河道回填區(qū)域旋噴注漿抗浮錨桿施工

易登華 彭德坤 李大可 華雄一 程小龍 張子龍

【摘要】抗浮錨桿技術因其在設計、施工、建造成本的優(yōu)勢，被廣泛應用于基礎抗浮工程，但在特殊地質條件下，采用傳統(tǒng)抗浮錨桿施工難以保障成孔和注漿質量，因此需要采用創(chuàng)新工法工藝，采用護筒跟管成孔和高壓旋噴注漿來提高抗浮錨桿的工作性是提高錨桿施工質量的有效手段。文章以成都天府國際機場航站區(qū)施工總承包四標段項目為例，將河道回填區(qū)域旋噴注漿抗浮錨桿施工技術作為主要背景，論述了新型抗浮錨桿的工藝工法和控制要點。

【關鍵詞】房屋建筑;抗浮錨桿;旋噴注漿

【中圖分類號】 TU472.3＋6????????? 【文獻標志碼】 B

在建筑設計及現(xiàn)場實施過程中，抗浮錨桿憑借其設計簡單、施工效率高且成本優(yōu)勢明顯等特點而被作為設計常用的抗浮方式[1]，但如何在豐水季節(jié)，城市內澇下，河道回填地質上完成抗浮錨桿的施工，成為現(xiàn)場實際施工時抗浮錨桿研究的重點。本文結合成都天府機場航站區(qū)施工總承包四標段項目實踐，針對河道回填地質條件下抗浮錨桿的施工展開立項研究，多種成孔注漿工藝進行對比分析，通過項目的實踐證明河道回填環(huán)境下旋噴注漿抗浮錨桿施工工法安全可靠質量優(yōu)良，對于解決河道回填地質條件下的抗浮錨桿施工作業(yè)具有重要的指導意義。

1工程概況

成都天府機場航站區(qū)施工總承包四標段項目，河道回填土區(qū)域主要為公共運控中心-公共設施監(jiān)控樓，回填土為素填土（主要成分為黏性土，含少量碎石角礫）。壓實填土（主要成分為含碎石黏性土與碎石土），地下室共有抗浮錨桿216根，錨桿成孔直徑小150 mm，單根錨桿軸向拉力標準值Nak為303 kN，鋼筋在筏板的錨固段長度 L a2不小于1.1 m;錨桿錨固總長度 L a1不小于7.6 m。

2優(yōu)勢分析

傳統(tǒng)抗浮錨桿施工的成樁質量受地質影響嚴重，對于含水豐富地層易塌孔，豐水季節(jié)施工時漿液易隨地下水沖刷而流失，難以形成有效樁身，在河道回填區(qū)域使用傳統(tǒng)抗浮錨桿施工更是難以滿足設計及施工質量要求。若采用抗浮樁施工，受環(huán)境條件、施工條件影響大，機械、人工及材料成本又會大大增加[2]。而使用旋噴注漿抗浮錨桿施工，將回填土體中的細小土粒與漿液結合形成成樁密實、抗拔力高的錨桿體，完美解決河道回填區(qū)域抗浮錨桿施工成樁困難的難題，同時抗浮錨桿高壓旋噴注漿在時間上縮短了工期，減少了各種材料和機械設備的使用周期，節(jié)約了成本，提高了勞動生產(chǎn)率，同時滿足了質量要求。

3適用環(huán)境

抗浮錨桿高壓旋噴注漿施工方法主要適用于河道回填區(qū)域、臨河富水環(huán)境、地下動水位、高埋深及軟臥不良地層等環(huán)境施工。

4工藝原理

抗浮錨桿高壓旋噴注漿法原理是利用設備造孔，將漿液管帶到設計標高，然后以不小于30 MPa的高壓一邊噴射注漿，一邊旋轉提升[3]，土體被能量較大，噴射速度快的漿液破壞，然后與漿液、鋼筋結合，凝結后形成一個錨桿體，此時形成的錨桿體具有較高的抗壓強度，較好的拉拔承載力。

5施工工藝流程

抗浮錨桿高壓旋噴注漿施工工藝流程如圖1所示。

5.1測量放孔

移除雜物，清理工作面，根據(jù)交點給定的坐標點設置平面總控制網(wǎng)，將控制點設置在基坑外圍，用碎做成保護，做到牢固、精確、便于觀測，依據(jù)控制點及抗浮錨桿軸網(wǎng)圖，放出縱橫向軸線[4]，灑好灰線，再根據(jù)縱橫向軸線放樣各個錨桿的中心點位，并做好相應標記，放線孔位偏差應小于50 mm[5]，遇到錨桿位置在獨立基礎內時，還應作出相應的調整，保證抗浮錨桿在后續(xù)施工中的深度。放線完成后，再次復核，復核無誤后邀請相關單位進行驗線（圖2）。

