抗浮錨桿技術在建筑工程中的應用與優化

謝文志 陳培凌

（1.柳州鋼鐵股份有限公司，廣西 柳州 545000；2.十一冶建設集團有限責任公司，廣西 柳州 545000）

柳州地區具有經典的喀斯特地貌，地下地質復雜，對地下工程的質量、安全有較大影響。抗浮錨桿在地下工程中既能抵抗地下水浮力的作用，又能良好地支撐地下工程，可保障地下室的安全性和穩定性[1]。抗浮錨桿施工簡單、布置靈活、價格低效果好，可用于各種地質情況，被廣泛運用在地下工程中[2]。

1 工程概況

1.1 工程簡介

柳鋼醫院新門診綜合大樓項目位于柳州市柳北區柳鋼醫院住院部北面，西臨雀山公園，南面臨柳鋼醫院住院部，東面為柳鋼醫院停車場，北面為雀兒山路，整個項目規劃總用地面積約為158.34×171.65 m2。本工程共布置抗浮錨桿945 根，其中一層地下室下沉庭院底板錨桿長度約為15m,共211 根，二層地下室底板錨桿長度約為11m，共735 根。錨筋采用3 根φ25 的HRB400 鋼筋。

地質情況較簡單的條件下，一般都采用履帶式錨桿工程鉆機配合沖擊器沖擊一次成孔方式施工，但是通過詳細對照勘察報告以及前期試驗樁施工，發現本工程施工區域內地下水位較高，溶洞、裂隙及軟土發育普遍，又存在較容易塌孔的強風化巖層，常規抗浮錨桿鉆孔在此等復雜地形內容易出現卡鉆桿、埋死沖擊器等情況，特別是地下水位較高，巖土交界面的軟土層錨孔坍塌嚴重，很有可能造成無法成孔或成孔后沉渣較厚，影響錨固長度，以至于抗拔力達不到設計要求。為確保本工程抗浮錨桿的施工進度及質量，本場區的抗浮錨桿施工采取套管跟進鉆孔與泥漿護壁法相結合的方式進行。本方案系針對復雜地質情況下采取套管跟進與泥漿護壁法相結合方式鉆進編寫的專項方案。

1.2 場地工程水文地質情況

本工程施工區域主要土層為碳酸鹽巖系經紅土化作用而形成的紅黏土，下伏基巖為中石炭統大埔組白云巖（C2d），各巖土層自上而下可分為：（1）雜填土；（2）層表層紅黏土；（3）1 層堅硬～硬塑狀紅黏土；（4）2 層可塑狀紅黏土；（5）層白云巖。

經勘察，部分鉆孔在填土層中遇上層滯水，其初見水位埋深為0.3～5m，標高為86.78～87.55m，不具統一水位，水量中等，為降水及生活用水滲入補給。

在鉆到基巖面后，遇巖溶裂隙水，水量中等，具有一定承壓性，主要賦存于白云巖巖面及溶洞、溶孔、溶蝕裂隙中，初見水位在巖面附近，初見水位埋深為11～18.5m，標高為72.97～78.50m，穩定水位埋深為2.3～6m，標高為85.55～86.24m。該層地下水主要接受大氣降水及鄰近地下水徑流補給，往東南方向徑流，排入柳江。

2 抗浮錨桿施工技術概述

本工程布置抗浮錨近1000 根，長度設置為15m、11m，其中一層地下室下沉庭院底板錨桿長度約為15m，二層地下室底板錨桿長度約為11m。桿錨筋采用3 根φ25HRB400（三級鋼）的鋼筋，錨桿孔直徑為200mm，錨桿施工采用套管跟進鉆孔與泥漿護壁法相結合方式。錨桿鉆孔應進入中風化白云巖或微風化白云巖不少于4.0m，遇溶洞、不完整巖時，應穿過溶洞、不完整巖后重新入巖4m，當孔深不滿足設計（錨桿長度一層約為15m，二層約為11m）就已經滿足入中、微風化巖4m 時，確保錨桿入中、微風化巖4.3m即可。采用高壓注漿泵壓力注漿，錨桿注漿采用分壓力注漿、二次壓漿兩次完成，錨桿水泥漿強度等級要求不低于30MPa，材料為水泥標號P42.5，抗浮力特征值為250KN（錨桿做法見圖1 錨桿施工大樣圖）。

