壓力型籠芯囊錨桿在施工中常見(jiàn)的問(wèn)題及處理

摘要 在地下水位較高，有抗浮要求的項(xiàng)目，采用新型籠芯囊抗浮錨桿可以提升施工效率，提升錨桿施工質(zhì)量，降低成本。結(jié)合工程實(shí)例，介紹了壓力型籠芯囊抗浮在項(xiàng)目的應(yīng)用情況，材料的施工工藝；針對(duì)在施工中出現(xiàn)的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行了原因分析和應(yīng)對(duì)措施的介紹。

關(guān)鍵詞 抗浮；籠芯囊；質(zhì)量問(wèn)題；原因分析；應(yīng)對(duì)措施

中圖分類(lèi)號(hào) TU476⁺.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0引言

地基與基礎(chǔ)工程是建筑物的重要分部，在重要的建筑物中，對(duì)地基與基礎(chǔ)的要求都是按照甲級(jí)地基進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合勘察階段的情況，如果地下水位過(guò)高，必須進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，甲級(jí)地基的抗浮設(shè)計(jì)也應(yīng)該達(dá)到甲級(jí)抗浮標(biāo)準(zhǔn)［1］。

在傳統(tǒng)的抗浮錨桿設(shè)計(jì)中，采用鋼筋作為桿體，然后在鋼筋中間灌入碎石、水泥漿等方式作為抗浮結(jié)構(gòu)。而籠芯囊錨桿底部桿體與注入囊袋內(nèi)的水泥漿和鋼絲籠凝結(jié)形成一個(gè)鋼絲籠水泥結(jié)石囊體，該有筋囊體與錨桿桿體共同組成為錨桿的主要受力結(jié)構(gòu)。錨桿桿體在底部形成一個(gè)強(qiáng)度較高的鋼絲籠水泥結(jié)石體，兼有壓力型錨桿的特征，水泥結(jié)石體的應(yīng)力狀態(tài)由拉剪受力變?yōu)閴杭羰芰Γ芰顟B(tài)得到改善，不僅自身力學(xué)強(qiáng)度得到提高，并使其與孔壁土體的摩阻力整體得到提高［2］。在錨桿長(zhǎng)度相同的條件下，錨桿抗拔力高，在所需抗拔力相同的條件下，可以節(jié)省錨桿長(zhǎng)度［3］。

本文主要介紹壓力型籠芯囊錨桿在宜賓臨港新區(qū)大學(xué)科技園項(xiàng)目的施工情況。

1工程概況

勘察期間對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)地鉆孔測(cè)得混合地下水位為306.85～310.92m。項(xiàng)目場(chǎng)地地下水位較高，且地下水順原始地形沿溝谷區(qū)自高向低沿沖溝匯集、排泄，受大氣降水、地表水體等滲透補(bǔ)給，如遇雨季，水量及水位受地表水及大氣降水影響較為明顯。因此，項(xiàng)目基礎(chǔ)存在抗浮需求［1］。與傳統(tǒng)等直徑抗浮錨桿相比，壓力型籠芯囊抗浮錨桿具有承載力高、變形小、抗腐蝕耐久性好、效率高和成本低等優(yōu)點(diǎn)。基于此，項(xiàng)目特采用壓力型籠芯囊抗浮錨桿，施工區(qū)域主要在項(xiàng)目北塔主樓、裙樓和中塔裙樓區(qū)域。此區(qū)域底層主要為中風(fēng)泥巖層、中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、中風(fēng)化砂巖［3］。

