抗浮錨桿作為一種新型的地下工程抗浮錨固技術,因其設計合理、施工便捷、經濟高效等突出優勢,在國內外眾多深基坑抗浮工程中得到廣泛應用。然而,城市中心區域地質條件復雜多變,地下管線錯綜密布,施工環境日趨惡化,給抗浮錨桿施工質量控制和安全管理帶來嚴峻挑戰。如何針對復雜環境制定科學合理的施工組織方案,優化人機料等關鍵資源配置,創新施工工藝和管理模式,已成為深基坑抗浮錨桿技術亟須攻克的難題。
一、工程概況
悠立方商廈項目位于成都市春熙路商業圈核心地段,由地上13層商業裙房、29層辦公樓及5層地下室組成?;娱_挖深度 23.75m ,面積約 7200m2 ,抗浮設計等級甲級。場地地層主要為雜填土、粉土、砂卵石層和泥巖,地下水豐富??垢″^桿共設置1711根,錨桿軸向拉力特征值 520KN ,長度 8.9m ,采用3根 32mmHRB500 鋼筋,錨固體直徑 200mm ,注漿體強度 30MPa 。本工程地質構造復雜,地下管線密集,交通環境惡劣,抗浮施工難度極大??茖W合理地配置施工資源、有效控制工程質量是建設單位和施工單位亟須解決的重點和難點問題。
二、復雜環境深基坑抗浮錨桿施工難點分析
(一)復雜地層條件對施工工藝的影響
場地內地層主要由雜填土、砂卵石層和泥巖組成。其中雜填土厚度 11m ,主要為城市拆遷遺留的建筑垃圾,密實度差,含砼塊、磚渣,對鉆進、清孔、灌注造成極大干擾。砂卵石層厚度 8m~12m ,顆粒級配不均,局部膠結,透水性強。泥巖呈軟硬相間狀,節理裂隙發育。地層結構對錨桿成孔質量、孔壁穩定性、注漿填充度等提出了更高要求。如何根據不同地層選用合理的鉆機類型,調整鉆進參數;采取跟管、護壁等有效措施防止孔壁坍塌;優化注漿工藝確保注漿密實度,是施工單位需要重點研究和解決的技術難題。
(二)高承壓地下水對成孔注漿的影響
場地地下水賦存于砂卵石層中,豐水期水位埋深 4m ,靜水壓頭高達 20m 。基坑土方開挖后,強承壓水沿孔隙通道向上滲流,嚴重影響成孔質量和孔壁穩定性。鉆孔樁機在高水壓作用下極易發生塌孔、跑漿、串漿等質量通病。若不能有效疏干降壓,錨桿體與周圍介質難以形成可靠錨固,抗拔承載力達不到設計要求。如何在復雜地下水條件下,優化降水方案,合理布置降水井點;加強成孔、灌注過程中的動態監測,及時調整施工參數和工藝,是本項目抗浮施工必須攻克的技術難關。
(三)超長錨桿垂直度控制難度大
本工程抗浮錨桿長度高達 8.9m ,是普通巖土錨桿長度的2倍 ~3 倍。錨桿施工過程中,鉆機、鉆桿在自重、偏心力等作用下產生彎曲變形,使孔斜度難以控制在規范允許范圍內。一旦錨體垂直度偏差過大,抗拔力將明顯降低,嚴重時可能與相鄰錨桿串連,甚至刺穿防水板,給地下結構安全和防水效果帶來隱患。因此,必須從鉆機選型、導向設計、垂直度檢測等環節著手,采用有效的工藝手段,確保錨桿成孔質量。超長錨桿垂直度控制是本項目又一施工重難點。
三、復雜環境深基坑抗浮錨桿施工資源配置動態調整
(一)鉆機設備優選與動態匹配
針對悠立方商廈項目場地內地層結構復雜,上覆巨厚雜填土、中部砂卵石層顆粒級配不均且局部膠結、下臥泥巖軟硬相間且節理裂隙發育的不利地質條件,優選KB-200型潛孔錘鉆機作為主力設備,通過鉆桿旋轉和錘擊雙重作用,克服復雜地層可鉆性差、易坍孔等難題,鉆進效率和成孔質量明顯優于傳統回轉式鉆機??紤]到 8.9m 超長錨桿施工難度大,鉆進易偏斜,宜采用具有導向功能的三牙輪鉆頭,提高鉆孔垂直度。針對可能出現的砼塊、礫石等硬夾層,配置金剛石復合片鉆頭,既能提高鉆進速度,又能減少鉆頭損耗。根據施工總進度計劃和各區段抗浮錨桿數量,合理確定4臺潛孔錘鉆機配置比例,同時預留1臺作為備用,確保設備完好率。充分利用BIM技術建立三維場景模型,對地下管線分布、基坑分區開挖、設備就位時機、機械臺班利用等進行可視化模擬分析和動態協調,最大限度減少相鄰作業干擾,提高勞動效率。
