陳鵬良

(福建省第五建筑工程公司，泉州 362000)

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，建筑工程施工技術(shù)也在不斷提高。在工程建設(shè)中，許多建筑物都設(shè)計(jì)有地下室，常見的有兩層至三層，目的是讓建筑物更好地實(shí)現(xiàn)其使用功能[1,2]。地下室的存在會使得建筑基礎(chǔ)工程的施工深度更深、體積更大，從而導(dǎo)致地下工程在水浮力作用下引起的上浮現(xiàn)象。

在地下水位較高時(shí)，由于地下水浮力過大，地下室底板容易受到破壞。地下水浮力對地下工程的破壞作用主要有兩類：第一類是建筑物整體上浮破壞，在這種破壞方式中，地下室底板和結(jié)構(gòu)的梁、柱節(jié)點(diǎn)均遭到破壞，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致建筑物發(fā)生整體失穩(wěn)；第二類是建筑物的局部破壞，主要表現(xiàn)為，地下室底板局部隆起，引起地下室漏水。為了有效地控制施工質(zhì)量，避免建筑物因抗浮力不足而產(chǎn)生建筑物破壞，需要有針對性的施工方案來解決浮力的影響。該文以福建省泉州市某建筑工程為案例，介紹了地下室抗浮錨桿的施工工藝，并對地下工程抗浮錨桿成孔注漿施工工藝進(jìn)行了分析研究。

1 抗浮錨桿簡介

在高層建筑地下室工程中，為了抵抗地下水的浮力，往往在基礎(chǔ)底板處設(shè)置抗浮錨桿，尤其是裙樓和地下室的施工，在處理地下室水浮力與建筑結(jié)構(gòu)的相互作用方面效果顯著[3]。

在目前的工程應(yīng)用中，抗浮錨桿因其施工便捷、作用方式簡單、造價(jià)相對較低，從而在地下工程施工領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用?？垢″^桿的作用機(jī)理在于，其通過灌漿體和周圍錨固層間的界面摩擦作用來提供錨固力，以此抵抗地下水浮力對地下室底板的荷載作用，作用機(jī)理與抗拔樁相似。

抗浮錨桿與普通基樁的最大區(qū)別在于，基樁是抗壓樁，樁身承受建筑荷載壓力，應(yīng)力從樁頂傳遞到樁底，樁身應(yīng)力隨著上層建筑荷載的變化而變化；而抗浮錨桿則是利用錨桿灌漿體與地層巖土體之間的摩擦力，有效地將地下室底板穩(wěn)定在設(shè)計(jì)位置，不因外界條件變化(如大量降雨引起地下室底板水浮力驟增)導(dǎo)致底板被浮起發(fā)生破壞?？垢″^桿的作用在于，將底板浮力通過錨桿與巖土體之間的剪應(yīng)力分散至巖土體中。

2 工程概況

該項(xiàng)目位于福建省泉州市石獅市，石金路與南環(huán)路的交叉處。它由7棟高層住宅建筑(31層，建筑高度98.1 m)，1棟物業(yè)管理樓(2層，建筑高度9.7 m)組成，總建筑面積147 598 m2，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.0 m。

在該項(xiàng)目中，裙房與地下室結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板標(biāo)高為-22.4 m，抗浮設(shè)防水位為-4.8 m。通過設(shè)計(jì)計(jì)算可以得到，該地下室部分需要設(shè)置抗浮錨桿以滿足抗浮要求。項(xiàng)目施工時(shí)共設(shè)計(jì)布置1 346根抗浮錨桿，各錨桿間距1.5 m，其中錨桿桿體為直徑25 mm的鋼筋，鉆孔直徑為200 mm，三根鋼筋集合設(shè)置為一根錨桿，長度為7 m。灌漿材料為水灰比為0.55的水泥凈漿，單根錨桿抗拔設(shè)計(jì)值為500 kN，使用年限為70年。

3 抗浮錨桿施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施

3.1 施工工藝流程

錨桿孔定位、編號→鉆機(jī)就位、安裝→安放錨桿→校正孔位→錨桿置入→注漿→錨桿密封處理→錨桿端部焊接。

3.2 錨桿鉆孔與加工操作要點(diǎn)

