论文部分内容阅读
摘 要：近年来随着城市建设的发展，高层，超高建筑以及大跨度空间结构得到越来越多的应用，随着地下室越埋越深，大跨度空间结构往往有大面积区域存在地下水浮力的问题。国内外已有因水浮力处置不当而引起的各类事故，建筑物的抗浮问题引起各方面的注意。通过对很多类似工程事故的分析，可以得出以下结论：应高度重视地质和水文的勘察，特别是容易引起工程事故的区域，应作详细的勘察；在施工阶段应作好基坑排水和池体外回填土，以及池顶及时覆土，池顶覆土对池体抗浮起到很大作用，尽量避免地下水上浮；抗拔锚杆以其施工便捷且造价低廉的优势，在地下车库、人防工程、清水池等工程中得到越来越广泛的应用。
关键词：地下水；抗浮；抗浮锚杆
目前建筑物抗浮方法主要有降排地下水、隔水法、压重法、抗浮桩、抗浮锚杆以及其他抗浮措施。其中降排地下水适合于水量不大的情况，且需要长期的控制和维护，隔水法费用较高，地层适合有限，压重法通过增加结构自重、增加覆土层厚度。工程造价偏高，需要加大基础深埋，抗浮力效果有限，抗浮桩，抗浮能力较强，但是抗裂要求不易满足，受力钢筋容易腐蚀，对防水盒耐久性要求都很高，而抗浮锚杆抗浮能力强布置方式灵活，基础底板均匀受力，受力性很好对各种地层的适应性都很强，近年来抗浮锚杆得到越来越多的应用，其表现在抗浮以及耐久方面都很优异。
抗浮锚杆，也叫抗浮桩 ，是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。抗浮锚杆不同于一般的基础桩，有其自身的独特性能，与一般基础桩的最大区别在于：基础桩通常为抗压桩，桩体承受建筑荷载压力，受力自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着建筑荷载的变化而变化；而抗浮桩则为抗拔桩体承受拉力，普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着地下水位的变化而变化，但两者受力机制恰好相反。
抗浮锚杆是指抵抗建筑物向上位移的各种桩型的总称,抗浮锚杆不同于一般的基础桩,有其自身的独特性能,抗浮桩为抗拔桩
一、抗浮锚杆与逆作法
传统抗浮锚杆施工工艺为先施工抗浮锚杆，后施工基础底板和防水层，最后张力锁定。抗浮锚杆张拉锁定以后再后下而上施工主体结构。这种工艺结案，质量比较容易控制，现在在国内应用却不是提案多，但是与传统是施工工艺相比，他却有着很多优点，逆作法的施工顺序是先施工基础底板，在锚杆设计位置处预留孔口，然后在施工抗浮锚杆；进行上部主体结构的施工，抗浮锚杆施工完毕后进行张拉锁定，而上部主体结构的施工可以不间断进行。这样使得建筑无上部结构的施工和地下基础结构施工立体进行。
采用逆作法内撑体系有地下室楼盖答题，在增加侧向支撑敢赌，减小周边建筑变形的同时，可省去大量临时支撑费用。由于是在封闭地下表作业，也可极大地减少建筑物扬尘噪音污染也很少。由此可见，逆作法在施工工期，工艺特点方面有着优异的表现，值得我们大力推广。
（一）逆作法技术要求及难点
采用逆作法施工技术施工抗浮锚杆，基础和上部结构可以实现平行施工，从而显著缩短工期，同时带来良好的经济效益和环境效益。
1.1逆作法要求施工机械能够在地下室有限空间内正常工作，其施工空间受地下室的限制。
1.2施工机械需要能在小范围灵活调整，以满足地下空间内降水井周边及个别斜孔施工要求，才能保证质量。
1.3保证预留板孔铅垂度。铅垂度较差的孔，相邻锚杆可能会在地下斜交，不能保证施工质量。
1.4在张拉锁定时，应该从底板中部开始张拉，由中间向四周跳啦，避免基础底板产生内应力过大。
二、抗浮锚杆设计
抗浮方案的选择是根据场地工程质量水文条件、施工进度综合考虑得出的。为了满足建设方对施工工期的要求，在不影响建筑功能的前提下采用压力型预应力抗浮锚杆技术，并采用逆作法施工。
抗浮锚杆的设计，关键在于其所能承受或提供的锚固力大小，以满足建（构）筑物的抗拔荷载要求。
抗浮锚杆孔径拟为Φ200毫米，抗浮锚杆的杆体采用II级螺纹钢筋（不宜用I级钢筋，应选用II级或III级钢筋），其直径为25毫米和28毫米，单根锚杆抗拔力拟为100KN.锚杆长度分别取6米、8米、9米和11米。为保证锚杆的垂直度和整体性，在锚杆上每隔一段距离焊接3Φ12钢筋作为对中支架。
深水区抗浮力应为2.7吨／平方米－0.98吨／平方米＝1.72吨／平方米，即约6平方米底面积设置一根锚杆；伸缩缝处抗浮力应为1.6吨／平方米－0.98吨／平方米＝0.62吨／平方米，即16平方底面积设置一根锚杆；其他区域按过渡区处理。
锚杆安放完毕后，往孔中灌注水灰比为0.5的水泥浆，注浆压力为0.1米Pa，注浆过程中要有一定的压力，否则容易由于压浆困难导致拔管过快，使锚固体断浆，影响质量。同时一定的注浆压力还可以消除注浆过程中水泥浆的泌水和干缩所造成的摩擦力降低的问题。
1.抗浮锚杆单向受拉，受力性良好，利于基础与结构的变形协调。
2.抗浮锚杆杆体材料通常采用不粘结预应力钢绞线，有油脂、聚乙烯护套保护，提高锚杆耐久性。
3.地下空间允许施工机械施工条件，同时采用可以灵活调整的施工机械，保证施工质量。
