抗浮樁施工技術(shù)在地下建筑工程應(yīng)用

章必滿

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引言

地下建筑工程的施工環(huán)境非常復(fù)雜，如果沒有考慮地下水浮力的情況，很可能會(huì)引發(fā)安全事故，應(yīng)加強(qiáng)抗浮樁施工技術(shù)的研究和應(yīng)用，根據(jù)地下建筑的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，對(duì)建筑的荷載進(jìn)行分析，合理運(yùn)用抗浮樁施工技術(shù)，為施工的安全和地下建筑的質(zhì)量提供保障。

1 抗浮樁施工技術(shù)的特點(diǎn)和原理

地下建筑工程對(duì)結(jié)構(gòu)和材料的承載力有較高的要求，可以在這部分區(qū)域使用抗浮樁，即抗浮錨桿，利用這種材料對(duì)地下建筑進(jìn)行抗浮處理，使地下建筑的抗拔樁體能夠承受更強(qiáng)的拉力。從技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)進(jìn)行分析，該技術(shù)并不復(fù)雜，整個(gè)施工的流程比較簡(jiǎn)單，操作起來十分方便，施工人員很快就能了解抗浮樁施工技術(shù)的操作要點(diǎn)，與其他施工方式相比，運(yùn)用抗浮樁施工技術(shù)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，噪聲污染較小。在抗浮樁的分布上，通常會(huì)將其布置在底板外圍的區(qū)域，而且會(huì)按照網(wǎng)格形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，或者按照點(diǎn)狀進(jìn)行布局，如果地下區(qū)域?yàn)閳?jiān)硬巖，需要讓抗浮樁呈點(diǎn)狀分布。在結(jié)構(gòu)豎向力的作用下，讓地下建筑的水浮力一直處于平衡的狀態(tài)，增強(qiáng)地下建筑結(jié)構(gòu)的承受能力。對(duì)該技術(shù)的原理進(jìn)行分析，需要對(duì)各種力進(jìn)行計(jì)算，不僅要計(jì)算土體摩擦力，還要對(duì)整個(gè)建筑的重力進(jìn)行計(jì)算，將兩者的數(shù)值相加，確保兩者相加得到的力低于地下水浮力。運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，應(yīng)將錨桿鋼筋留出一定的長(zhǎng)度，將其放到抗浮樁內(nèi)部后，把多出來的鋼筋固定到防水板上，在孔洞中灌注漿液，最后在地下建筑的主體部位置入抗浮錨桿。需要注意的是，抗浮樁施工技術(shù)有一定的應(yīng)用范圍，如果地下建筑建設(shè)區(qū)域的水位較高，浮力較大，建筑自身的重量無法應(yīng)對(duì)較大的浮力，而且該工程屬于大型工程，如地下車庫(kù)和地鐵站等，在這種情況下會(huì)使用抗浮樁施工技術(shù)。

2 地下建筑工程抗浮樁施工技術(shù)的操作要點(diǎn)

2.1 做好準(zhǔn)備工作

首先，合理安排場(chǎng)地環(huán)境。施工之前應(yīng)詳細(xì)分析地下建筑施工的相關(guān)規(guī)范，對(duì)地下環(huán)境進(jìn)行調(diào)研，尤其要注意水電接口，確定接口所在的方位。為了做到有序施工，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空間進(jìn)行布局，劃分材料放置區(qū)域時(shí)，考慮該區(qū)域到各個(gè)施工區(qū)域的距離，以及該區(qū)域到材料庫(kù)房的距離?？垢妒┕ば枰褂脤ｉT的設(shè)備，要在場(chǎng)地中選出一處空間，專門用來放置設(shè)備。對(duì)地下建筑施工場(chǎng)地的地面進(jìn)行檢查，保證地面的平整性，為接下來的抗浮樁施工提供良好的環(huán)境條件。其次，確定抗浮錨桿鉆孔的位置。在保證地面足夠平整的情況下確定孔位，施工人員需要使用全站儀，利用該儀器進(jìn)行測(cè)量，確定施工現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)軸線，對(duì)平面圖和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行分析，找出抗浮錨桿鉆孔的具體方位，對(duì)該位置進(jìn)行標(biāo)記，為了讓標(biāo)記更加明顯，可以使用紅鉛油這種材料。最后，準(zhǔn)備鉆機(jī)。在標(biāo)記處進(jìn)行鉆孔之前，需要安裝鉆機(jī)并對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)整，注意鉆機(jī)立軸的角度，保證立軸的垂度，同時(shí)要讓立軸正對(duì)著孔位，安裝的過程中，應(yīng)保持平整的狀態(tài)，安裝完成后，確保鉆機(jī)足夠穩(wěn)固[1]。

