巖土抗浮錨桿在下沉式廣場工程中的設計與應用

賈 淑 瑛

(山西八建集團有限公司，山西 太原 030027)

巖土抗浮錨桿在下沉式廣場工程中的設計與應用

賈 淑 瑛

(山西八建集團有限公司，山西 太原 030027)

結合工程實際情況，簡要介紹了抗浮錨桿的設計要點，并詳述了其施工工藝與施工過程中須注意的問題，同時將抗浮錨桿與傳統的壓重法抗浮措施進行了對比分析，為抗浮錨桿的廣泛應用提供了參考依據。

下沉式廣場，抗浮措施，設計，施工工藝

隨著城市化進程的加快，地下空間的應用越來越廣泛,近年來出現了大量的下沉式廣場，在地下水位較高的地方，設計下沉式廣場時需采取抗浮措施，目前的抗浮措施主要有壓重法、降排水法、抗浮錨桿等方法。其中抗浮錨桿以其用料省、造價低廉、施工方便、抗浮效果好等優點而被作為一種抗浮措施，近年來越來越多的應用于工程實踐。

1 工程概況

山西煤炭職業技術學院學生餐廳建筑面積13 656.9 m2，地上3層、地下1層，地下1層設置有超市，餐廳東側設置下沉式廣場，面積450 m2，作為地下部分與地上部分連接的通道，在下沉式廣場基礎底板下共設計36根抗浮錨桿，單根錨桿設計抗拔力特征值為400 kN/根，抗浮錨桿嵌入巖土層9 m；錨桿孔徑180 mm，錨桿桿體為φ25 的HRB400級鋼筋，每孔設置3根，水泥為P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，漿體為水灰比0.45～0.5的水泥漿體，采用二次劈裂注漿工藝，注漿量不少于110 kg/m，壓力不小于2.5 MPa。

2 抗浮錨桿的設計

2.1 工藝原理

抗浮錨桿是利用錨桿與穩定巖土層形成的錨固力與建筑物的基礎和上部結構形成一體共同抵抗地下水浮力的一種抗浮措施。

2.2 錨桿基本試樣

錨桿正式施工前，首先進行錨桿基本試驗,錨桿拉拔試驗最大加荷至400 kN,錨桿基本試驗的地質條件、錨桿材料和施工工藝等應與工程錨桿一致。基本試驗主要目的是確定錨固體與巖土層間粘結強度特征值、錨桿設計參數和施工工藝。錨桿基本試驗應采用循環加、卸荷法。

2.3 抗浮錨桿設計內容

1)錨桿桿體承載力；2)錨桿截面面積的確定；3)錨桿鋼筋截面面積的確定；4)錨桿錨固體與土層的錨固長度的確定；5)抗浮穩定性驗算。

2.4 抗浮錨桿設計的基本步驟

1)單根錨桿抗拔承載力的確定：

Rt=Rk/K

(1)

其中，Rt為單根錨桿抗拔承載力特征值；Rk為單根錨桿抗拔極限承載力標準值，應根據抗拔試驗確定；K為安全系數，可取2.0。

2)錨桿截面的計算：

A≥KtNt/fyk

(2)

其中，fyk為錨桿材料的強度標準值；Nt為土層錨桿的設計軸向拉力；Kt為錨桿桿體的抗拉安全系數，可取1.6。

3)錨桿鋼筋截面面積的計算：

As≥KtRt/fyk

(3)

其中，fyk為鋼筋抗拉強度標準值。

4)錨桿錨固段的長度計算：

La=KNt/πd2qsβ

(4)

其中，Nt為土層錨桿的設計軸向拉力；qs為土層與錨固體間粘結強度；d2為錨固體直徑；β為折減系數，建議取0.70。

5)抗浮穩定性驗算：

r0FW≤NRt+0.9G

(5)

其中，r0為結構重要性系數；FW為浮力作用設計值，浮力分項系數取1.05；N為抗浮錨桿總數；Rt為單根錨桿抗拔承載力特征值；G為地下建筑物結構自重，自重分項系數取0.9。