(二)注漿系統優化與靈活調度
本項目共需注漿成孔1711個,設計注漿體積7600m3 ,是普通地下工程的數倍之多,對注漿系統能力和管理水平提出了極高要求。悠立方商廈基坑底板面積大、平面布置呈不規則狀,錨桿分區、分階段施工,給注漿系統優化調度帶來很大難度。經反復研究論證,決定在基坑東西兩側布置2座臨時注漿站,每座配備2臺ZBY-40型雙液注漿泵,采用“一備一用\"模式,保證注漿連續性2。嚴格控制每臺注漿泵管路長度不超過 100m ,減少管路阻力損失。參照施工方案錨桿注漿體積,每班次需灌注12孔計 72m3 漿液,注漿泵選型應滿足 120% 量,即單泵出漿量不低于 43m3/h. 。優化水泥、粉煤灰、外加劑等材料配合比,漿液穩定性與強度等級需滿足設計要求,現場嚴格落實坍落度筒和壓力表等檢測措施,動態監控漿液性能。在各注漿站安排專人負責漿液配制、性能檢測、臺賬記錄等工作,確保漿液質量穩定可控。項目部統籌調配4臺60t水泥罐車和2臺 180m3 粉煤灰儲罐,合理安排供應時間和運輸頻次,確保骨料充足,不斷線。各注漿站加強協同配合,根據錨桿成孔完成情況,合理調配注漿泵,科學編排班次,確保注漿一次成孔,避免二次注漿返工。
(三)人力資源科學配置與培訓教育
高質量完成1711根抗浮錨桿施工是一項繁重而又細致的工作,需要培養一支技術精湛、經驗豐富、責任心強的施工隊伍。首先從公司在冊人員中選拔思想素質好、專業能力強的員工組建項目管理團隊,合理劃分施工區段,分別配備區段負責人,形成“項目經理一總工一區段長一班組長”四級管理架構。每個班組由6人組成,其中有1名鉆機操作工、2名鋼筋工、1名注漿工、1名信號工、1名電工。為快速形成戰斗力,項目部采取“傳幫帶一對一\"的方式,由項目骨干現場手把手指導新員工,經過一個月的習慣養成期和技能強化期,普通工人即可勝任本崗位工作。同時積極響應公司號召,主動承擔培養實習生的任務,讓更多年輕人了解建筑、熱愛建筑。針對抗浮錨桿專業性強、工序銜接緊密的特點,項自部定期組織一線作業人員開展技術培訓、質量教育和安全教育,不斷提高員工綜合素質。完善績效考核制度,將產值、質量、安全、材料消耗、設備利用等因素納入考核范疇,將過程評價與結果評價相結合,調動員工學技術、比貢獻的積極性。
四、復雜環境深基坑抗浮錨桿施工質量控制策略
(一)成孔質量控制
抗浮錨桿成孔質量控制的核心是孔徑、孔深、孔斜三大參數,直接關系到注漿成型質量和錨桿抗拔承載性能。悠立方商廈工程地質情況極其復雜,上部土層易坍孔,中部砂卵石層膠結硬度高,成孔困難,下臥泥巖層節理發育,易發生縮頸或縮孔。針對這些不利情況,施工單位創新工藝,采用跟管鉆進、二次清孔等方法,有效提高了成孔質量。泥槳護壁可防止上層土體松散、掉塊,造成孔壁坍塌;利用高壓風、清水反復沖洗,排出孔底沉渣,使孔壁褶皺、縮頸等缺陷得到修復。同時成孔過程嚴把“三度”關,即時監控,發現偏差立即調整:孔徑控制在 200mm±20mm 內,每 10m 測量一次;孔深度必須滿足錨固長度,并預留 50cm 灌注余量;控制孔斜小于 1% ,采用測斜儀實時檢測,發現偏斜必須立即調整。成孔完成后委托第三方檢測單位采用鉆孔電視成像技術對孔壁質量進行檢查評估,孔壁須圓整光滑、無裂縫、無坍塌方可驗收合格,確保一次成孔驗收通過率達到 95% 以上。從嚴把控成孔過程的每一個環節,創新工藝、優化機具、過程監控、終檢驗收等措施的有機結合,為確保錨桿成孔質量提供了堅實的技術保障。
(二)注漿質量控制
