巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)問題的對策研究

曾輝

中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，中國·廣東 深圳 518000

在巖土工程勘察中，地下水浮力是影響工程質(zhì)量與后期建筑結(jié)構(gòu)安全的重要因素，因此需采取有效措施對這一問題進(jìn)行解決。論文聯(lián)系實(shí)際，分析說明一種抗浮水位技術(shù)，以期為相關(guān)工作的開展帶來些許幫助。

巖土工程；抗浮技術(shù)；措施

1 巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)原理分析

抗浮治理方案宜根據(jù)抗浮穩(wěn)定狀態(tài)、抗浮設(shè)計(jì)等級和抗浮概念設(shè)計(jì)并結(jié)合治理要求、對周邊環(huán)境的影響、施工條件等因素進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定[1]。其中，抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)是極為重要的一種方式，合理應(yīng)用該技術(shù)，不僅能提升建筑物抗浮性能，確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且能起到一定的環(huán)境保護(hù)作用，如降低噪音污染、粉塵污染等。

在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)施工時(shí)，采用根管鉆進(jìn)的方式進(jìn)行施工，在鉆進(jìn)施工過程中用套管對孔壁進(jìn)行保護(hù)，避免出現(xiàn)擴(kuò)孔、塌孔以及卡鉆等問題。完成鉆孔施工后，對孔進(jìn)行清理，對孔徑、孔深、清潔程度等進(jìn)行檢查，確保各方面符合施工要求后，于孔中下放錨桿。在進(jìn)行這一操作時(shí)，需要將注漿管綁扎在錨桿上一并下放。下放結(jié)束后向注漿管內(nèi)注漿，注漿至孔口泛出濃漿時(shí)，將套管拔出，移開鉆機(jī)。之后是進(jìn)行二次的壓漿補(bǔ)注工作，通過這道工序彌補(bǔ)套管拔出后整個(gè)孔內(nèi)的漿體損失，從而保證錨桿頂部漿體飽滿，抗浮目的能夠?qū)崿F(xiàn)[2]。如圖1所示，這是一種類型的預(yù)應(yīng)力錨桿構(gòu)造示意圖。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨桿構(gòu)造示意圖

抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜的區(qū)域也可以應(yīng)用，并且在施工操作規(guī)范的情況下還能取得良好的應(yīng)用效果。如當(dāng)建筑的地下室長期有滲水漏水問題時(shí)，建筑的深層地基會受到雨水影響而產(chǎn)生較大浮力，當(dāng)建筑整體應(yīng)力不能平衡浮力時(shí)，建筑地基的穩(wěn)定性將大大降低。為避免出現(xiàn)這一問題，需要應(yīng)用抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)來提高建筑地基的抗拉強(qiáng)度與抗拉力，減少浮力對建筑地基的影響，從而保證地基的穩(wěn)定性、安全性。而實(shí)踐表明，在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜特別是地下室有滲水漏水的情況下，合理應(yīng)用抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)能夠提高建筑基礎(chǔ)的抗拉強(qiáng)度，從而降低建筑地基上浮的概率，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性[3]。

2 巖土工程勘察中抗浮水位技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 工程案例

某高層建筑總體高度42m，地下一層，地上十二層，基坑開挖深度15.3m，使用1.0m的連續(xù)墻作為主要支護(hù)。由于該工程的基坑深度較大，上層建筑高度大，因而浮力會對建筑產(chǎn)生較大影響。為保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)，加護(hù)采用抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)結(jié)合筏板的方法對工程進(jìn)行處理。在施工時(shí)，將筏板厚度控制在1.3m左右，并根據(jù)巖石風(fēng)化程度來確定錨桿長度。

2.2 抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)具體應(yīng)用

2.1.1 分析抗浮水位

在應(yīng)用這一技術(shù)對該工程進(jìn)行處理時(shí)，首先需通過科學(xué)合理的勘察準(zhǔn)確確定出抗浮水位。根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)可知，地下水層結(jié)構(gòu)往往較為復(fù)雜，并且地下水有很強(qiáng)的流動性，因此在確定抗浮水位時(shí)，必須從多個(gè)方面，綜合多項(xiàng)因素進(jìn)行分析。如在分析時(shí)需綜合考慮工程區(qū)域內(nèi)的自然地理環(huán)境、氣候特征、建筑特點(diǎn)以及施工場地長期的水文地質(zhì)資料等，同時(shí)也因?yàn)榈叵滤呐判埂⒀a(bǔ)給情況、地下水的儲藏情況均是導(dǎo)致抗浮水位變化的重要因素，因而在計(jì)算分析過程中需做重點(diǎn)考慮。簡而言之，抗浮水位的確定既要根據(jù)勘察區(qū)域的長期水文觀察記錄進(jìn)行確定，也對施工項(xiàng)目完成后的地下水位變化情況進(jìn)行長期探測[4]。

在對施工區(qū)域的水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘察時(shí)，需要將地下水層結(jié)構(gòu)、地下水層補(bǔ)給以及排泄情況作為勘察的重點(diǎn)內(nèi)容。并且要依據(jù)相關(guān)的歷史資料了解該區(qū)域近五年內(nèi)的地下水變化情況。為了確保技術(shù)應(yīng)用的合理性，也需要準(zhǔn)確勘測出建筑項(xiàng)目基礎(chǔ)底板的具體位置，以及基礎(chǔ)底板部位的含水層、地層兩者之間的關(guān)系，并根據(jù)勘察結(jié)果制定相應(yīng)的施工計(jì)劃。如果基礎(chǔ)底板處于含水層中，那么就需將該水層的歷史最高水位作為此次勘察的抗浮水位；如果基礎(chǔ)底板處于兩個(gè)含水層中間，則需根據(jù)建筑項(xiàng)目所受的浮力與地下水壓之間的關(guān)系確定抗浮水位。在計(jì)算抗浮水位時(shí)，需要用到阿基米德定律[5]。