3 抗浮錨桿施工工藝

1)測量放孔，確定錨點。根據圖紙進行錨桿測量定位，并作好測量放線記錄。2)制作錨桿。a.錨桿材料采用3根HRB400級Φ25的鋼筋，下料長度=錨桿設計長度+錨固端長度。錨桿采用直螺紋套筒連接。b.將截好的鋼筋平順地放在作業面上，量出錨固段和自由端，分別作出標記。在錨桿上每隔2 m固定一個“○”支架，同時在錨桿外側用HRB300級6.5鋼筋焊接水泥漿體保護層，保證不小于30 mm。c.自由端每根鋼筋都應做防粘結處理，用塑料管穿套，內涂黃油，且保證不能污染錨固端鋼筋，在兩個端口和接口處用膠帶進行密封，確保漿液不會漏入。3)安裝漿管。在錨桿上“○”內安置注漿管，數量為兩根(一、二次注漿管分別各一根)6分鐵制注漿管，一次注漿管與錨桿底端為開放式，另一端與注漿泵相連；二次注漿管在錨頭頂端臨時封閉，在錨頭方向向上9 m范圍內鉆5 mm @500 mm排漿孔，并且用膠帶封閉，保證常壓注漿時，漿液不會漏入。4)鉆機成孔。為確保鉆孔效率和成孔質量，采用地質鉆機成孔。鉆孔直徑180 mm，鉆孔時，按錨桿設計長度+錨固端長度+空孔長度之和進行鉆孔，當鉆孔鉆入砂層時，往往發生塌孔。這時，不管鉆進深度如何，都要立即停止鉆進，拔出鉆具，進行固壁注漿，注漿壓力采用0.4 MPa，漿液為紅粘土或水泥砂漿和水玻璃的混合液，24 h后重新鉆孔，確保成孔質量。5)安裝錨桿。檢查錨桿和一、二次注漿管是否制作完好，確保無誤后送入孔內，保證錨桿底端位置正確，錨固長度正確，然后用1根HRB335級12鋼筋與錨桿焊接，另一端固定于地面上，且保證長度正確，即安裝錨桿完成。6)高壓注漿。a.在安裝錨桿鋼筋的孔內注入純水泥漿，并在注漿料中加入微膨脹劑，漿體水泥為普通硅酸鹽42.5水泥，水灰比0.45～0.5，壓力保持在0.3 MPa～0.6 MPa，確保錨桿與孔壁之間注滿水泥漿，注漿應由里向外注，需將注漿管插入孔內距孔底約0.2 m～0.5 m處，采用排氣注漿法施工，孔內泥砂由錨桿孔排出，直至孔內排出凈水泥漿時即一次注漿完成。b.在一次注漿完成4 h～8 h后，立即進行封孔劈裂注漿。注漿量不少于110 kg/m，壓力不小于2.5 MPa。施工人員要把握好二次注漿的時間，保證二次劈裂注漿成功，且認真詳細地對注漿量進行記錄，保證注漿質量。7)抗浮錨桿防水處理施工。待下沉式廣場土方開挖、墊層施工結束后，進行抗浮錨桿的防水處理。a.土方開挖時基底剩余300 mm土方由人工清底，人工清底鑿除錨桿樁頭時基底以上保留35 cm錨桿樁體，基礎防水層施工時先對墊層上部錨桿桿體根部做卷材附加層，然后再做卷材防水層，卷材防水層在錨桿桿體根部上翻250 mm。b.首先在錨桿注漿時就在注漿料中加入微膨脹劑，而后在錨桿鋼筋位于基礎筏板中部設置200 mm×200 mm×6 mm的止水鋼板，防止形成地下水的通道。

4 適用范圍及效益分析

1)經濟效益分析：本工程原圖設計下沉式廣場基礎底標高比地下室基礎底標高深3.5 m，此部分高度用作回填土方以加重下沉式廣場地下結構自重來平衡水浮力，因此在進行主體施工時需先開挖下沉式廣場，待下沉式廣場施工完成后方可進行餐廳主體結構的施工，這樣既增加了施工難度也加長了施工周期，工程造價也會隨之增長，后經變更采用抗浮錨桿抗浮措施與原設計壓重法相比可節約成本約45萬元。2)社會效益：a.采用抗浮錨桿抗浮措施避免了下沉廣場施工對學生餐廳主體施工工期的影響，縮短了主體施工工期；抗浮錨桿施工簡單，效率高，平均每根錨桿施工時間約4 h，1臺樁機施工，36根錨桿全部施工完僅需12 d，大大縮短了工期。b.采用抗浮錨桿抗浮措施，體現了綠化建筑的概念，符合“節水、節能、節地、節材”的四節一環保及綠色施工要求，相比其他方案，具有很大的成本和環保優勢。c.抗浮錨桿比其他類型的抗浮措施，抗浮效果好，施工簡單，施工效率高，加快施工進度，造價低廉，具有很高的推廣價值和應用前景。

5 結語

本文筆者根據工程經驗得出巖土抗浮錨桿施工簡單方便，效率高，工期短，對環境無污染，另外巖土抗浮錨桿抗拔力高，抗浮效果好，更為重要的是巖土抗浮錨桿造價低廉，較其他抗浮措施更為經濟。因此在下沉式廣場結構施工中應用抗浮錨桿進行抗浮不但是可行的，而且是可靠的，應該給予大力的推廣與應用。

[1] GB 50330—2002,建筑邊坡工程技術規范[S].

[2] CECS 22：2005,巖土錨桿(索)技術規程[S].

[3] 翟 健,時佰雷,惠丹菊，等.從抗浮錨桿看抗浮設計方案[J].中國高新技術產品，2011(22)：11-12.

Design and application of geotechnical anti-floating anchor in sinking-style square engineering

Jia Shuying

(Shanxi8thConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030027,China)

Combining with actual engineering conditions, the paper briefly introduces design points of anti-floating anchor, describes its construction technologies and construction matters, and comparatively analyzes it with traditional loading anti-floating measures, which has provided some guidance for wide application of anti-floating anchor.

sinking-style square, anti-floating measures, design, construction technology

2015-01-20

賈淑瑛(1978- )，女，工程師

1009-6825(2015)10-0078-02

TU432

A