合理安排好施工順序，將鉆機移動至施工位置，調整鉆機，保證鉆機保持90°垂直于地面施工，調整好角度后，將鉆機固定，保證鉆機不會在施工過程中有所偏移，確保成孔質量優(yōu)良，后續(xù)桿體能順利放入。

5.2 鉆機成孔

鉆孔采用氣動潛孔錘跟管偏心鉆進方法。造孔設備為YG - 90液壓錨固鉆機，其他機具包括CIR150沖擊器，φ157mm套管及其配套偏心鉆具，液壓拔管機，φ89 mm鉆桿。鉆孔的孔位、孔軸偏差、孔徑及鉆孔深度要符合設計要求，履行三檢制，并完善相關資料。

5.2.1跟管施工

（1）跟管施工前，應嚴格檢查所有部位設備是否能正常工作，是否符合安全要求，機具設備應進行保養(yǎng)，達到潤滑效果;檢查機具設備是否靈敏可靠，符合相關要求，連接部位是否牢固可靠，能達到相應效果，檢查套管鞋.套管是否存在裂隙，凡有影響強度的缺陷禁止使用。

（2）跟管鉆進施工開始前，先將潛孔錘及鉆頭連接好，拼裝好套管及套管鞋，再按設備要求組裝好整體機具，提前預埋好導向管，再將拼裝好的鉆具放入其中。將鉆機啟動，達到一定轉速時，鉆頭自然分開，才能進行鉆進施工。

（3）跟管鉆進施工過程中，將提前準備好的鉆桿及套管一節(jié)一節(jié)的進行加接，保證施工安全。鉆進施工過程中應向孔內吹高壓空氣來排出塵土，保證孔底的潔凈，每鉆進30～50 cm進行一次，做到“短跟進，多排渣”的施工操作。每次鉆進2～3 m時，停下施工，提起鉆頭，對設備進行再檢查，保障施工作業(yè)的順利進行，檢查連接、緊固機構的安全性，對存在安全隱患的插銷進行更換，保障作業(yè)人員安全。

（4）鉆進結束或需替換中心鉆具時，先向孔底排入高壓空氣，將孔底塵渣吹干凈，停止機具工作，直至中心鉆具停止轉動，再慢慢提起中心鉆具，將鉆桿用管子鉗卡夾住，反時針方向旋轉，再次將中心鉆具緩慢試提。

（5）影響偏心鉆頭收起的主要因素是鉆進中過多的土體在孔底未被清理干凈，土體殘渣影響了鉆頭的合攏。當試過幾次幾次鉆機依然不能提升時，要依照上述方法重新清理孔底的殘渣，并短時間的開動潛孔錘作工作，再一次試著緩慢提升機具，若仍不能提升，就重復上述操作，直到保障機具順利提出（圖3）。

5.2.2鉆進工藝參數(shù)

鉆進工藝參數(shù)見表1。

5.2.3造孔注意事項

開孔前，詳細檢查鉆具套管等。開孔時，再次復核鉆機軸線的垂直度。每使用鉆桿進入土體大于1 m，再慢慢將鉆桿提升大于1m，來回重復不少于2次，直到?jīng)]有塵土從鉆口處冒出，以便于將孔內塵渣充分排除，避免土體被反復破碎從而導致鉆頭被卡住。操作時應反復多次的檢查查鉆桿、鉆具的安全情況，對存在施工安全隱患的鉆桿、鉆具必須進行更換，力爭杜絕安全事故的發(fā)生。

5.3清孔提鉆

鉆孔達到設計深度后，現(xiàn)場工長與質檢員相互配合，采用垂球與鋼尺等儀器對鉆孔的深度以及錨桿的偏斜度進行檢查，檢查無誤后報相關單位復驗，滿足相關要求及完善相應資料后才能進入下道工序施工。鉆孔驗收合格后，使用空壓機的高壓空氣清孔，伸手感受孔口排出的空氣沒有塵土感時，再繼續(xù)吹高壓空氣5 ～ 10 min，然后緩慢提起鉆具。

5.4桿件制作

為保證制作的錨桿符合質量要求和提高制作工效，應根據(jù)設計對錨桿的要求，專門由經(jīng)培訓合格的持證技術工人組成錨桿制作組。錨桿加工，依照設計圖制作。

施工前，必須按設計及規(guī)范要求進行材料準備和原材復檢。只有復檢合格方能使用。計算好錨桿鋼筋的用料長度后，根據(jù)設計的錨桿數(shù)量制作下料單，交由工人進行批量下料。錨桿制作完成后，嚴格履行三檢制對錨桿的成型質量和錨桿長度進行檢查，無誤后可進入下道工序施工（圖4～圖6）。

5.5置入桿體

待鉆孔驗收合格后，置人錨桿鋼筋，下人深度及外露長度必須滿足設計要求，誤差不超過50 mm，錨桿下人時要垂直無偏差。在主筋放入鉆孔安放好后，進行三檢制報驗，驗收合格之后，才能進入下一-道工序施工（圖7、圖8）。

