大直徑抗浮錨桿體施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用

何云志 陳世偉 劉文韜

中建二局第二建筑工程有限公司 廣東 深圳 518052

1 工程概況

背景工程位于深圳市僑香路與僑城東路交匯處東南角，僑香路肩負連接深圳新東西商務(wù)紐帶重任，僑城東路連接福田與南山兩大商務(wù)區(qū)，南北連通深南大道、濱河大道、北環(huán)大道3條主干道；北側(cè)按紅線退5.3 m為地下室范圍，其余三側(cè)按紅線退3 m為地下室范圍，占地面積8 073 m2，總建筑面積約89 000 m2，場地十分狹窄。工程建筑地下4層，地上29層，建筑高度151.9 m，±0 m相當于絕對高程18.1 m，底板面標高－18.3 m，基坑開挖深度18.20～21.20 m；同時根據(jù)地質(zhì)鉆探測得地下水穩(wěn)定水位埋深為2.40～4.20 m，水位標高介于－14.16～－12.38 m，經(jīng)過與業(yè)主及設(shè)計單位溝通，決定采用大直徑錨桿體施工。

2 工藝原理

本大直徑錨桿體施工技術(shù)主要利用單根φ40 mm大直徑PSB1080精軋鋼筋作為桿體，最小錨固長度不小于6 m，并在水泥漿中添加10%的UEA材料，錨桿間距基本為1.7 m×1.7 m，相對原設(shè)計該錨桿桿體采用3根φ36 mm的HRB400鋼筋，注漿體采用M30水泥砂漿，可以有效減少錨桿直徑及桿體鋼筋使用量，降低了施工難度并加快了施工效率。水泥砂漿改為水泥凈漿，提高了注漿效率，減少了因堵管造成的施工不便；因水泥漿在強度形成過程中會產(chǎn)生一定收縮，進而導(dǎo)致水泥漿體與基巖、桿體之間的黏結(jié)力降低，也增加了桿體銹蝕的可能性。本工程考慮到此方面，經(jīng)與設(shè)計多次溝通，考慮增加膨脹劑，且膨脹劑處于長期潮濕環(huán)境中，有利于其膨脹性能的發(fā)揮，增強效果；常規(guī)工程錨桿桿體鋼筋直徑一般在25～36 mm之間，本工程大膽采用φ40 mm的單根桿體，故為大直徑錨桿桿體。

3 技術(shù)特點

1）該施工技術(shù)單根錨桿抗拔承載力較大、抗浮質(zhì)量好、適用地下水位高地質(zhì)、工藝簡單且質(zhì)量易保證。

2）用單根大直徑PSB1080精軋鋼筋作為桿體，并在水泥漿中添10%的UEA材料，防止水泥漿后續(xù)收縮而影響錨桿與基層的黏結(jié)力。

3）采用成品定位器，有效保證了鋼筋保護層厚度，且提高了桿體與水泥漿的協(xié)同受力，桿體質(zhì)量更可靠。

4）解決了錨桿密集且施工質(zhì)量得不到保障、按照常規(guī)方式使用的地質(zhì)鉆機造成的租賃成本較高、現(xiàn)場場地限制搬運困難及勞效低等問題。

5）采用液壓鉆機（履帶式潛孔錘鉆機），大大提高了施工效率，滿足設(shè)計要求。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

場地平整→定位放線→鉆機就位→全套管鉆進→入巖面確認→潛孔錘鉆巖→入巖深度確認→錨桿制作→清孔→終孔驗收→下錨→一次注漿→二次注漿→ 到齡期后錨桿拉拔檢測[1-2]

4.2 操作要點

4.2.1 場地平整及定位放線

先對場地的障礙物進行清理，然后平整場地，按設(shè)計圖紙用全站儀測放出各錨桿的孔位，用鋼筋作標記并編號，然后利用水準儀測量出錨桿定位后的標高，錨桿孔位允許偏差≤50 mm。經(jīng)現(xiàn)場測量，現(xiàn)有基坑支護施工單位在基坑?xùn)|側(cè)施工的混凝土墊層面標高大致為絕對高程－0.9 m（即為裙房底板墊層底面標高），則基坑支護單位在裙房無承臺區(qū)域按此標高施工完成即可。

4.2.2 鉆機成孔

在確定錨桿孔位后，用吊線法調(diào)整好鉆桿的垂直度，垂直度要求≤1%。采用液壓錨桿鉆機鉆進套管（邊加套管邊鉆進），達到巖層面后，鉆進困難停鉆，換鉆頭鉆進，用水泵將水沿鉆桿中心灌入孔內(nèi)，將泥沙等清理出孔外，鉆頭鉆至巖面后，打開空壓機用潛孔錘鉆進巖層，通過噴出的砂礫判定是否進入巖面。

在成孔過程中施工人員應(yīng)隨時注意孔內(nèi)返漿的變化，調(diào)整施工工藝，確保成孔順利。成孔深度一般要求比設(shè)計深度深20～30 cm。

4.2.3 入巖及入巖深度確認

與監(jiān)理、業(yè)主確定完巖面標高及成孔深度后開始制作錨桿體。

4.2.4 桿體制作

本工程錨桿桿體按設(shè)計要求制作。錨桿體的下料長度應(yīng)根據(jù)將設(shè)計長度和現(xiàn)場實際施工長度相結(jié)合的方式進行制作，切好鋼筋后按設(shè)計圖紙加工鋼筋的尺寸及形狀，然后每隔1 500 mm設(shè)置1個成品定位器。錨桿鋼筋宜采用通長鋼筋制作，若需接長鋼筋則采用配套連接器接長。制作好的錨桿需配2根φ25 mm的PVC管，管端距離錨桿底約200 mm，1根為一次注漿管，無需制作；1根為二次注漿管，管底端應(yīng)進行包扎，距下端每500 mm設(shè)置一對φ6～φ8 mm出漿孔，并用電膠布包扎3層，共約15組。

