论文部分内容阅读
[摘 要]在地下水丰富的地下工程中，为解决地下建（构）筑物的抗浮问题，不断出现设计采用抗拔锚杆作为抗拉或抗拔构件的工程实例。由于抗拔锚杆在承担拉力上的固有功能，施工成本不高，有着较好的应用前景。在作为建（构）筑物的抗拉或抗拔构件方面，目前国内对抗拔锚杆的设计与施工规范及验收标准尚未完善，在具体施工中，普遍采取参照基坑支护锚杆的施工规范及验收标准。本文通过笔者多年工程经验及某工程基础抗拔锚杆施工实例，总结了基础抗拔锚杆施工技术与广大施工技术、施工质量管理同仁共勉。
[关键词]基础抗拔锚杆 施工技术 运用与实践
中图分类号：U417.1+16 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）22―0485―01
一、工程概况
某地下停车库工程，设计为两层地下结构，总建筑面积约26069.69 m2，地面±0.00标高为黄海高程-0.50，地下车库底板底面标高为-9.75m（黄海高程―10.25m），现地面标高约为+2.80m（黄海高程2.30m），开挖深度约12.55m。地面待本工程完工后，恢复为公园。由于工程地下水位较浅，且为承压水，设计采用锚杆基础作为抗浮措施。
二、工程地质及水文概况
1、场地主要地质为：
①素填土：回填时间超过15年，厚度1.8～7.5m；
②-1淤泥：7.3～15m；②-2含泥粗砂层：厚度0.7～3.5m；②-3：泥质粉细砂：厚度0.9～6.5m；
③-1粘土-粉质粘土：厚度0.7～5.5m；；③-2含泥砾粗砂：厚度0.6～6.6m；
④残积砂质粘土：厚度1.3～8.2m；
⑤中风化花岗层顶埋深20.1～48.9m、岩芯抗压强度40.4～136.6MPa。
2、水文地质情况
地下稳定水位埋深为1.0～2.7m，含泥粗砂和含泥砾粗砂层具有承压水、其稳定 水位埋深为2.2～3.1m；地下水对混凝土具弱腐蚀性，对钢筋砼结构中钢筋：在长期浸泡下具弱腐蚀性，在干湿交替下具强腐蚀性，对钢构具有中等腐蚀性。
三、锚杆设计
本工程设计采用抗拔锚杆桩，锚杆由现地面开始向下施工，锚杆成孔直径150mm，锚杆杆体材料采用HRB400直径为φ28的两根钢筋点焊，定位器采用φ6.5钢筋焊接制作，注浆管采用内径Ф20钢管，锚杆一次注浆采用M35水泥砂浆，二次注浆材料为P.C42.5普通硅酸盐水泥浆，锚杆打入中风化岩层至少3米，单根锚杆桩抗拔特征值为200KN，承载力极限值为400KN。
四、施工技术
1、施工程序
接受施工任务→了解施工现场条件→安排施工任务计划→熟悉设计，施工要求→编制施工组织设计→做好施工准备→组织施工机械及人员进场→机械组装及调试→进购及验收原材料→桩位放样及复核→施工→选锚杆进行抗拔试验→整理資料.
2、抗浮桩锚杆施工工艺流程、技术参数
本工程采用钻孔成孔，套管内径为150mm，套管入中风化岩层以下至少3m，成孔后采用高压水清孔。注浆材料采用P.C42.5级普通硅酸盐水泥，水泥砂浆强度M35。
锚孔定位编号→钻机就位→钻孔→下锚（钢筋及注浆管）→常压注浆→二次注浆
（1）、钻孔
1）钻孔套管内径150mm，孔径偏差不大于2cm，锚孔偏斜度不大于5%，成孔深度达到设计要求，深度超过锚杆设计长度不小于0.5m；
2）选用内径150mm套管钻孔机钻进，入中风化岩层至少3m；
3）掌握锚孔中心度，防止锚孔偏斜，跑斜后应采取措施，重新成孔。
（2）、洗孔
1）锚孔成孔后，用高压水将锚杆孔洗干净，将连接空压机的洗井管置入孔内，同时不断补充直到孔口流出清水；
2）做好孔口维护，防止泥浆流入孔内。
（3）、钢筋及注浆管的制作及安装
1）采用两根φ28钢筋与对中架点焊在一起，沿钻孔中心从地面向下安装入中风化花岗岩层大于3米，底部悬空50mm.；
2）注浆管安装与钢筋安装工作同时进行，2根注浆管与钢筋交错安置呈十字型平面布置，注浆管直径20mm，长度超出地面0.5m左右，端头到孔底100mm.（压浆管与锚杆体主筋相错50mm）；
3）钢筋采用吊车调运安放，安装前钢筋的制作质量和长度需经监理验收合格后，方可下入孔内。插放钢筋时，应防止锚杆扭压、弯曲，杆体放入角度与钻孔角度一致。（详见抗拔锚杆布置示意图）；