2.2.2 鉆孔施工

在將抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于該建筑項(xiàng)目時(shí)，鉆機(jī)的規(guī)格類型以及具體的鉆進(jìn)方式都會影響鉆孔質(zhì)量，進(jìn)而影響到抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果。因此在具體施工過程中，需對應(yīng)該使用哪種鉆進(jìn)設(shè)備與鉆進(jìn)形式做充分考慮。一般情況下，要想抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)能真正發(fā)揮到作用，那么在施工階段就需要保證基座豎直放立且基腳穩(wěn)定，避免在鉆進(jìn)過程中設(shè)備出現(xiàn)跑位現(xiàn)象。

對于該工程而言，要想實(shí)現(xiàn)對抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)的有效運(yùn)用，則鉆孔最大直徑不能超過200mm，誤差不能超過16mm，鉆孔深度要與設(shè)計(jì)要求相符。并且考慮到該工程項(xiàng)目的復(fù)雜性、特殊性，應(yīng)選擇電動空氣壓縮機(jī)作為主要的動力裝置。

在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，先進(jìn)行鉆進(jìn)設(shè)備的安裝，之后再進(jìn)行設(shè)備調(diào)試與試運(yùn)行，確保設(shè)備運(yùn)行時(shí)的實(shí)際處理處于合格范圍之內(nèi)，并且在運(yùn)行過程中壓力不會出現(xiàn)變化。為了保證施工的安全性，在正式鉆孔前，先采用高壓橡膠管將空壓機(jī)與鉆機(jī)進(jìn)行連接，確保其完全封閉，之后再對鉆機(jī)進(jìn)行檢查，確保鉆機(jī)達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。

檢查鉆機(jī)時(shí)，要先控制鉆機(jī)運(yùn)行速度，后逐漸提速，并檢查鉆機(jī)偏位情況。如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)有偏位問題，需及時(shí)找出原因并進(jìn)行調(diào)整糾正，避免在正式施工過程中出現(xiàn)此類問題。在鉆孔施工過程中，施工人員必須密切觀察鉆頭使用情況，注意鉆頭與鉆桿的連接情況，一旦兩者的連接出現(xiàn)松動，就應(yīng)及時(shí)關(guān)掉設(shè)備對鉆頭與鉆桿進(jìn)行緊固處理。在施工過程中，如果鉆孔位置與臨時(shí)的排水樁溝、挖孔樁基承臺高度不相同，就需對鉆孔深度做及時(shí)調(diào)整，以保證最終的施工質(zhì)量[6]。

2.2.3 錨桿制作

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，錨桿桿體要采用2根25mm直徑的鋼筋，鋼筋下料長度要能滿足錨桿設(shè)計(jì)長度，如圖2所示。

圖2 一種抗浮錨桿

2.2.4 錨桿安裝

在安裝錨桿前，先由專門的技術(shù)人員對孔徑、孔深、孔的清潔度以及孔位等進(jìn)行檢查，經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)收合格后，方能進(jìn)行錨桿安裝工作。安裝時(shí)，先將材料運(yùn)送到孔口，并借助相關(guān)的機(jī)械將錨桿放入空中，在孔口處對其進(jìn)行固定。進(jìn)行這一步時(shí)，建議采用點(diǎn)焊的方法進(jìn)行處理。完成焊接工作后就開始澆筑混凝土，在澆筑混凝土?xí)r必須做到連續(xù)澆筑，且澆筑結(jié)束后要及時(shí)開展振搗工作，全面保證混凝土澆筑質(zhì)量。在澆筑時(shí)也需合理控制混凝土用量，并對混凝土的塌落度、強(qiáng)度等進(jìn)行檢測，確保混凝土各方面的性能達(dá)到工程施工標(biāo)準(zhǔn)。完成混凝土澆筑后，要對樁頂標(biāo)高進(jìn)行檢查，確保澆筑后的樁頂標(biāo)高大于設(shè)計(jì)標(biāo)高。考慮到地下水會對混凝土澆筑施工產(chǎn)生一定影響，因此在開展這道工序前，需對地下承壓水層進(jìn)行降壓處理。

2.2.5 錨桿防腐防水處理

在建筑工程中，錨桿的主要作用是抵抗地下水上浮力。在長久的使用過程中，地下水會對錨桿產(chǎn)生一定的腐蝕作用，如果不對這一問題做提前處理，可能會導(dǎo)致錨桿在使用一段時(shí)間后失去作用。因此，在具體的施工過程中，工作人員還需采取相應(yīng)防腐防水措施對錨桿進(jìn)行保護(hù)。如在錨桿上涂抹一定量的鍍鋅涂膜劑，或在錨桿四周設(shè)置防水加強(qiáng)層等。

3 結(jié)語

綜上所述，抗浮錨桿支護(hù)技術(shù)在降低水浮力、保護(hù)建筑地下結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮著重要作用。在具體的工程實(shí)踐中，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對這一技術(shù)的研究與應(yīng)用，讓巖土工程中的抗浮水位問題得到有效解決。