壓力型籠芯囊抗浮錨桿的抗拔力特征值為450kN。桿體采用PSB930型鋼筋，錨桿鋼筋的預(yù)留筋錨入抗水板中，設(shè)置250mm×250mm×40mm的鋼板錨板。上部錨入抗水板底板內(nèi)長(zhǎng)度d不小于300mm，分兩部分，錨固段設(shè)置40CR鋼墊板，鋼墊板上端采用M40mm預(yù)應(yīng)力螺母將鋼筋與墊板固定，下端設(shè)置有螺旋筋支撐在墊層上。錨桿桿體防腐為Ⅰ級(jí)防腐，頸部防護(hù)筒到錨桿底部螺母承載體前端位置的桿體上涂刷防腐瀝青后安裝隔離管，將桿體與地下水土完全隔離。錨桿底部為籠芯囊袋，由采用結(jié)構(gòu)鋼絲的箍筋和縱筋組成，囊袋口設(shè)置有排氣孔和注漿孔，連接排氣管和注漿管。囊袋安裝時(shí)采用雙拼承載體將囊袋下端袋布套壓在桿體鋼筋上并咬合鎖緊，防止漏漿。錨桿底部通過(guò)螺紋承載體固定籠芯囊袋［3］（圖1）。

本工程壓力型籠芯囊抗浮錨桿采用干法鉆進(jìn)成孔注漿施工。成孔后先用注漿管插入錨孔底部往錨孔內(nèi)注入水灰比1.0的純水泥漿洗孔。當(dāng)孔口溢出的漿液不含泥土泥漿且顏色和濃度與注入漿液一致時(shí)，方可停止注漿。水泥漿洗孔完成后下放錨桿入孔，并立即向籠芯囊袋注漿。囊袋內(nèi)采用水灰比0.5的水泥漿，由注漿管注入，待排氣管口排出的漿液顏色和濃度與灌入的漿液相同，且不含氣泡時(shí)，方可停止注漿。

2壓力型籠芯囊錨桿的施工

2.1籠芯囊錨桿施工工藝

籠芯囊錨桿施工工藝流程為制錨—錨孔鉆孔、擴(kuò)孔—下錨—囊袋注漿—漿體養(yǎng)護(hù)—檢測(cè)—安裝螺旋鋼筋—安裝錨板（圖2）。

2.1.1囊袋安裝

將籠芯囊安裝在桿體上，同時(shí)將承載體（厚度不小于20mm）安裝在桿體上并用囊袋包裹，用卡箍將囊袋兩頭鎖死。將囊袋注漿管旋接在囊袋注漿口上，根據(jù)廠家交底，注漿管可以采用鍍鋅鋼管，也可以采用其他材質(zhì)的管件，但是要保證連接緊密，不影響注漿效果。

2.1.2止水套筒安裝

止水套筒按照，先綁扎生料帶，再安裝橡膠防護(hù)套用密封固定件封閉牢固，然后將止水套筒安裝在外面。止水套筒的高度要保證露出墊層10cm，在施工中要預(yù)先確定標(biāo)高，保證鉆孔深度準(zhǔn)確，不能太深，如果孔太深，可能導(dǎo)致止水套筒全部埋入孔內(nèi)，起不到止水效果（圖3）。

2.1.3鉆孔

錨桿孔位偏差不大于100mm，鉆頭直徑應(yīng)小于設(shè)計(jì)鉆孔直徑3mm。鉆孔角度偏差不應(yīng)超過(guò)±2°。深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，本工程設(shè)計(jì)要求錨入中風(fēng)化巖不小于8m。以下情況應(yīng)采用套管護(hù)壁鉆孔：

（1）存在不穩(wěn)定的地層。

（2）存在受擾動(dòng)易出現(xiàn)涌砂流土的粉土。

（3）存在易塌孔的砂層。

（4）存在易縮頸的淤泥等軟土地層［4］。

清孔：鉆孔完成后清孔，將孔內(nèi)殘?jiān)湍酀{清洗干凈，可采用清水或高壓風(fēng)。

2.1.4錨孔注漿

注漿材料應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不小于42.5的普通硅酸鹽水泥，應(yīng)采用純水泥漿，水灰比宜為0.6～0.8，不得使用水泥砂漿。注漿應(yīng)自下而上進(jìn)行，先將注漿管伸入孔底，再開(kāi)始注漿。當(dāng)孔口溢出的漿液不含泥土泥漿且顏色和濃度與注入的漿液一致時(shí)，方可停止注漿［4］。

