擴大頭囊式錨桿的研究與工程實踐

沈 剛

安徽阜陽建工集團有限公司，安徽阜陽 236008

當前國內對建筑物基礎抗浮大多采用：（1）抗浮鋼筋混凝土灌注樁；（2）抗浮錨桿（拉力型）。其中，抗浮樁屬于常規做法，工藝成熟，有經驗可循，但由于材料采用鋼筋籠+混凝土，投資較大，且混凝土抗拉性能差。而抗浮錨桿（拉力型）通常提供的抗拔力較小，對于抗浮設計承載力較高的工程，傳統的錨桿已不能有效地滿足工程建設需要，且固定端的灌漿體易出現張拉裂縫，防腐性能差。采用擴大頭囊式錨桿可以解決傳統錨桿中存在的問題。

1 概述

擴大頭囊式錨桿的主要荷載來自于擴體錨固的端承效應，其技術的先進性主要體現在獨特的封閑囊體中，采用高壓注漿工藝將水泥漿注入囊體，囊體逐漸向預設的形狀膨脹，囊體周圍土體和漿液逐漸被壓密，土體擠密區范圍不斷擴大，可以達到囊體膨脹后直徑的2倍范圍。經過擠密后，擠擴體在端承效應下，大大提高單錨的極限荷載。

安徽阜陽建工集團有限公司組織技術人員對國內外已有的擴大頭囊式錨桿的理論和實踐成果進行深入地研究和探討，依托潁州文化活動中心工程，在多次現場試驗的基礎上，總結了擴大頭囊式錨桿施工方法，并在本工程上得到實踐應用。

2 工程概況

潁州文化活動中心工程地下室抗浮樁原設計采用400鉆孔灌注樁，配筋1018，樁長11m，抗拔力特征值450kN，共計967根，后同設計單位反復論證，改為擴大頭囊式錨桿，鉆孔180，擴大頭600，囊袋500，高1.5m，錨桿鋼筋采用直徑36 PSB 930高強鋼筋，抗拔力特征值為450kN，共計967根。

3 操作要點

3.1 擴大頭囊式錨桿施工工藝流程圖（見圖1）

圖1 擴大頭囊式錨桿施工工藝流程圖

3.2 擴大頭囊式錨桿施工要點

3.2.1 鉆孔及成孔

（1）正式施工前應進行試驗，檢驗擴大頭直徑和錨桿抗拔力。

（2）做好場地整平。

（3）應根據設計要求和地層條件，定出孔位，作出標記；選定機械設備，明確施工工藝及技術要求，擬定錨桿失效補救措施。

（4）在不會出現塌孔和涌砂流土的穩定地層中，對于豎直向錨桿可采用鉆桿鉆孔；對于存在不穩定地層、受擾動易出現涌砂流土的粉土、易塌孔的砂層、易縮頸的淤泥等軟土地層、水平向或水平向傾斜錨桿應采用套管護壁鉆孔。

3.2.2 高壓噴射注漿擴孔施工

（1）根據試驗數據，制定高壓噴射擴孔施工工藝參數。

（2）旋噴流程：定位→水泥漿制備→旋噴樁機鉆進至設計深度→旋噴提升施工→移機至下一孔位→回灌。

3.2.3 工藝參數

（1）錨桿水平、垂直方向的孔距誤差不應大于100mm；（2）旋噴提升速度15～30cm/min，旋轉速度10～20r/min。（3）水泥漿為水灰比1.0純水泥漿，旋噴壓力25～30Mpa，漿量75L/min。

（4）中斷噴射后，恢復注漿時搭接長度大于等于0.5m。

3.2.4 錨桿施工

（1）成孔直徑150mm，孔位偏差不大于100mm，長度允許誤差+100/-30mm。

（2）旋噴擴體后應立即取出噴管并將錨桿桿體放入錨孔到設計深度，采用套管護壁鉆孔設計時，應在桿體放入鉆孔到設計深度后再將套管拔出，并及時注漿。

（3）沿桿體軸線方向每隔1.0～2.0m應設置一個桿體定位器，注漿管與螺紋鋼筋綁扎在一起放入鉆孔，注漿管應能承受5.0Mpa的壓力，能使漿液順利壓灌至鉆孔底部擴體錨固段，注漿管到孔底的距離不應大于300mm。

（4）錨桿桿體采用外涂防腐底料的高強鋼筋制作。

（5）擴大頭囊式錨桿錨固段注漿采用高壓注漿工藝，水泥凈漿灌注，水泥漿液應攪拌均勻，并過篩，隨拌隨用，注漿水灰比0.45，注漿體設計強度不小于20Mpa，漿體強度檢驗采用的試塊數量，若單日施工錨桿數量不足30根，則每累計30根錨桿不少于1組；若單日施工的錨桿數量超過30根，則每天不少于一組；每組試塊的數量不少于6個。水泥漿體強度檢測參照《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》（JGJ/T 70—2009）。

注漿后待擴體錨固段成型且孔口出現溢漿或排氣管排出的漿液與注入漿液顏色和濃度一致時方可停止注漿。

3.2.5 張拉和鎖定

（1）擴大頭囊式錨桿采用預應力錨桿時，其張拉和鎖定應符合下列規定：桿體承載構件的承壓面應平整，并與錨桿軸線方向垂直。

（2）錨桿張拉前應對張拉設備進行標定，錨桿張拉應在同批次錨桿驗收試驗合格后，且承載構件的混凝土抗壓強度值應不低于設計要求，結構底板施工完成并完全達到設計強度后進行鎖定，采用扭力扳手完成。

（3）錨桿正式張拉前，應取10%～20%抗拔力特征值對錨桿張拉1～2次，每次均應松開錨具工具夾調平螺紋鋼筋后重新安裝夾片，使桿體完全平直，各部位接觸緊密。

（4）錨桿張拉至1.10～1.20時，對砂性土層應持荷10min，對粘性土層應持荷15min，然后卸荷至設計要求的張拉鎖定值進行鎖定。

4 效益分析

原設計抗浮樁，配筋為450t三級鋼，修改后，用直徑36 PSB 930級鋼筋105t，綜合分析工程造價降低30%，經濟效益顯著。

5 主要研究成果

擴大頭囊式錨桿施工工法”已獲得安徽省省級工法。