5.6 高壓旋噴注漿

（1）鉆孔及錨桿驗收合格后，在現(xiàn)場高壓噴射注漿作業(yè)開始前，邀請建設單位及監(jiān)理單位，根據(jù)圖紙要求，在指定區(qū)域，進行高壓旋噴注漿工藝試驗，工藝試驗的漿液配合比應符合設計要求，并形成記錄，工藝試驗完成后方可進行后續(xù)施工。

（2）旋噴開始前，首先檢驗旋噴設備及各種管路安全性是否符合要求，為防止泥漿、巖渣等雜物將管道堵塞，下管前應先進行噴頭密封，當所有設備檢查完畢，符合安全要求后方可開始施工。

（3）旋噴作業(yè)時，要保證管道的通暢，因此輸水試管，確定設備及管道正常后再輸送預配好的漿液。旋噴開始時，應先坐底試管，一邊旋轉，一邊注漿，直到壓力達到要求，管道能夠正常噴漿，孔內泥漿從孔口處排出后，再開始緩慢提升噴射管。注漿過程中，應旁站監(jiān)督提速不能過快，不能私自降低壓力，抽測漿液水灰比，嚴格按照設計要求進行配比，禁止私自更改。

（4）旋噴作業(yè)完成后，孔內的漿液會因為析水而沉淀，孔內漿液會下沉，此時應該通過送漿管路及時的向孔內充填灌漿，直到孔內漿液飽滿，孔口漿面不再下沉為止，灌漿需要反復多次進行。充填的漿料可以使用旋噴時配制的漿液，使用孔口返出的漿液時只能是砂礫石層旋射作業(yè)時的返漿。

（5）高壓旋噴注漿，應該自下而上，連續(xù)進行，因不可避免的意外原因造成噴射注漿作業(yè)停止，若中途停止作業(yè)的時間太長，恢復作業(yè)時，應從當前液面高度以下50 cm重新進行旋噴作業(yè)，以此來保證錨桿體的完整。

5.7沖洗

旋噴作業(yè)完成后，應立即清洗注漿管、高壓泵等機具設備，防止殘存水泥漿在管內凝固，堵塞管道，從而影響后續(xù)工作的進行，影響后續(xù)錨桿施工質量。

5.8拉拔試驗

抗浮錨桿施工完成后必須進行基本試驗及驗收試驗。基本試驗時最大試驗荷載應取桿體極限抗拉強度標準值的75%或屈服強度標準值的85%中的較小值，基本試驗數(shù)量每種類型錨桿為3根。驗收試驗數(shù)量不得低于錨桿總數(shù)的5%且不少于6根，試驗應進行多循環(huán)張拉驗收試驗[7]。

6質量控制要求

（1）基本試驗時最大試驗荷載應取桿體極限抗拉強度標準值的75%或屈服強度標準值的85%中的較小值，基本試驗數(shù)量每種類型錨桿為3根。

（2）驗收試驗數(shù)量不得低于錨桿總數(shù)的5%且不少于6根，試驗應進行多循環(huán)張拉驗收試驗。最大試驗荷載：永久性錨桿應取錨桿拉力特征值（標準值）的2倍，加荷級數(shù)不宜小于5級[7]。

（3）錨桿孔位偏差±100 mm;錨桿桿體長度-30 mm、+100 mm;鉆孔偏斜率2%。錨桿鋼筋必須居中，從而使保護層厚度滿足要求。

（4）抗浮錨桿上端鋼筋伸人基礎（抗水板）長度不小于35D，若底板混凝土厚度不足35D，則鋼筋末段采用彎鉤形式（鋼筋上端距基礎底板頂面不小于5 cm）。錨固體強度不低于 M30[7]。

7結束語

本文以成都天府國際機場航站區(qū)施工總承包四標段項目為工程載體，詳細介紹了河道回填區(qū)域旋噴注漿抗浮錨桿施工技術的主要內容。

旋噴注漿抗浮錨桿將傳統(tǒng)錨桿施工與高壓旋噴注漿相結合，使抗浮錨桿施工具有了更好的適用性，拓寬了抗浮錨桿的使用范圍，其錨桿體成樁密實、抗壓強度高，拉拔承載力較好，能適應河道回填區(qū)域、富水高水位、降水難度大及軟臥不良地質等環(huán)境，能很好滿足結構抗浮所需拉拔力，同時錨桿體有較好的耐久性，為抗浮錨桿創(chuàng)新施工工藝，解決河道回填區(qū)域不良地質條件下的成樁難題，提供了寶貴的經(jīng)驗和方案。

參考文獻

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[7]成都市城鄉(xiāng)建設委員會關于印發(fā)《成都市建筑工程抗浮錨桿質量管理規(guī)程》的通知：成建委[2018]573號[s].

[8]陳舒豪，吳曉剛，霍佳天.高壓旋噴樁錨桿在結構抗浮技術的應用前景[J].工程建設與設計，2018（5）：226-228.