1)確定孔位鉆孔。位置直接影響錨桿的施工質(zhì)量和效果。因此，技術(shù)人員應(yīng)在鉆孔之前根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置孔的位置，標(biāo)記明顯的標(biāo)記，而不是直接通過目測確定位置。需嚴(yán)格按照錨桿的設(shè)計(jì)位置和一般施工設(shè)計(jì)順序來確定鉆機(jī)的施工位置。

2)鉆進(jìn)與成孔。①安裝和調(diào)試設(shè)備后，必須對準(zhǔn)每個(gè)鉆孔的中心點(diǎn)，即鉆頭的中心必須和錨桿的設(shè)計(jì)中心點(diǎn)匹配，并且對準(zhǔn)誤差必須小于3 cm，垂直偏差小于1%。對準(zhǔn)鉆孔中心點(diǎn)調(diào)整水平后，開始用錨桿鉆孔固定以形成孔；②為了確保鉆孔過程中的定位精度，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔速度。根據(jù)鉆孔過程，主要分為初始鉆孔和正常鉆孔兩個(gè)階段。為了保證開孔位置的準(zhǔn)確性，在鉆至1 m深時(shí)需要進(jìn)行低速鉆削。在消除了過度晃動和偏斜的現(xiàn)象后，可以切換為中速鉆或全速鉆進(jìn)行鉆進(jìn)；③孔的深度應(yīng)比設(shè)計(jì)孔長500 mm以作為沉積區(qū)，確保錨桿的長度滿足設(shè)計(jì)要求。為了確保鉆探過程中地層的穩(wěn)定性，避免偏差和控制孔的直徑，在鉆探過程中應(yīng)在各段中安裝鋼套管，并且在各鋼套管之間采用電線連接。螺栓灌漿完成后，可通過提升機(jī)的提升功能將鋼制套管拆除，該套管可多次使用；④孔形成后，使用高壓水從鉆桿進(jìn)入孔的底部，反復(fù)沖洗，直到返回的漿液沒有明顯的殘留物或砂礫為止。

3)錨桿桿體的制作安放。首先，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求制造錨桿，錨桿必須是平直且除油除銹。其次，在放置錨桿體時(shí)，應(yīng)防止桿體扭曲和彎曲，應(yīng)使桿體始終在鉆孔的中心安裝。然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求，錨桿主體采用三根直徑為25 mm的鋼筋，鋼筋的長度必須滿足錨桿的設(shè)計(jì)長度。同時(shí)，將一次性灌漿管牢固地綁在錨桿上。錨桿制作成品見圖1。安裝錨桿桿體時(shí)，桿體應(yīng)緩慢向下滑入錨孔中，避免損壞錨桿鋼筋中的定位件，以確保錨桿鋼筋的垂直度。

3.3 錨桿置入

抗浮錨桿置入如圖2所示，其放置時(shí)應(yīng)注意如下要求：

1)由于錨桿本身就是鉆桿，因此將鉆頭安裝在前端，根據(jù)設(shè)計(jì)長度直接垂直放入，并采用旋轉(zhuǎn)式工程鉆機(jī)或沖擊器進(jìn)行錨桿施工。2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求在鉆孔前調(diào)整孔位置。3)在鉆孔之前，將灌漿孔用膠帶紙包裹并密封，以防止泥土和砂子進(jìn)入鉆孔。4)在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)小心操作，精神要集中，合理掌握鉆進(jìn)參數(shù)，合理控制鉆進(jìn)速度，確保鉆進(jìn)平穩(wěn)，并使錨桿垂直穿入。5)當(dāng)鉆機(jī)遇到堅(jiān)硬的地面而無法鉆入時(shí)，使用氣動錘進(jìn)行強(qiáng)夯，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)長度施工。

3.4 抗浮錨桿注漿操作要點(diǎn)

首先，施工時(shí)為了保證漿液飽滿，應(yīng)采用二次注漿法。在初次注漿時(shí)，注漿壓力應(yīng)保持在0.5～1.0 MPa，注漿管頭應(yīng)距離孔底0.5 m；二次注漿壓力保持在2.5～4.5 MPa間。在兩次注漿過程中，注意在注漿過程中應(yīng)邊注漿邊拔注漿管，且保證注漿管在漿液頁面以下，不可露出液面直至注漿完畢。注漿完成后應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。其次，錨桿施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求檢查注漿材料，同時(shí)根據(jù)水泥砂漿配合比實(shí)驗(yàn)報(bào)告確定砂漿的配合比，水泥砂漿中需摻入早強(qiáng)劑和膨脹劑[4]。