抗浮錨桿對注漿體一體化、密實度要求極高,漿液配合比設計、注漿壓力管控、注漿量把握至關重要,決定了錨桿極限抗拔力和使用壽命。本項目注漿體設計強度為 30MPa ,耐久性等級不低于二級,對水泥品質、摻合料選擇、外加劑使用提出了更高要求。經過室內配合比優化試驗,確定采用普通硅酸鹽水泥,摻加 30% 粉煤灰,外加萘系高效減水劑,經XRD衍射儀檢測,各項指標滿足設計和規范要求。施工時采用自動計量系統配制漿液,嚴格控制水灰比,坍落度應控制在 16cm~18cm.pΦ42×3.5 鋼管泵壓式孔底返漿,第一次注槳至孔口返槳后停止,間隔30min 進行二次補漿,掃孔時間不少于 2min ,終壓0.5MPa~1.0MPa 。二次注漿可使漿液充分擴散,提高錨固體充盈度和界面黏結強度。注漿臺班采用專人跟班旁站,對注漿壓力、注漿量、注漿時間、終壓時間進行全過程記錄,發現異常立即報告。每10孔取芯一組,觀察注漿密實度、均勻性,測定無側限抗壓強度和殘余壓力水檢測,合格方可進入下道工序。
(三)錨桿與底板連接質量控制
錨桿與底板可靠連接是保證抗浮結構整體性、協同性的關鍵,直接影響地下結構的安全性、適用性和耐久性。本工程抗浮錨桿采用復合式錨固,即錨桿端頭采用機械錨固,周邊采用噴射混凝土包裹的連接方式,形成“剛一柔一剛\"受力體系。成孔后,及時吊裝預制鋼筋籠就位,采用快速接頭對中連接,偏差控制在 5mm 內,錨桿外露長度嚴格控制為 20cm 。在錨桿周圍設置一道鋼筋網,起防裂和保護作用。采用掛籃對錨桿根部噴射C30細石混凝土,厚度不小于 5cm ,增大錨桿的約束力。為防止錨桿周圍混凝土開裂,在距錨板 150mm 范圍設置一道聚丙烯纖維網格布,提高約束混凝土的抗拉強度。同時在錨桿與底板連接處刷涂 2mm 厚水泥基滲透結晶型防水涂料,提高防水等級。錨桿安裝、防水節點施工等關鍵工序,項目部質檢員全程旁站,對錨桿籠垂直度、外露長度、防水涂料厚度等實施逐一排查,確保偏差在合理范圍。監理單位采取平行檢驗制度,重點對底板混凝土強度、防水層黏結性能進行見證取樣檢測,經試驗合格后及時形成交工驗收記錄,確保工程質量和后期使用安全有可靠保障。
(四)施工檢驗與試驗
抗浮錨桿作為悠立方商廈地下連續墻后澆帶和底板的重要構件,其施工質量直接影響主體結構安全和使用功能,必須進行系統、科學、準確的檢驗與試驗。針對本工程基坑埋深 23.75m ,抗浮錨桿長度8.9m ,共1711根的規模,項目部專門制定了包括原材料抽檢、施工過程控制、成品驗收等全過程的質量管控措施。材料采購環節嚴格執行“三查\"制度,重點核查每批水泥、鋼筋進場的出廠合格證、質保書等資料,發現不合格及時清退并向監理備案。對水泥性能、鋼筋力學性能委托第三方見證取樣,檢測報告單及時反饋,發現問題立即整改。施工過程中堅持“三檢\"制度,班組自檢、項目專檢、監理抽檢相結合,尤其要加強對錨桿成孔質量、錨筋籠制作和吊裝、注漿成孔的旁站檢查,發現孔斜偏差超過 0.5% ,孔位中心偏差超過 50mm 立即復測并及時糾偏。錨桿施工完成后先用鉆孔電視、超聲波等無損檢測手段進行成孔質量普查,對疑似缺陷部位及時處理。在質監站監督下隨機抽取不少于 5% 的錨桿進行單軸拉伸試驗,各項指標均應達到設計要求,且一次性驗收通過率須達 100% ,發現個別錨桿不合格及時補錨。檢驗過程應做好原始記錄、檢測數據分析、整改閉合等資料,編制成施工質量檢驗報告,對施工全過程形成完整追溯和考核評價,切實做到有據可依、有據可查。
結束語
綜上所述,復雜環境深基坑抗浮錨桿施工對資源優化配置、質量精細控制提出了更高要求。只有準確把握影響施工的關鍵因素,綜合運用BIM、虛擬仿真、信息化管理等先進技術手段,不斷創新施工工藝和管理模式,才能破解制約深基坑抗浮施工的技術瓶頸。未來,隨著裝配式建筑的快速發展,高強高性能材料的廣泛應用,建筑產業現代化、智能化、綠色化進程不斷加快,抗浮錨桿技術必將朝著標準化、工廠化、一體化方向發展,為地下空間開發利用提供更加安全可靠、經濟高效的技術保障。
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