4）主筋长度为设计长度加锚固长度，锚固段待施工承台时弯曲成型，主筋接长采用套筒连接；
5）用压浆管控制标高，压浆管距孔底100mm，锚杆主筋距孔底50mm，压浆管与锚杆主筋相错50mm，压浆管高出地面0.5m左右，控制压浆管位置即可保证杆体主筋位置。
（4）、注浆
1）浆液配制：
①一次常压：水灰比：0.45，水泥：P.C.42.5（普硅525R），水砂比1：1（重量比）
②二次高压：水灰比：0.55，水泥：P.C.42.5（普硅525R）
2）水泥浆搅拌均匀，具有可靠性，低泌浆性；
3）注浆前先泵送清水至孔口返水以疏通管路，后采用常压泵送方法注浆；
4）一次注浆采用埋管法注浆，首次注浆量以注满孔为准；
5）高压注浆采用孔底返浆法，用压浆机（泵）将水泥（砂）浆通入注浆管注入孔底，水泥浆从钻孔底向外依次充满并将孔内空气压出，由孔眼处挤出并填满第一次注浆体；
6）待一次注浆体注浆完成后24小时即可进行二次高压注浆，注浆材料采用纯水泥浆（水灰比为0.55）。二次注浆压力不小于2.5MPa，时间可根据注浆工艺通过试验确定。为了提高浆体的早期强度，可以考虑加入适量的外掺剂，起到早强和膨胀的作用；锚杆施工前进行基本试验，数量6根，用作基本试验的锚杆参数，在做配合比实验时，同时做掺加外加剂和不掺加外加剂的两组水泥浆的配合比。根据实验结果进行比较之后，根据实际需要再决定水泥浆是否掺加外加剂； 7）试块制作，除见证取样外，每30根锚杆做1组6个，规格70.7mm×70.7mm×70.7mm，取28d抗压强度值；基本试验则取同条件养护下试块强度；
五、施工质量控制要点
工程施工前，认真对各班组及个人进行技术交底，强化工程质量意识。着重从以下几个方面进行质量控制：
1、成孔
（1）在钻机正前方和侧面分别竖起一只钢筋三角架，并吊上線锤以检查钻杆的垂直度；
（2）在钻孔过程中，由施工员或班组长负责检查锚孔是否发生倾斜，若发现钻杆倾斜，应立即停止施工，取出钻杆重新调试后方可继续施工，偏斜度小于5%；
（3）钻进至设计标高时，停止钻进，用高压水冲洗，直至冲洗液变清，确保孔底沉渣度≦3cm；
（4）钻孔过程有专职记录员做好施工记录。钻孔过程中，若出现遇到孤石情况应暂停钻进，并及时与设计、监理等相关人员研究处理；
2、锚拉杆制作、组装
（1）锚杆杆体采用HRB400直径为φ28的两根钢筋与定位杆点焊，拉杆钢筋要求顺直，并除锈、处理；
（2）为保证承受设计荷载，沿杆体轴线方向每隔2m设置一个定位环以及定位杆，定位杆应与锚杆主筋点焊，压浆管与定位器用22铁丝绑扎牢固；
3、注浆
（1）注浆管采用耐压不小于5Mpa的钢管内径20mm，注浆管随锚杆一起入孔，距孔底100mm；
（2）注浆液均匀搅拌，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液；
（3）注浆作业开始和中途停止较长时间，再作业时用水或稀水泥浆润滑注浆泵；
（4）注浆压力控制在0.3～0.55Mpa，常压注浆结束后，应将注浆管、注浆枪、注浆套管清洗干净；
（5）注浆过程中应控制压力和流量，使浆液均匀上冒，直至在孔口溢出，可停止注浆；
（6）在注浆过程中，及时处理常见的穿孔、冒浆和浆液沿地下通道大量流失现象。
六、试验与施工结论
工程完工后，检测部门对现场32根抗拔锚杆进行抽检，锚杆极限承载力特征值均超过400kN，符合设计要求。通过抗拔锚杆在该工程基地施基础中的施工实践，施工过程的有效控制及发现了施工过程中的问题并及时解决总结了经验，值得在同类工程中借鉴应用。
[关键词]基础抗拔锚杆 施工技术 运用与实践
中图分类号：U417.1+16 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）22―0485―01
一、工程概况
某地下停车库工程，设计为两层地下结构，总建筑面积约26069.69 m2，地面±0.00标高为黄海高程-0.50，地下车库底板底面标高为-9.75m（黄海高程―10.25m），现地面标高约为+2.80m（黄海高程2.30m），开挖深度约12.55m。地面待本工程完工后，恢复为公园。由于工程地下水位较浅，且为承压水，设计采用锚杆基础作为抗浮措施。