4.2.5 清孔、終孔

終孔后鉆機不再往下鉆進，鉆桿固定在終孔位置，再利用高壓風(fēng)力吹洗孔洞清孔，清除孔內(nèi)殘留粉渣和泥水，直至孔內(nèi)噴出的水較清澈，則孔內(nèi)基本清理干凈；注意清孔時間不宜過長，以防坍孔影響灌漿質(zhì)量。經(jīng)施工方、監(jiān)理、業(yè)主方檢測確認符合設(shè)計要求后進行下道工序施工。

4.2.6 桿體安裝

1）吊裝時采用履帶鉆機、人工配合吊裝，桿體分段制作、整體吊裝、采用連接器連接，并符合設(shè)計及規(guī)范要求。

2）將1根灌漿管綁扎在錨桿上，綁扎松緊適度，以灌漿后較易拔出為宜；灌漿管下端比錨桿體下端短150 mm，下端管口用膠布暫時封閉，防止下錨時孔內(nèi)土體堵塞灌漿管口。

3）錨桿下到孔底后將錨頭用水泥袋臨時支撐以確保錨桿軸線與鉆孔中心線重合。4）錨桿下錨安裝后，測量錨桿頂部標高，做到錨桿整體處于同一標高上。

4.2.7 注漿

1）采用強度等級為M30水泥漿加10%的UEA灌注，水灰比為0.5，氯離子含量不得超過水泥質(zhì)量的0.1%，選用P.O 42.5R水泥，不宜采用高鋁水泥，在水泥漿體中添加10%的UEA材料可防止水泥漿后續(xù)收縮影響錨桿施工質(zhì)量。

2）注漿壓力為0.5 MPa。注漿過程中，當見到漿液從孔口外溢時，即可將注漿管逐步向外拔出，但管口應(yīng)保持埋在水泥漿底直至孔口，這樣可以把孔內(nèi)的空氣及水分逐步往外排出。

3）因漿體初凝后收縮致使?jié){面回落，必須進行二次注漿。二次注漿壓力為2.0～3.0 MPa，注漿完畢后將錨桿臨時支撐好，保證在達到設(shè)計強度之前錨桿位于孔中央。

4.2.8 試驗錨桿

錨桿的抗拔力承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場抗拔試驗確定，且經(jīng)設(shè)計復(fù)核后，方可大面積施工。抗拔試驗和驗收按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

1）試驗數(shù)量：巖錨共4組，每組3根，分別在微風(fēng)化區(qū)域和中風(fēng)化區(qū)域；土錨共1組，每組3根，持力層為強風(fēng)化或中風(fēng)化。

2）為縮短檢測時間，抗拔試驗錨桿采用P.O 42.5R水泥。

3）本工程抗拔錨桿全部的施工作業(yè)、施工記錄和呈報資料須滿足相關(guān)國家及地方規(guī)范標準的要求。

4）本工程抗拔錨桿須進行基本試驗、驗收試驗，以保證錨桿設(shè)計的有效性及施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

5）注漿的時候，應(yīng)進行注漿液取樣制作70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方試件，基本試驗錨桿留1組（每組6塊）試件，經(jīng)標準養(yǎng)護至齡期后送檢進行強度試驗。

5 其他要求及說明

1）本次施工范圍為正式抗浮錨桿，經(jīng)業(yè)主明確，全強風(fēng)化區(qū)域抗浮錨桿長度統(tǒng)一按7 m（施工作業(yè)面以下錨固段），中微風(fēng)化區(qū)域按表1施工；抗浮錨桿成孔直徑150 mm，最小錨固長度不小于6 m，當巖面位中微風(fēng)化花崗巖層時，不小于最小錨固長度，錨桿共757根。

表1 中微風(fēng)化區(qū)域抗浮錨桿長度要求

2）錨桿鋼筋宜采用通長鋼筋，若需采用接長鋼筋，應(yīng)采用配套機械式接頭連接。錨桿錨固段長度在作業(yè)面以下，錨桿在開挖面以上預(yù)留長度按設(shè)計圖紙的墊層厚度0.45 m＋0.14 m（錨墊以上預(yù)留長度）。

3）施工時，做好降水措施，降水標高為底板下0.5～1.0 m，降水停止時間應(yīng)根據(jù)實際施工進度確定，并經(jīng)設(shè)計人員復(fù)核確認方可停止降水。

4）錨桿鉆孔應(yīng)符合下列要求[3-4]：錨桿鉆孔不得擾動周圍地層；錨桿水平、垂直方向的孔距誤差不應(yīng)大于100 mm，鉆頭直徑不應(yīng)小于鉆孔設(shè)計直徑3 mm；鉆孔軸線的偏斜率不應(yīng)大于錨桿長度的1%；錨桿沿孔深方向每隔1.5 m設(shè)對中承載體，并確保鋼筋保護層厚度不小于30 mm。

6 結(jié)語

本技術(shù)運用于抗浮力要求高的地下室，具備單根錨桿抗拔承載力較大、施工可操作性強的特點，有效地保證了地下室結(jié)構(gòu)的安全，提高工作效率；同時也解決了錨桿密集且施工質(zhì)量得不到保障的、按照常規(guī)方式使用的地質(zhì)鉆機造成的租賃成本較高、現(xiàn)場場地限制搬運困難及勞效低等問題，取得了良好的效果。