2.2 錨桿成孔和清孔提鉆

在錨桿成孔的施工過程中，需要選擇專業(yè)的、合適的鉆機(jī)，可以在鉆孔施工中使用YXZ-70（90）這種型號(hào)的設(shè)備。鉆孔的時(shí)候要注意壓強(qiáng)，為了有效驅(qū)動(dòng)偏心潛孔錘，需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和控制，使其處于0.75MPa的高壓風(fēng)力中，在這個(gè)條件下，鉆機(jī)能夠有效驅(qū)動(dòng)Φ146套管，使其逐漸深入到抗浮錨桿的內(nèi)部，鉆孔時(shí)應(yīng)注意孔的深度，確保深度大于或等于50mm。施工人員需要注意土層的性質(zhì)，如果鉆孔時(shí)遇到了軟弱層，需要根據(jù)土層的情況科學(xué)設(shè)計(jì)錨桿的長(zhǎng)度，在鉆進(jìn)的過程中控制好孔深，達(dá)到深度的規(guī)定。

在清孔提鉆的施工過程中，要與錨桿成孔施工工作結(jié)合起來，當(dāng)鉆進(jìn)的深度符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)先暫停2min，對(duì)孔內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行清理，用高壓風(fēng)力去除內(nèi)部的碎石和塵土等物質(zhì)，清孔時(shí)一定要控制好時(shí)間，清孔的時(shí)間應(yīng)在2min之內(nèi)，時(shí)間過長(zhǎng)有可能會(huì)出現(xiàn)塌孔的問題，通過科學(xué)清孔保證注漿施工的質(zhì)量，在清孔提鉆工作中保護(hù)好錨桿孔，將塵土等雜質(zhì)全部清除出去，保持孔內(nèi)的整潔和干凈，為后期注漿提供良好的孔內(nèi)環(huán)境[2]。

2.3 制作鋼筋和安裝鋼筋

鋼筋的制作和安裝主要包括以下幾個(gè)步驟：首先，選取一根熱軋鋼筋，注意鋼筋的型號(hào)和級(jí)別，可以選擇28HRB400級(jí)的鋼筋。生產(chǎn)鋼筋時(shí)，一般會(huì)將長(zhǎng)度設(shè)定為9m或12m，可以使用9m的鋼筋。要想知道鋼筋下料時(shí)的深度，需要根據(jù)抗浮錨桿孔的深度進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般來說，要比錨桿孔深多出1180mm。其次，要將注漿管綁到鋼筋上，注漿管的材料為PVC，PVC管的直徑為Φ20，盡量將注漿管的頂部預(yù)留出一部分，讓注漿管上端比錨桿多出來400mm，這能讓后期的注漿更加方便，同時(shí)，注漿管底部的長(zhǎng)度也要進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)當(dāng)比鋼筋的長(zhǎng)度短200mm，這能讓注漿管順利進(jìn)入到孔中，不會(huì)破壞涂層，通過長(zhǎng)度的控制保證注漿的效果。再次，在抗浮錨桿上安裝Φ6鋼筋箍以及支架，要沿著軸線的方向進(jìn)行安裝，控制好安裝的間距，按照2m的間隔距離進(jìn)行焊接，使錨桿更加穩(wěn)固。對(duì)抗浮錨桿的外側(cè)進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)控制好焊接的寬度，確保寬度等于或超過25mm，對(duì)錨桿進(jìn)行保護(hù)和加固，使保護(hù)層更加穩(wěn)固。當(dāng)注漿管和鋼筋全部處理好后，使其一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)入孔內(nèi)，施工人員要對(duì)注漿管端口的位置進(jìn)行控制，使其與錨孔的最低處保持20～30cm的距離。最后，放入主筋。為了更順利地放入主筋，需要使用滑輪架，主筋上應(yīng)綁有注漿管，對(duì)滑輪架進(jìn)行操控時(shí)，應(yīng)緩慢操作，讓主筋和注漿管逐漸到達(dá)錨孔的最低處[3]。