圖1 錨桿施工大樣圖

3 抗浮錨桿施工技術要點

3.1 資源配置

首先，制定施工進度計劃及保證措施，科學合理地做好準備工作。

其次，根據工程規模、結構的特點和復雜情況、施工進度計劃等，做好人員合理分工與密切配合，配置相應的勞動力、施工機具及材料。

3.2 錨桿施工工藝流程及控制要點

3.2.1 施工總工藝流程

工藝流程：測量放孔→工程地質鉆機就位→套管跟進鉆孔→入巖面確認→入巖深度確認→錨桿制作→清孔提鉆→終孔驗收→放置錨桿→壓力注漿→拔出鋼套管→二次壓漿→封錨。

3.2.2 放樣定位

根據建設單位提供的坐標系統，設置軸線控制網和高程基準點，利用全站儀、水準儀實地放樣測量測出各錨桿的孔位及標高，噴漆標識并編樁號，做好軸線的控制和測量校核。承包單位對錨桿孔位軸線經自驗合格后，提請監理單位組織驗線，合格后方可使用。

3.2.3 錨孔鉆孔

測量復核確定錨桿孔位后，地質鉆機就位調試，錨孔孔距誤差控制為≤±100mm。先進行6 根基本試驗錨桿，通過試驗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。采用液壓錨桿鉆機鉆進套管（邊加套管邊鉆進），套管要求全程跟進，經連續鉆孔達到指定深度后，不得立即停鉆，穩鉆1～2min，用水沖法將泥沙等清理出孔外，由勘察單位通過噴出的碎巖判定是否進入巖面。

3.2.4 入巖及入巖深度確認

與勘察、監理、業主、主管部門確定完巖面標高及成孔深度后開始制作錨桿。

3.2.5 錨筋制作

材料按照設計圖、合同要求進料，經現場抽樣送檢試驗合格后方可使用，統一在鋼筋加工棚內制作。

錨桿下料長度：設計長度和現場實際孔深長度相結合，錨桿實際長度與設計誤差不超過±5mm。

錨筋制作時按設計要求設置對中支架，在錨筋底部設置隔離架，支撐高度為50mm，錨筋底部的混凝土保護層厚度不小于50mm，加工好的錨筋標識清楚并分類堆放整齊。

錨筋采用機械連接，符合設計及規范要求。

錨桿成孔及入巖深度、孔徑要求按設計要求施工，且優先考慮干作業方式進行成孔作業。施工允許偏差為：孔深：±50mm，孔徑：±5mm，孔距：±100mm，成孔傾角：±5%。

3.2.6 清孔

利用清水沖洗，直至孔內噴出清澈的水，避免孔內沉渣存在，在質檢員進行孔深自檢合格后，組織施工方、監理、業主、主管部門聯合驗收，符合要求后進行下道工序施工。成孔后留孔時間不宜過長，要及時進行注漿以防坍孔。

3.2.7 錨筋及注漿管安裝

推送錨筋時不得使錨筋整體轉動，當推送錨筋困難時，將錨筋抽出，仔細地進行檢查，并對安放固定器的有效性、錨筋的防護層的損壞程度、孔的清潔度進行檢查與恢復。

注漿管采用DN25 塑料軟管，管長根據現場實際錨桿孔有效深度確定，管與錨筋上的定位支架綁扎牢固，管底距設計錨桿孔底200mm，管底部采用膠布封閉，灌漿管底部0.5m 區段沿管周長三個方向設置5mm 小孔，小孔沿管長度方向間距500mm，小孔用膠布封閉，預埋時與錨筋同時放置入錨孔內。