2.1.5囊袋注漿

下錨后應(yīng)立即對(duì)囊袋注漿，漿液濃度應(yīng)采用密度計(jì)測(cè)量，重度應(yīng)大于18.2kN/m³。采用強(qiáng)度等級(jí)不小于42.5的普通硅酸鹽水泥；水灰比0.5，注漿體強(qiáng)度M35，囊袋注漿漿液的重度必須大于錨孔注漿的重度。注漿體的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28天軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不低于23.4MPa。試塊按照30根錨桿一組或每天不少于1組制備，每組試塊不少于6塊。注漿管路上宜安裝注漿監(jiān)控儀，全程監(jiān)控囊袋注漿。注漿時(shí)，注漿監(jiān)控儀顯示囊袋張開(kāi)直徑達(dá)到設(shè)計(jì)值且監(jiān)控儀提示“停止”之后，方可注漿。囊袋的體積為47.1L，注漿體積不應(yīng)小于50L，最好達(dá)到60L。排氣管先排氣，后排水，然后冒出濃漿，冒出濃漿后排氣管應(yīng)自動(dòng)封閉，然后進(jìn)入囊袋擴(kuò)張階段［6］，這時(shí)應(yīng)繼續(xù)注漿。

3常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及原因分析

現(xiàn)場(chǎng)QC小組通過(guò)分析數(shù)據(jù)，確定了籠芯囊錨桿在施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題排序，囊袋注漿不合格和外露錨固長(zhǎng)度尺寸不合格為主要質(zhì)量問(wèn)題，占比為76.6%。

3.1囊袋注漿不合格

囊袋注漿不合格主要又體現(xiàn)在未注漿完成就提前停止注漿；囊袋內(nèi)外采用水灰比相同的水泥漿。

3.1.1未注漿完成就提前停止注漿

現(xiàn)場(chǎng)籠芯囊錨桿施工隊(duì)伍使用的是GZJB-Ⅱ液壓雙液注漿泵，該泵通過(guò)注漿管與籠芯囊袋相連，并將水灰比0.5的水泥漿注入囊袋中。囊袋頂部設(shè)有排氣管，當(dāng)囊袋注漿完成時(shí)，排氣管會(huì)排出水泥漿。待排氣管口排出的漿液顏色和濃度與灌入的漿液相同，且不含氣泡時(shí)，方可停止注漿。但之前小規(guī)模施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在壓力注漿過(guò)程中，較難以視覺(jué)角度判斷排氣管排出水泥漿濃度和顏色是否與注入時(shí)一致。而且排氣管口徑較小，是否仍在排出氣泡同樣難以判斷。

3.1.2囊袋內(nèi)外采用水灰比相同的水泥漿

籠芯囊錨桿囊袋內(nèi)注入水泥漿水灰比設(shè)計(jì)要求為0.5，囊袋外錨孔注入水泥漿水灰比設(shè)計(jì)要求為1.0。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了讓囊袋內(nèi)外水泥漿重度產(chǎn)生差異，囊袋內(nèi)注入的0.5水灰比的水泥漿重度更大。注完水泥漿后，籠芯囊錨桿能在自重應(yīng)力作用下，下沉在錨孔底部標(biāo)高位置，而不容易發(fā)生上浮。

在籠芯囊錨桿施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，錨桿施工班組在進(jìn)行錨孔和囊袋注漿時(shí)，囊袋內(nèi)外采用了同種水灰比的水泥漿，內(nèi)外水泥漿水灰比均為0.5。工人為了施工方便，將囊袋外的水泥漿水灰比從1.0改為統(tǒng)一的0.5，誤以為在提升強(qiáng)度的同時(shí)還能提高施工便利度。小組成員發(fā)現(xiàn)該施工現(xiàn)象后，立即讓施工班組進(jìn)行整改，按照施工要求進(jìn)行注漿。但之前囊袋內(nèi)外采用0.5同種水灰比的水泥漿注漿后，錨桿外露錨固段尺寸和囊袋注漿質(zhì)量也能滿足驗(yàn)收要求，不會(huì)產(chǎn)生太大影響。