2.4 拔出套管和填入豆石

將套管拔出來之前，需要對(duì)排氣管以及注漿管進(jìn)行處理，為了避免灰塵和碎石從兩端進(jìn)入到管內(nèi)，可以用塑料布進(jìn)行包裹。準(zhǔn)備拔出來的時(shí)候，加入少量豆石，豆石會(huì)堆到套管的底部，第一次加入的時(shí)候，豆石的高度應(yīng)超過套管1m，這時(shí)將套管拔出來1m，按照這個(gè)步驟繼續(xù)放入豆石和拔出套管，使豆石足夠緊密，當(dāng)豆石和孔口之間的間距處于700～800mm時(shí)，套管就能被完全拔出來。加入豆石的過程中，應(yīng)控制好鋼筋的位置，確保鋼筋一直處于中心處，避免鋼筋偏移，同時(shí)還要控制豆石的含量，必須要讓含量超過3%，同時(shí)還要注意有害物質(zhì)的含量，如硫化物等，將這類物質(zhì)的含量控制在1%以下。

2.5 注漿施工

地下建筑抗浮樁施工中最重要的就是注漿施工，注漿施工需要使用水泥材料，要對(duì)材料的標(biāo)號(hào)進(jìn)行控制，保證標(biāo)號(hào)等于或大于P.O42.5R，使用硅酸鹽水泥等快硬水泥，確保水泥的強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5R。灌漿的過程中，要將壓力保持為M30t，將注漿管當(dāng)成導(dǎo)管，泥漿泵主要負(fù)責(zé)吸入泥漿，泥漿經(jīng)過高壓注漿管之后，通過槍頭和注漿口進(jìn)入到錨孔的內(nèi)部，持續(xù)注漿，當(dāng)漿液溢出錨孔之后，將壓強(qiáng)控制在0.5～2MPa之間，壓強(qiáng)要保持不變，繼續(xù)注漿1min，隨后停止注漿，將槍頭拔下來，快速對(duì)注漿管進(jìn)行拆堵處理[4]。

2.6 檢測(cè)抗浮錨桿

為了保證抗浮樁施工的質(zhì)量，需要進(jìn)行基本試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)?；驹囼?yàn)?zāi)軌驒z測(cè)出抗浮錨桿的抗拔力，在檢測(cè)試驗(yàn)的過程中，需要在不同的區(qū)域中進(jìn)行挑選，在各個(gè)區(qū)域選出不低于6根的抗浮錨桿，以此為基礎(chǔ)展開試驗(yàn)，得到最大的抗拔力，如果最大抗拔力超過或等于360kN，說明這個(gè)試驗(yàn)桿質(zhì)量達(dá)標(biāo)，可以被用在地下建筑的施工中。驗(yàn)收試驗(yàn)與基本試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間和試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)有很大不同，灌漿施工完成后，檢測(cè)人員需要在1個(gè)月之后進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，在檢測(cè)試驗(yàn)的過程中選取一定數(shù)量的抗浮錨桿，確保選取的數(shù)量超過6%，對(duì)其進(jìn)行分級(jí)加荷檢測(cè)，通過檢測(cè)試驗(yàn)分析底層分布的均勻情況和錨桿的軸向拉力，在評(píng)價(jià)和分析的時(shí)候，當(dāng)橫向拉力超過200kN時(shí)，表示質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3 抗浮樁施工技術(shù)在地下建筑工程應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 工程概況

某工程為地下室加固工程，該建筑地下和地上分別有兩層和三層，屬于商業(yè)綜合樓，建筑的結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。工程所在地區(qū)的地質(zhì)條件較差，當(dāng)?shù)刂饕獮榍治g堆積低山丘陵地形，東南區(qū)域的地質(zhì)條件較差，很大一部分區(qū)域都是黏性土，其中還包括粉土，地下環(huán)境中存在砂卵石地層。在原本的抗浮樁施工中，針對(duì)的是中等風(fēng)化泥巖。連續(xù)降雨之后，發(fā)現(xiàn)地下室部分區(qū)域存在較大的安全隱患，一些抗水板出現(xiàn)了裂縫，還出現(xiàn)了拱起的情況，該區(qū)域滲水非常嚴(yán)重，經(jīng)過檢查，在負(fù)一層的鋼筋混凝土梁上發(fā)現(xiàn)了裂縫，對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域的抗浮錨桿已經(jīng)失效，必須要重新對(duì)地下室進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，利用抗浮樁施工技術(shù)進(jìn)行加固。