4.采用逆作法的时候，基础与上部主体结构立体平行，这样不占用上部主体结构施工时间，节省工期。
三、锚杆的布置方式与优缺点
1.集中点状布置，一般布置在柱下；优点：可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强的抵抗力。缺点：要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏；由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便；地下室底板梁板配筋较大。
2.集中线状布置，一般布置于地下室底板梁下；优点：由于锚杆布置相对集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有较强的抵抗力。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全，对于跨高比小于6的底板梁，可以适当考虑上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力），要求锚固于较硬岩体中，不适用于软岩与土体；地下室底板板配筋较大。
3.面状均匀布置，在地下室底板下均匀布置；优点：适用于所有土体和岩体；地下室底板梁板配筋较小。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全）；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于能分担的锚杆较少，此情况抵抗力差；由于锚杆布置相对分散，对于地下室底板下的外防水施工比较麻烦。
4.集中点状布置推荐用于坚硬岩；集中线状布置推荐用于坚硬岩与较硬岩；面状均匀布置推荐用于所有情况，在每个锚杆四周均做防水加强层，为确保防水效果，加强层做2道，一道水泥基渗透结晶型防水涂料，一道卷材防水，其中卷材在锚杆处环绕钢筋热熔包裹，上卷高度是自垫层向上至钢筋砼筏板底，这样卷材形成筒状，内有钢筋，卷材做完后向筒内灌注防水密封膏，必须与卷材相容，以免起化学反应破坏防水。加强层做完后再做普通防水层即可；止水钢板应与锚杆钢筋满焊。
四、结语
水工建筑物不论是新建还是加固工程都存在抗浮问题，过去因资料缺乏、经验不足造成的抗浮稳定不够的工程都可以用桩来解决抗浮问题。根据统计，用桩(拉锚)加固的，可节约工程量40%，节约工程投资30%。如推广使用，目前全国每年新建与加固大中型工程项目数百项，可节约数亿元投资。社会效益更加显著。
参考文献
[1]参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》；
作者简介：韩立秋，男，1979,06,16。2002年7月毕业于黑龙江科技学院现从事建筑结构设计工作。
关键词：地下水；抗浮；抗浮锚杆
目前建筑物抗浮方法主要有降排地下水、隔水法、压重法、抗浮桩、抗浮锚杆以及其他抗浮措施。其中降排地下水适合于水量不大的情况，且需要长期的控制和维护，隔水法费用较高，地层适合有限，压重法通过增加结构自重、增加覆土层厚度。工程造价偏高，需要加大基础深埋，抗浮力效果有限，抗浮桩，抗浮能力较强，但是抗裂要求不易满足，受力钢筋容易腐蚀，对防水盒耐久性要求都很高，而抗浮锚杆抗浮能力强布置方式灵活，基础底板均匀受力，受力性很好对各种地层的适应性都很强，近年来抗浮锚杆得到越来越多的应用，其表现在抗浮以及耐久方面都很优异。
抗浮锚杆，也叫抗浮桩 ，是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。抗浮锚杆不同于一般的基础桩，有其自身的独特性能，与一般基础桩的最大区别在于：基础桩通常为抗压桩，桩体承受建筑荷载压力，受力自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着建筑荷载的变化而变化；而抗浮桩则为抗拔桩体承受拉力，普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着地下水位的变化而变化，但两者受力机制恰好相反。
抗浮锚杆是指抵抗建筑物向上位移的各种桩型的总称,抗浮锚杆不同于一般的基础桩,有其自身的独特性能,抗浮桩为抗拔桩
一、抗浮锚杆与逆作法
传统抗浮锚杆施工工艺为先施工抗浮锚杆，后施工基础底板和防水层，最后张力锁定。抗浮锚杆张拉锁定以后再后下而上施工主体结构。这种工艺结案，质量比较容易控制，现在在国内应用却不是提案多，但是与传统是施工工艺相比，他却有着很多优点，逆作法的施工顺序是先施工基础底板，在锚杆设计位置处预留孔口，然后在施工抗浮锚杆；进行上部主体结构的施工，抗浮锚杆施工完毕后进行张拉锁定，而上部主体结构的施工可以不间断进行。这样使得建筑无上部结构的施工和地下基础结构施工立体进行。
采用逆作法内撑体系有地下室楼盖答题，在增加侧向支撑敢赌，减小周边建筑变形的同时，可省去大量临时支撑费用。由于是在封闭地下表作业，也可极大地减少建筑物扬尘噪音污染也很少。由此可见，逆作法在施工工期，工艺特点方面有着优异的表现，值得我们大力推广。