3.2錨固長(zhǎng)度外露不滿足要求

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，錨固長(zhǎng)度外露尺寸不滿足要求，主要由以下四點(diǎn)造成：錨孔深度控制不準(zhǔn)確；止水套筒安裝位置不對(duì)。

3.2.1錨孔深度控制不準(zhǔn)確

隨機(jī)測(cè)量了現(xiàn)場(chǎng)8個(gè)錨孔點(diǎn)位的鉆孔深度，最終結(jié)果見(jiàn)表1。

根據(jù)8個(gè)錨孔點(diǎn)位鉆孔深度結(jié)果統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，8個(gè)錨孔點(diǎn)位鉆孔深度均出現(xiàn)了不同程度的超挖現(xiàn)象，超挖深度在0.1～0.3m范圍內(nèi)。若直接在取樣錨孔內(nèi)下放錨桿，會(huì)導(dǎo)致錨桿整體向下沉，頂部外露錨固段尺寸直接出現(xiàn)相應(yīng)偏差，同時(shí)固定安裝的止水套筒也無(wú)法按照要求超出墊層100mm。

3.2.2止水套筒安裝位置不對(duì)

籠芯囊錨桿施工時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼墊板底部到筏板頂部尺寸要求限定為150mm，鋼墊板底部到墊層頂部錨桿尺寸要求為不小于300mm，其中止水套筒頂部要求超出墊層頂部100mm才能起到止水效果。因此，籠芯囊錨桿施工過(guò)程中需要控制的錨桿外露尺寸參數(shù)為3個(gè)，較為復(fù)雜（圖4）。

在前期籠芯囊錨桿安裝現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，施工工人并未刻意控制止水套筒的安裝位置。QC小組成員馬上叫停籠芯囊錨桿現(xiàn)場(chǎng)安裝工作，通過(guò)在一個(gè)固定錨孔位置，依次試放入6根不同安裝完成的籠芯囊錨桿，并測(cè)定錨桿外露3個(gè)尺寸參數(shù)。通過(guò)試放入錨桿結(jié)果，探索止水套筒安裝位置對(duì)外露錨固段尺寸的影響，最終結(jié)果見(jiàn)表2。

由于籠芯囊錨桿施工區(qū)域筏板厚度為700mm，在滿足鋼墊板到筏板頂部150mm和到墊層頂部550mm的尺寸要求后，止水套筒超出墊層頂部尺寸極易發(fā)生偏差。

4應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)在施工中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，本項(xiàng)目也采取了整改措施，并且成功運(yùn)用在施工中，解決了施工中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，將錨桿的一次驗(yàn)收合格率提升至95%以上。

4.1未注漿完成就提前停止注漿

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，注漿壓力為1.5MPa時(shí)，在注漿管持續(xù)排出水泥漿，且不含氣泡時(shí)，立即停止注漿，會(huì)導(dǎo)致囊袋頂部注漿體出現(xiàn)一定的空隙，對(duì)注漿體完成質(zhì)量造成了明顯影響。但當(dāng)在注漿管持續(xù)排出水泥漿，且不含氣泡時(shí)，延長(zhǎng)20s注漿時(shí)間，囊袋頂部注漿體僅存在細(xì)小孔洞。延長(zhǎng)30～40s注漿時(shí)間后，囊袋注漿體更為飽滿。因此在施工過(guò)程中，通過(guò)采取與囊袋體積相同的容器測(cè)試將容器注滿需要的時(shí)間，然后再適當(dāng)延長(zhǎng)注漿時(shí)間，確保注漿飽滿。

