大直徑抗浮錨桿體施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用

何云志 陳世偉 劉文韜

中建二局第二建筑工程有限公司 廣東 深圳 518052

1 工程概況

背景工程位于深圳市僑香路與僑城東路交匯處東南角，僑香路肩負(fù)連接深圳新東西商務(wù)紐帶重任，僑城東路連接福田與南山兩大商務(wù)區(qū)，南北連通深南大道、濱河大道、北環(huán)大道3條主干道；北側(cè)按紅線退5.3 m為地下室范圍，其余三側(cè)按紅線退3 m為地下室范圍，占地面積8 073 m2，總建筑面積約89 000 m2，場(chǎng)地十分狹窄。工程建筑地下4層，地上29層，建筑高度151.9 m，±0 m相當(dāng)于絕對(duì)高程18.1 m，底板面標(biāo)高－18.3 m，基坑開(kāi)挖深度18.20～21.20 m；同時(shí)根據(jù)地質(zhì)鉆探測(cè)得地下水穩(wěn)定水位埋深為2.40～4.20 m，水位標(biāo)高介于－14.16～－12.38 m，經(jīng)過(guò)與業(yè)主及設(shè)計(jì)單位溝通，決定采用大直徑錨桿體施工。

2 工藝原理

本大直徑錨桿體施工技術(shù)主要利用單根φ40 mm大直徑PSB1080精軋鋼筋作為桿體，最小錨固長(zhǎng)度不小于6 m，并在水泥漿中添加10%的UEA材料，錨桿間距基本為1.7 m×1.7 m，相對(duì)原設(shè)計(jì)該錨桿桿體采用3根φ36 mm的HRB400鋼筋，注漿體采用M30水泥砂漿，可以有效減少錨桿直徑及桿體鋼筋使用量，降低了施工難度并加快了施工效率。水泥砂漿改為水泥凈漿，提高了注漿效率，減少了因堵管造成的施工不便；因水泥漿在強(qiáng)度形成過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定收縮，進(jìn)而導(dǎo)致水泥漿體與基巖、桿體之間的黏結(jié)力降低，也增加了桿體銹蝕的可能性。本工程考慮到此方面，經(jīng)與設(shè)計(jì)多次溝通，考慮增加膨脹劑，且膨脹劑處于長(zhǎng)期潮濕環(huán)境中，有利于其膨脹性能的發(fā)揮，增強(qiáng)效果；常規(guī)工程錨桿桿體鋼筋直徑一般在25～36 mm之間，本工程大膽采用φ40 mm的單根桿體，故為大直徑錨桿桿體。

3 技術(shù)特點(diǎn)

1）該施工技術(shù)單根錨桿抗拔承載力較大、抗浮質(zhì)量好、適用地下水位高地質(zhì)、工藝簡(jiǎn)單且質(zhì)量易保證。

2）用單根大直徑PSB1080精軋鋼筋作為桿體，并在水泥漿中添10%的UEA材料，防止水泥漿后續(xù)收縮而影響錨桿與基層的黏結(jié)力。

3）采用成品定位器，有效保證了鋼筋保護(hù)層厚度，且提高了桿體與水泥漿的協(xié)同受力，桿體質(zhì)量更可靠。

4）解決了錨桿密集且施工質(zhì)量得不到保障、按照常規(guī)方式使用的地質(zhì)鉆機(jī)造成的租賃成本較高、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地限制搬運(yùn)困難及勞效低等問(wèn)題。

5）采用液壓鉆機(jī)（履帶式潛孔錘鉆機(jī)），大大提高了施工效率，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

場(chǎng)地平整→定位放線→鉆機(jī)就位→全套管鉆進(jìn)→入巖面確認(rèn)→潛孔錘鉆巖→入巖深度確認(rèn)→錨桿制作→清孔→終孔驗(yàn)收→下錨→一次注漿→二次注漿→ 到齡期后錨桿拉拔檢測(cè)[1-2]