因錨筋較重，放入孔內時利用現場設置的塔吊或者吊車進行提升和安放，推送錨筋時用力需均勻一致，防止在推送過程中損傷錨筋配件和防護層。

錨筋安裝時，錨筋頂部標高按設計標高控制，使錨桿整體基本在同一標高上。

3.2.8 錨孔注漿

注漿材料采用水泥標號為P42.5 魚峰牌普通硅酸鹽水泥，水泥漿強度等級為不小于30MPa。水泥漿按照試驗室提供的配合比在現場機械攪拌配制。二次壓漿材料采用標號為P42.5 普通硅酸鹽水泥制成的純水泥漿，水灰比控制在0.45～0.5 之間。

采用孔底反向注漿法，注漿壓力≥1.0Mpa，注漿時注漿管距孔底250～500mm，注漿過程，應邊注漿邊緩慢拔出注漿管，使注漿管始終有一定長度埋于漿液中，直至水泥漿注滿。注漿時，待完全排出孔中空氣與積水，待溢出漿液的稠度與注入漿液的稠度一樣后再停止注漿。

待第一次注入水泥漿初凝后，再進行二次高壓注漿，時間需根據試驗錨桿的注漿工藝參數確定。

3.2.9 試驗錨桿

1.抗拔試驗和驗收按相關規范執行。

2.試塊制作，每個作業區制作試塊3 組，規格為70.7mm×70.7mm×70.7mm，取28d 抗壓強度值，經標準養護至齡期后送檢，進行強度試驗并出試驗報告。

3.錨桿抗拔試驗：錨桿施工完畢后，待錨固體強度達到設計強度等級的100%時，進行驗收試驗，試驗數量滿足設計要求和規范規定。

3.3 質量保證措施

1.制度保證：建立健全崗位職責制度，明確各級的職責，通過下級與上級簽訂責任合同，落實各層級的崗位責任，各級管理部門和人員職責明確，權限明確，各司其職、各負其責。

2.技術保證：每道工序施工前，技術部門對作業人員進行技術交底，讓每位作業人員了解設計意圖、施工重點和難點及解決辦法，主要技術措施及操作方法，質量要求、驗評標準及注意事項。

3.原材料、半成品進場驗收：對材料出廠合格證、出廠試驗單等進行核對驗收，按規范要求取樣試驗。

4.嚴格工序質量驗收和分部分項工程質量驗收制度，確保施工工序質量和施工總體質量。

4 其他說明

1.如遇巖裂隙、溶洞、地下河等特殊地質導致錨桿孔注漿無法達設計標高時，配制合適濃度的水泥漿，摻入適當量的水玻璃[3]。

2.錨筋采用通長鋼筋，若需接長鋼筋可采用機械連接。

3.護壁泥漿配合比設計需要經過試驗來確定。

4.嚴格控制鉆孔軸線的偏斜率。

5.做好錨桿承載力檢測工作。

6.本工程抗拔錨桿的施工作業、施工記錄要求做好有關單位現場驗收簽認工作，資料滿足相關規范標準要求。

5 實施效果

面對復雜地質的情況下，選擇合適的成孔及護壁工藝，本工程錨桿施工未發生塌孔、縮徑等質量缺陷。抗拔試驗結果均符合設計及相關規范要求。本錨桿施工方法，科學有效，未對土地基造成擾動、坍塌，達到了預期的效果，滿足業主和主管部門對施工組織的要求。

6 結論

經柳鋼醫院新門診綜合大樓項目工程實踐驗證，證明了抗浮錨桿在地下工程中的安全性、質量和進度，有效地提升了建筑的整體抗浮能力方面的積極效果。有關工程技術人員在今后遇到復雜地質情況下進行抗浮錨桿施工時，應將施工圖紙的施工要求，結合工程現場實際情況，制定可行的施工方案，采取有效的處理措施，為建筑工程的整體質量提供保障。