（一）逆作法技术要求及难点
采用逆作法施工技术施工抗浮锚杆，基础和上部结构可以实现平行施工，从而显著缩短工期，同时带来良好的经济效益和环境效益。
1.1逆作法要求施工机械能够在地下室有限空间内正常工作，其施工空间受地下室的限制。
1.2施工机械需要能在小范围灵活调整，以满足地下空间内降水井周边及个别斜孔施工要求，才能保证质量。
1.3保证预留板孔铅垂度。铅垂度较差的孔，相邻锚杆可能会在地下斜交，不能保证施工质量。
1.4在张拉锁定时，应该从底板中部开始张拉，由中间向四周跳啦，避免基础底板产生内应力过大。
二、抗浮锚杆设计
抗浮方案的选择是根据场地工程质量水文条件、施工进度综合考虑得出的。为了满足建设方对施工工期的要求，在不影响建筑功能的前提下采用压力型预应力抗浮锚杆技术，并采用逆作法施工。
抗浮锚杆的设计，关键在于其所能承受或提供的锚固力大小，以满足建（构）筑物的抗拔荷载要求。
抗浮锚杆孔径拟为Φ200毫米，抗浮锚杆的杆体采用II级螺纹钢筋（不宜用I级钢筋，应选用II级或III级钢筋），其直径为25毫米和28毫米，单根锚杆抗拔力拟为100KN.锚杆长度分别取6米、8米、9米和11米。为保证锚杆的垂直度和整体性，在锚杆上每隔一段距离焊接3Φ12钢筋作为对中支架。
深水区抗浮力应为2.7吨／平方米－0.98吨／平方米＝1.72吨／平方米，即约6平方米底面积设置一根锚杆；伸缩缝处抗浮力应为1.6吨／平方米－0.98吨／平方米＝0.62吨／平方米，即16平方底面积设置一根锚杆；其他区域按过渡区处理。
锚杆安放完毕后，往孔中灌注水灰比为0.5的水泥浆，注浆压力为0.1米Pa，注浆过程中要有一定的压力，否则容易由于压浆困难导致拔管过快，使锚固体断浆，影响质量。同时一定的注浆压力还可以消除注浆过程中水泥浆的泌水和干缩所造成的摩擦力降低的问题。
1.抗浮锚杆单向受拉，受力性良好，利于基础与结构的变形协调。
2.抗浮锚杆杆体材料通常采用不粘结预应力钢绞线，有油脂、聚乙烯护套保护，提高锚杆耐久性。
3.地下空间允许施工机械施工条件，同时采用可以灵活调整的施工机械，保证施工质量。
4.采用逆作法的时候，基础与上部主体结构立体平行，这样不占用上部主体结构施工时间，节省工期。
三、锚杆的布置方式与优缺点
1.集中点状布置，一般布置在柱下；优点：可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强的抵抗力。缺点：要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏；由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便；地下室底板梁板配筋较大。
2.集中线状布置，一般布置于地下室底板梁下；优点：由于锚杆布置相对集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有较强的抵抗力。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全，对于跨高比小于6的底板梁，可以适当考虑上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力），要求锚固于较硬岩体中，不适用于软岩与土体；地下室底板板配筋较大。
3.面状均匀布置，在地下室底板下均匀布置；优点：适用于所有土体和岩体；地下室底板梁板配筋较小。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全）；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于能分担的锚杆较少，此情况抵抗力差；由于锚杆布置相对分散，对于地下室底板下的外防水施工比较麻烦。
4.集中点状布置推荐用于坚硬岩；集中线状布置推荐用于坚硬岩与较硬岩；面状均匀布置推荐用于所有情况，在每个锚杆四周均做防水加强层，为确保防水效果，加强层做2道，一道水泥基渗透结晶型防水涂料，一道卷材防水，其中卷材在锚杆处环绕钢筋热熔包裹，上卷高度是自垫层向上至钢筋砼筏板底，这样卷材形成筒状，内有钢筋，卷材做完后向筒内灌注防水密封膏，必须与卷材相容，以免起化学反应破坏防水。加强层做完后再做普通防水层即可；止水钢板应与锚杆钢筋满焊。
四、结语
水工建筑物不论是新建还是加固工程都存在抗浮问题，过去因资料缺乏、经验不足造成的抗浮稳定不够的工程都可以用桩来解决抗浮问题。根据统计，用桩(拉锚)加固的，可节约工程量40%，节约工程投资30%。如推广使用，目前全国每年新建与加固大中型工程项目数百项，可节约数亿元投资。社会效益更加显著。
参考文献
[1]参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》；
作者简介：韩立秋，男，1979,06,16。2002年7月毕业于黑龙江科技学院现从事建筑结构设计工作。