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 場(chǎng)地平整及定位放線

先對(duì)場(chǎng)地的障礙物進(jìn)行清理，然后平整場(chǎng)地，按設(shè)計(jì)圖紙用全站儀測(cè)放出各錨桿的孔位，用鋼筋作標(biāo)記并編號(hào)，然后利用水準(zhǔn)儀測(cè)量出錨桿定位后的標(biāo)高，錨桿孔位允許偏差≤50 mm。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，現(xiàn)有基坑支護(hù)施工單位在基坑?xùn)|側(cè)施工的混凝土墊層面標(biāo)高大致為絕對(duì)高程－0.9 m（即為裙房底板墊層底面標(biāo)高），則基坑支護(hù)單位在裙房無(wú)承臺(tái)區(qū)域按此標(biāo)高施工完成即可。

4.2.2 鉆機(jī)成孔

在確定錨桿孔位后，用吊線法調(diào)整好鉆桿的垂直度，垂直度要求≤1%。采用液壓錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)套管（邊加套管邊鉆進(jìn)），達(dá)到巖層面后，鉆進(jìn)困難停鉆，換鉆頭鉆進(jìn)，用水泵將水沿鉆桿中心灌入孔內(nèi)，將泥沙等清理出孔外，鉆頭鉆至巖面后，打開(kāi)空壓機(jī)用潛孔錘鉆進(jìn)巖層，通過(guò)噴出的砂礫判定是否進(jìn)入巖面。

在成孔過(guò)程中施工人員應(yīng)隨時(shí)注意孔內(nèi)返漿的變化，調(diào)整施工工藝，確保成孔順利。成孔深度一般要求比設(shè)計(jì)深度深20～30 cm。

4.2.3 入巖及入巖深度確認(rèn)

與監(jiān)理、業(yè)主確定完巖面標(biāo)高及成孔深度后開(kāi)始制作錨桿體。

4.2.4 桿體制作

本工程錨桿桿體按設(shè)計(jì)要求制作。錨桿體的下料長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)將設(shè)計(jì)長(zhǎng)度和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工長(zhǎng)度相結(jié)合的方式進(jìn)行制作，切好鋼筋后按設(shè)計(jì)圖紙加工鋼筋的尺寸及形狀，然后每隔1 500 mm設(shè)置1個(gè)成品定位器。錨桿鋼筋宜采用通長(zhǎng)鋼筋制作，若需接長(zhǎng)鋼筋則采用配套連接器接長(zhǎng)。制作好的錨桿需配2根φ25 mm的PVC管，管端距離錨桿底約200 mm，1根為一次注漿管，無(wú)需制作；1根為二次注漿管，管底端應(yīng)進(jìn)行包扎，距下端每500 mm設(shè)置一對(duì)φ6～φ8 mm出漿孔，并用電膠布包扎3層，共約15組。

4.2.5 清孔、終孔

終孔后鉆機(jī)不再往下鉆進(jìn)，鉆桿固定在終孔位置，再利用高壓風(fēng)力吹洗孔洞清孔，清除孔內(nèi)殘留粉渣和泥水，直至孔內(nèi)噴出的水較清澈，則孔內(nèi)基本清理干凈；注意清孔時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以防坍孔影響灌漿質(zhì)量。經(jīng)施工方、監(jiān)理、業(yè)主方檢測(cè)確認(rèn)符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行下道工序施工。

4.2.6 桿體安裝

1）吊裝時(shí)采用履帶鉆機(jī)、人工配合吊裝，桿體分段制作、整體吊裝、采用連接器連接，并符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

2）將1根灌漿管綁扎在錨桿上，綁扎松緊適度，以灌漿后較易拔出為宜；灌漿管下端比錨桿體下端短150 mm，下端管口用膠布暫時(shí)封閉，防止下錨時(shí)孔內(nèi)土體堵塞灌漿管口。

3）錨桿下到孔底后將錨頭用水泥袋臨時(shí)支撐以確保錨桿軸線與鉆孔中心線重合。4）錨桿下錨安裝后，測(cè)量錨桿頂部標(biāo)高，做到錨桿整體處于同一標(biāo)高上。

4.2.7 注漿

1）采用強(qiáng)度等級(jí)為M30水泥漿加10%的UEA灌注，水灰比為0.5，氯離子含量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的0.1%，選用P.O 42.5R水泥，不宜采用高鋁水泥，在水泥漿體中添加10%的UEA材料可防止水泥漿后續(xù)收縮影響錨桿施工質(zhì)量。