4 施工質(zhì)量控制與建議措施

4.1 施工質(zhì)量控制

在錨桿施工過程中，應(yīng)當(dāng)注意如下幾點(diǎn)施工質(zhì)量控制要求：1)確保鉆孔位置的準(zhǔn)確性，要求錨孔位置偏差應(yīng)小于50 mm。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)目標(biāo)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和參考坐標(biāo)，計(jì)算出抗浮錨桿的鉆孔位置坐標(biāo)，通過全站儀測量和確定鉆孔位置，降低測量誤差。2)保證鉆孔深度應(yīng)至少比設(shè)計(jì)深度深0.5 m，且孔的斜度應(yīng)不大于5%。將鉆頭移到錨桿的孔中，并調(diào)整鉆頭的水平和垂直方向，以使鉆桿的軸線與孔的中心線成一條直線。3)在完成錨桿鉆孔后，使用高壓水清潔孔中的殘?jiān)?)制作錨桿時(shí)，根據(jù)孔的設(shè)計(jì)深度和錨固平臺的長度來切割桿體。錨桿的錨固長度按40d(d為錨桿桿體的直徑)進(jìn)行調(diào)整，并采用雙面焊接或直螺紋套筒連接。5)錨桿桿體應(yīng)保證安裝筆直，桿體應(yīng)安裝在固定支架上，在注漿12 h后達(dá)到一定強(qiáng)度后再拆除固定支架。6)拔出套管前，排氣管和注漿管應(yīng)用塑料布密封，防止石頭掉入套管，同時(shí)應(yīng)檢查裸露部分的長度，以防止將錨桿整體拉起，從而影響錨固效果。

4.2 施工建議措施

由于抗浮錨桿屬于抗拉構(gòu)件，其作用方向與地面垂直，通過灌漿體與周圍錨固層的粘結(jié)應(yīng)力來傳遞荷載?？垢″^桿上端與地下室底板連接，下部錨固至巖土層中，由灌漿體將所受的外部荷載分散傳遞至巖土體，以此平衡基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的浮力，從而發(fā)揮錨固作用。根據(jù)其受力特點(diǎn)，在施工過程中應(yīng)注意以下問題：

1)正式施工前，應(yīng)組織施工人員學(xué)習(xí)并貫徹施工工藝等各項(xiàng)技術(shù)要求，并進(jìn)行全面的技術(shù)交底，做到對施工過程非常熟悉。2)鉆進(jìn)過程采用跟管鉆進(jìn)模式，即從鉆進(jìn)開始至結(jié)束，整個(gè)孔內(nèi)全部采用套管護(hù)壁，避免卡鉆、塌孔、擴(kuò)孔的現(xiàn)象。3)在確定錨桿的數(shù)量和間距時(shí)，不僅要考慮總的抗拔力，還要考慮錨桿與錨桿之間的相互影響。間距太小不僅會影響成品錨桿的質(zhì)量，而且也會出現(xiàn)多個(gè)錨桿的錨固效率比單個(gè)錨桿的錨固效率低的情況。4)應(yīng)該長期觀察建筑物的上浮量，由于地下水位不斷變化，因此基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受外部環(huán)境的影響很大，該項(xiàng)檢測可與建筑物的沉降觀測同時(shí)進(jìn)行。5)采取二次壓漿工藝：錨桿鉆孔工序完成后，隨即進(jìn)行清孔，經(jīng)質(zhì)量驗(yàn)收達(dá)到成孔質(zhì)量要求后即可下放錨桿。

5 結(jié) 語

抗浮錨桿具有良好的抗拔承載能力，通過與地下室底板結(jié)合使用，主要針對地下工程或基礎(chǔ)工程承載力滿足要求而抗浮不滿足要求的情況下使用，目的是提高建筑物的抗浮作用。該項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)表明，將抗浮錨桿應(yīng)用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)抗浮不僅是可行的，而且是可靠的。首先，抗浮錨桿布置非常靈活，結(jié)構(gòu)簡單，無環(huán)境污染，無施工噪音。其次，抗浮錨桿具有較高的抗拔承載力和良好的抗浮效果，施工后的基礎(chǔ)承載力可以滿足要求。最后，針對抗浮錨桿在施工過程中面臨的施工問題與困難，提出相應(yīng)的建議措施，希望為類似抗浮錨桿施工工程提供建議與參考。