4.2囊袋內(nèi)外采用水灰比相同的水泥漿

針對(duì)工人在施工在為了方便采用相同重度的水泥漿進(jìn)行注漿，項(xiàng)目部采取兩臺(tái)設(shè)備，2套注漿系統(tǒng)的辦法進(jìn)行解決，要求工人在錨桿注漿和囊袋注漿的過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的水泥漿重度進(jìn)行注漿，避免水泥漿混用造成的囊袋上浮。

4.3錨孔深度控制不準(zhǔn)確

錨孔深度既要滿足設(shè)計(jì)要求最小的錨固長(zhǎng)度，同時(shí)太深也會(huì)造成錨桿下沉，外露長(zhǎng)度不夠。為了解決該問(wèn)題，項(xiàng)目部會(huì)同錨桿生產(chǎn)廠家、設(shè)計(jì)單位，提出3點(diǎn)處理辦法。

（1）按照“設(shè)計(jì)要求的最小錨固長(zhǎng)度+墊層厚度+外露錨固長(zhǎng)度”的理論長(zhǎng)度嚴(yán)格進(jìn)行下料。對(duì)于普通抗水板、后澆帶、承臺(tái)部位分開(kāi)下料。

（2）錨孔深度必須大于設(shè)計(jì)要求的最小錨固長(zhǎng)度，在成孔后對(duì)錨孔深度進(jìn)行測(cè)量，如果超過(guò)設(shè)計(jì)要求的深度，底部用碎石回填，回填理論用量為超出長(zhǎng)度和錨孔半徑計(jì)算出的圓柱體體積，同時(shí)回填量略小于理論體積。

（3）計(jì)算出外露尺寸后，在錨桿頂部綁扎橫向鋼筋固定，使錨桿底部不能達(dá)到錨孔底部，確保外露長(zhǎng)度和錨固長(zhǎng)度同時(shí)滿足要求（圖5）。

4.4止水套筒安裝位置不對(duì)

對(duì)于止水套筒安裝位置不準(zhǔn)確，項(xiàng)目技術(shù)部在通過(guò)計(jì)算頂部抗水板厚度的方式，先將錨桿外露錨固長(zhǎng)度計(jì)算出來(lái)，然后根據(jù)該長(zhǎng)度減去10cm確定為止水套筒頂部標(biāo)高，控制止水套筒的安裝位置。并且通過(guò)該方式，現(xiàn)場(chǎng)止水套筒安裝全部達(dá)到合格，外露長(zhǎng)度全部滿足要求。

5結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合壓力型籠芯囊抗浮錨桿在本項(xiàng)目的施工情況，詳細(xì)介紹了壓力型籠芯囊抗浮錨桿的施工工藝和施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施。得出主要結(jié)論：

（1）籠芯囊抗浮錨桿將傳統(tǒng)抗浮的多根鋼筋組合改變?yōu)橐桓鵓SB93040mm的鋼筋。底部囊袋形成的結(jié)晶體將傳統(tǒng)錨桿的拉剪受力變?yōu)閴杭羰芰Α＞哂性靸r(jià)低、施工快、解決原有錨桿形式中部易開(kāi)裂、已滲水的有點(diǎn)，具有推廣意義。

（2）由于籠芯囊抗浮錨桿屬于新技術(shù)、新工藝，在施工中易出現(xiàn)因工藝不熟悉造成的質(zhì)量問(wèn)題，本文分析了質(zhì)量問(wèn)題常見(jiàn)的表現(xiàn)形式及原因。并在項(xiàng)目QC小組共同努力下，制定了應(yīng)對(duì)措施，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋的效果來(lái)看，質(zhì)量合格率提升明顯。

（3）在施工中，針對(duì)質(zhì)量常見(jiàn)問(wèn)題提前預(yù)判，提前制定應(yīng)對(duì)措施，將有效提升分部分項(xiàng)工程的質(zhì)量合格率，同時(shí)讓工人對(duì)施工工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更加清晰。

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