2）注漿壓力為0.5 MPa。注漿過(guò)程中，當(dāng)見(jiàn)到漿液從孔口外溢時(shí)，即可將注漿管逐步向外拔出，但管口應(yīng)保持埋在水泥漿底直至孔口，這樣可以把孔內(nèi)的空氣及水分逐步往外排出。

3）因漿體初凝后收縮致使?jié){面回落，必須進(jìn)行二次注漿。二次注漿壓力為2.0～3.0 MPa，注漿完畢后將錨桿臨時(shí)支撐好，保證在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前錨桿位于孔中央。

4.2.8 試驗(yàn)錨桿

錨桿的抗拔力承載力特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)確定，且經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核后，方可大面積施工。抗拔試驗(yàn)和驗(yàn)收按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

1）試驗(yàn)數(shù)量：巖錨共4組，每組3根，分別在微風(fēng)化區(qū)域和中風(fēng)化區(qū)域；土錨共1組，每組3根，持力層為強(qiáng)風(fēng)化或中風(fēng)化。

2）為縮短檢測(cè)時(shí)間，抗拔試驗(yàn)錨桿采用P.O 42.5R水泥。

3）本工程抗拔錨桿全部的施工作業(yè)、施工記錄和呈報(bào)資料須滿足相關(guān)國(guó)家及地方規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4）本工程抗拔錨桿須進(jìn)行基本試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)，以保證錨桿設(shè)計(jì)的有效性及施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

5）注漿的時(shí)候，應(yīng)進(jìn)行注漿液取樣制作70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方試件，基本試驗(yàn)錨桿留1組（每組6塊）試件，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)。

5 其他要求及說(shuō)明

1）本次施工范圍為正式抗浮錨桿，經(jīng)業(yè)主明確，全強(qiáng)風(fēng)化區(qū)域抗浮錨桿長(zhǎng)度統(tǒng)一按7 m（施工作業(yè)面以下錨固段），中微風(fēng)化區(qū)域按表1施工；抗浮錨桿成孔直徑150 mm，最小錨固長(zhǎng)度不小于6 m，當(dāng)巖面位中微風(fēng)化花崗巖層時(shí)，不小于最小錨固長(zhǎng)度，錨桿共757根。

表1 中微風(fēng)化區(qū)域抗浮錨桿長(zhǎng)度要求

2）錨桿鋼筋宜采用通長(zhǎng)鋼筋，若需采用接長(zhǎng)鋼筋，應(yīng)采用配套機(jī)械式接頭連接。錨桿錨固段長(zhǎng)度在作業(yè)面以下，錨桿在開(kāi)挖面以上預(yù)留長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)圖紙的墊層厚度0.45 m＋0.14 m（錨墊以上預(yù)留長(zhǎng)度）。

3）施工時(shí)，做好降水措施，降水標(biāo)高為底板下0.5～1.0 m，降水停止時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)度確定，并經(jīng)設(shè)計(jì)人員復(fù)核確認(rèn)方可停止降水。

4）錨桿鉆孔應(yīng)符合下列要求[3-4]：錨桿鉆孔不得擾動(dòng)周圍地層；錨桿水平、垂直方向的孔距誤差不應(yīng)大于100 mm，鉆頭直徑不應(yīng)小于鉆孔設(shè)計(jì)直徑3 mm；鉆孔軸線的偏斜率不應(yīng)大于錨桿長(zhǎng)度的1%；錨桿沿孔深方向每隔1.5 m設(shè)對(duì)中承載體，并確保鋼筋保護(hù)層厚度不小于30 mm。

6 結(jié)語(yǔ)

本技術(shù)運(yùn)用于抗浮力要求高的地下室，具備單根錨桿抗拔承載力較大、施工可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，有效地保證了地下室結(jié)構(gòu)的安全，提高工作效率；同時(shí)也解決了錨桿密集且施工質(zhì)量得不到保障的、按照常規(guī)方式使用的地質(zhì)鉆機(jī)造成的租賃成本較高、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地限制搬運(yùn)困難及勞效低等問(wèn)題，取得了良好的效果。