146mm魚尾鉆及三翼鉆，鉆孔原設計深度見表1。考慮鉆孔時下部易淤積，施工時加深300mm。

根據設計要求，對A、B、C取設置抗浮錨桿，要求抗浮錨桿提供的抗拔力設計值為300kN、200kN、250kN。按照《CECS22:2005 巖土錨桿(索)技術規程》計算后按表1設置。

經連續鉆孔后，開孔直徑擴大為150mm以上。該成孔采用跟管鉆進，并且利用空壓機產生的高壓空氣進行排渣。達到設計深度后，不得立即停鉆，穩鉆1～2min，防止底端頭達不到設計的錨固直徑以及后來的灌漿充分。當達到設計深度而其底為砂層時應穿過砂層進入卵石層。

2.2.3 清孔

鉆孔達到設計標高后，利用高壓空氣清除孔內余渣，直到孔口返出之風，收桿無塵屑為止，避免孔內沉渣存在，同時現場工程師及質檢員進行孔深檢測，錨孔偏斜度(不宜大于5 %)，符合要求后進行下道工序施工經實測深度驗收合格為止。

表1 抗浮錨桿設計表

2.2.4 栽錨稈

置入錨桿樁(制作)：鋼筋制安見錨桿斷面示意圖，灌漿管底部0.2m起鉆鑿φ6泄漿孔8個，間隔500mm，管端口與孔底保持300mm。隨時復核鋼筋上余長度，控制好設計標高。

2.2.5 回填豆石

安放好錨桿后，再往孔內回填豆石，回填豆石需填滿，以便提高錨桿錨固力。

2.2.6 灌漿

錨桿灌漿用的砂漿所需制漿設備：100/3.5制漿機；

制漿材料：普通硅酸鹽水泥P.0 32.5R；現場施工用水；

攪拌時間：t≮3min；

壓力灌漿準備：灌漿前，檢查制漿設備、灌漿泵是否正常；檢查送漿管路是否暢通無阻，確保注漿過程順利，避免因中斷情況影響壓漿質量；

灌漿設備：3SNS泵；

壓漿管路檢查：灌注前先壓入壓縮空氣，檢查管道通暢情況；

灌注方法：采用孔底反向注漿的方式，漿液從注漿管向內灌入，氣直接排出；

灌漿壓力：0.5～1.0MPa；

注漿結束標準：排出的漿液濃度與灌入的漿液濃度相同，且不含氣泡時為止。

灌漿是錨桿灌漿成敗關鍵所在，施工時必須由有經驗的技工親自掌握，才能保證錨桿的質量。錨桿桿體彎曲加工與底板鋼筋連接，防水處理是重點要監控。

3 錨桿施工質量標準及技術要求

(1)錨桿孔位偏差100mm；(2)錨桿孔量大垂直傾斜度不大于0.5°；(3)錨桿孔清孔須無塵屑為止，淘砂高程允許偏差±100mm；(4)錨桿頂標高(-13.850m)允許偏差±20mm；(5)鉆孔完成后6h內灌漿；(6)錨桿抗拉試驗變形值，50t為2mm，90t為3mm。

根據設計要求：

A區域單根抗浮錨桿抗拔承載力設計值為Rt=300kN；

B區域單根抗浮錨桿抗拔承載力設計值為Rt=200kN；

C區域單根抗浮錨桿抗拔承載力設計值為Rt=250kN。

錨桿間距為2.25m×2.25m，其中局部為2.25m×2.10m，有一行分別為2.25m×2.35m和2.25m×2.00m。

錨桿材料防腐及灌漿：

錨桿材料采用HRB400(Ⅲ級)鋼筋，鋼筋由水泥漿封閉防腐。桿體上端鋼筋伸入基礎混凝土內長度不小于35 d(d為鋼筋直徑),底板混凝土厚度不足35 d,則鋼筋末段采用彎鉤形式(鋼筋上端距離基礎底板頂面不小于5cm)。

灌漿材料采用純水泥漿,本工程采用P.O32.5R水泥,水灰比0.5∶1, 灌漿壓力0.5～1.0MPa,孔口溢漿后應反復補漿，直至孔口漿體飽滿無空洞，錨桿灌漿體強度達到30MPa。

4 錨桿試驗

為了獲得有關錨桿設計施工質量實測資料，為今后設計與施工時參考，根據“標準”結合本工程具體情況作抗拉試驗。

圖1 抗拉試驗示意

由于錨桿栽入卵石或泥巖地層，錨桿變形能否達到設計要求，為此作了抗拉試驗。最大試驗荷載為設計承載力的1.2倍(即90t)，根據荷載和變形關系，確認錨桿在兩種巖層中設計的安全性。錨桿抗拉試驗從已打設好的44根桿中選出了41號和4號錨桿兩根作為檢驗錨稈。其中41號錨桿埋設在卵石層中，4號錨桿埋設在泥巖層中。試驗方法是采用千斤頂對錨桿施加拉力。錨桿用錨盤和鋼梁連接在一起，鋼梁的兩端各設一個200t立式千斤頂，千斤頂的力通過鋼梁傳遞給錨桿。錨桿受力后，產生相應的變形。錨桿周圍地基因與錨桿結合在—起，也產生相應的變形。錨桿和周圍的地基的變形，用百分表量測。千斤頂的荷載，由裝在千斤頂上的壓力表量測。錨桿試驗的裝置及量測儀表的布置詳見圖1。

錨桿抗拉試驗結果詳見表2。

表2 錨桿抗拉試驗結果

根據試驗表明，錨桿在既定的拉力下，變形量均小于設計要求。故可認為，錨桿錨在卵石層中，其承載力和變形量不低于泥巖層中錨桿。

5 錨桿技術經濟指標

錨桿技術經濟指標(以C型錨桿為例)見表3。

表3 技術經濟指標

注：上述費用僅指工程直接費

6 問題與體會

(1)由于本工程在卵石地層上進行錨桿施工，為防止鉆孔坍塌，根據灌漿所用水泥量，扣除灌漿孔冒出泥漿外，實際灌漿體積與原設計鉆孔體積相比，約大于120 %，分析其原因是：

①錨桿實際鉆孔深度控制不嚴，一般均發生超深為多。由于怕孔坍塌，施工時寧深不淺。

②錨桿鉆孔成型時，原設計錨桿直徑150mm，而使用魚尾鉆直徑146mm，鉆孔成型時有晃動現象，形成鉆孔成圓臺形，上口小下口大，加大了錨桿砂漿體積，造成一定浪費。

③錨桿孔位附近有裂隙水滲流，致使砂礫流失而發生局部坍塌。

防治方法：當采用管井排水時，如有必要應計算至錨桿底標高以下1m處為好，本工程原管井排水設計時，降水標高-5.6m，是考慮錨桿深度所致；當錨桿鉆孔時，應選用膨潤土護壁措施，這樣不易塌孔。但對鉆孔清洗一定要徹底，否則影響錨桿抗拔力。

(2)在錨桿設計上，錨桿孔直徑應不小于15cm為宜，太小對清孔與灌漿帶來困難，從而影響錨桿施工質量。鋼筋保護層宜在40mm左右，以防止安裝偏位，影響錨桿鋼筋防銹。

(3)在一般情況下錨桿施工都是先錨后墊,但從標化現場管理選擇“先墊后錨”則更易于現場管理和方便施工。在施工平面布置上，灌漿泵不宜離開錨桿過遠，否則易造成灌漿壓力不足，影響錨桿灌漿的質量。