3.2 抗浮樁施工技術(shù)的應(yīng)用

首先，計(jì)算荷載和抗浮樁。在降雨量較大的時(shí)期，當(dāng)?shù)氐淖罡咚贿_(dá)到了368.8m，比底板高7.6m，抗浮樁施工應(yīng)當(dāng)以最高水位為基礎(chǔ)，對(duì)地下室頂板的高度進(jìn)行調(diào)整?？垢妒┕ば枰紤]建筑結(jié)構(gòu)的重量和抗水板的厚度，頂板應(yīng)將厚度控制為200mm，將地下一層抗水板的厚度設(shè)置為150mm，將地下室柱子、抗水板、梁等部位自重的總和設(shè)置20kN/m2。在地下室中加入新的抗浮樁，樁體的長(zhǎng)度和直徑分別為4.5m和1000m，按照柱網(wǎng)進(jìn)行施工，每個(gè)柱網(wǎng)中抗浮樁總共的抗拔力應(yīng)為4219kN，各個(gè)柱網(wǎng)應(yīng)包含3根左右的抗浮樁，所以單獨(dú)一個(gè)抗浮樁的抗拔力不得低于1406kN。地下室抗浮樁施工中采用三級(jí)鋼，在裂縫的處理中，要對(duì)裂縫寬度的最大值進(jìn)行控制，裂縫寬度不應(yīng)超過0.2mm，根據(jù)裂縫寬度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)抗浮樁。對(duì)配筋面積進(jìn)行計(jì)算，得到9504mm2，使用25Φ22的配筋，由此能夠得到抗浮樁裂縫的寬度，即0.179mm，符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)沖切承載能力進(jìn)行計(jì)算，抗水板的厚度和強(qiáng)度分別為40mm和C30，將抗水板截面的高度設(shè)置為340mm，則截面周長(zhǎng)為6092mm，抗沖切能力能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

其次，對(duì)抗浮樁的樁帽進(jìn)行改造。應(yīng)用抗浮樁施工技術(shù)進(jìn)行加固處理時(shí)，應(yīng)充分考慮新抗浮樁和舊抗水板之間的樁帽，樁帽決定了抗拔力的傳遞效果，如果樁帽不夠合理，將會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)滲水的問題。在樁帽的設(shè)計(jì)中，在樁帽的上方區(qū)域安裝一個(gè)厚度為100mm的板帶，新的混凝土還會(huì)和原本的混凝土形成一個(gè)結(jié)合面，加入新的抗浮樁之后，抗拔力會(huì)經(jīng)過板帶和結(jié)合面，逐漸到達(dá)抗水板。為了避免再次出現(xiàn)滲水的情況，本工程使用了P-201遇水膨脹止水膠，將其用在結(jié)合面上，起到雙重密封的作用。

最后，對(duì)地下室的集水坑進(jìn)行改造。為了避免抗浮樁施工受到地下水的影響，需要對(duì)地下水位進(jìn)行控制，對(duì)集水坑進(jìn)行調(diào)整，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷＞唧w進(jìn)行改造時(shí)，對(duì)集水井周邊的混凝土進(jìn)行處理，將其破除后，加入反濾層，對(duì)不銹鋼導(dǎo)流管進(jìn)行組裝，同時(shí)還要在管口區(qū)域設(shè)置止水閥，完全封閉之后，就完成了改造工作。當(dāng)?shù)叵滤贿^高時(shí)，在反濾層和導(dǎo)流管的作用下，地下水會(huì)逐漸流入集水井中，此時(shí)再將地下水統(tǒng)一抽排出去?？垢妒┕ぜ夹g(shù)的應(yīng)用不會(huì)對(duì)抗水板帶來太大影響，能夠有效解決裂縫和滲水的問題，完成施工后，地下室沒有再出現(xiàn)上浮的情況，呈現(xiàn)出良好的抗浮效果。

4 結(jié)束語

應(yīng)用抗浮樁施工技術(shù)的過程中，一定要保證抗浮樁施工的安全，對(duì)抗浮力進(jìn)行分析時(shí)，充分考慮結(jié)構(gòu)的自重，根據(jù)抗拔側(cè)阻力的情況合理安排抗拔樁的間距。施工人員要按照地下建筑工程施工的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，規(guī)范使用抗浮樁施工技術(shù)，保證地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，通過抗浮樁施工技術(shù)提高工程建設(shè)的質(zhì)量。