二、工程地质及水文概况
1、场地主要地质为：
①素填土：回填时间超过15年，厚度1.8～7.5m；
②-1淤泥：7.3～15m；②-2含泥粗砂层：厚度0.7～3.5m；②-3：泥质粉细砂：厚度0.9～6.5m；
③-1粘土-粉质粘土：厚度0.7～5.5m；；③-2含泥砾粗砂：厚度0.6～6.6m；
④残积砂质粘土：厚度1.3～8.2m；
⑤中风化花岗层顶埋深20.1～48.9m、岩芯抗压强度40.4～136.6MPa。
2、水文地质情况
地下稳定水位埋深为1.0～2.7m，含泥粗砂和含泥砾粗砂层具有承压水、其稳定 水位埋深为2.2～3.1m；地下水对混凝土具弱腐蚀性，对钢筋砼结构中钢筋：在长期浸泡下具弱腐蚀性，在干湿交替下具强腐蚀性，对钢构具有中等腐蚀性。
三、锚杆设计
本工程设计采用抗拔锚杆桩，锚杆由现地面开始向下施工，锚杆成孔直径150mm，锚杆杆体材料采用HRB400直径为φ28的两根钢筋点焊，定位器采用φ6.5钢筋焊接制作，注浆管采用内径Ф20钢管，锚杆一次注浆采用M35水泥砂浆，二次注浆材料为P.C42.5普通硅酸盐水泥浆，锚杆打入中风化岩层至少3米，单根锚杆桩抗拔特征值为200KN，承载力极限值为400KN。
四、施工技术
1、施工程序
接受施工任务→了解施工现场条件→安排施工任务计划→熟悉设计，施工要求→编制施工组织设计→做好施工准备→组织施工机械及人员进场→机械组装及调试→进购及验收原材料→桩位放样及复核→施工→选锚杆进行抗拔试验→整理資料.
2、抗浮桩锚杆施工工艺流程、技术参数
本工程采用钻孔成孔，套管内径为150mm，套管入中风化岩层以下至少3m，成孔后采用高压水清孔。注浆材料采用P.C42.5级普通硅酸盐水泥，水泥砂浆强度M35。
锚孔定位编号→钻机就位→钻孔→下锚（钢筋及注浆管）→常压注浆→二次注浆
（1）、钻孔
1）钻孔套管内径150mm，孔径偏差不大于2cm，锚孔偏斜度不大于5%，成孔深度达到设计要求，深度超过锚杆设计长度不小于0.5m；
2）选用内径150mm套管钻孔机钻进，入中风化岩层至少3m；
3）掌握锚孔中心度，防止锚孔偏斜，跑斜后应采取措施，重新成孔。
（2）、洗孔
1）锚孔成孔后，用高压水将锚杆孔洗干净，将连接空压机的洗井管置入孔内，同时不断补充直到孔口流出清水；
2）做好孔口维护，防止泥浆流入孔内。
（3）、钢筋及注浆管的制作及安装
1）采用两根φ28钢筋与对中架点焊在一起，沿钻孔中心从地面向下安装入中风化花岗岩层大于3米，底部悬空50mm.；
2）注浆管安装与钢筋安装工作同时进行，2根注浆管与钢筋交错安置呈十字型平面布置，注浆管直径20mm，长度超出地面0.5m左右，端头到孔底100mm.（压浆管与锚杆体主筋相错50mm）；
3）钢筋采用吊车调运安放，安装前钢筋的制作质量和长度需经监理验收合格后，方可下入孔内。插放钢筋时，应防止锚杆扭压、弯曲，杆体放入角度与钻孔角度一致。（详见抗拔锚杆布置示意图）；
4）主筋长度为设计长度加锚固长度，锚固段待施工承台时弯曲成型，主筋接长采用套筒连接；
5）用压浆管控制标高，压浆管距孔底100mm，锚杆主筋距孔底50mm，压浆管与锚杆主筋相错50mm，压浆管高出地面0.5m左右，控制压浆管位置即可保证杆体主筋位置。
（4）、注浆
1）浆液配制：
①一次常压：水灰比：0.45，水泥：P.C.42.5（普硅525R），水砂比1：1（重量比）
②二次高压：水灰比：0.55，水泥：P.C.42.5（普硅525R）
2）水泥浆搅拌均匀，具有可靠性，低泌浆性；
3）注浆前先泵送清水至孔口返水以疏通管路，后采用常压泵送方法注浆；
4）一次注浆采用埋管法注浆，首次注浆量以注满孔为准；
5）高压注浆采用孔底返浆法，用压浆机（泵）将水泥（砂）浆通入注浆管注入孔底，水泥浆从钻孔底向外依次充满并将孔内空气压出，由孔眼处挤出并填满第一次注浆体；
6）待一次注浆体注浆完成后24小时即可进行二次高压注浆，注浆材料采用纯水泥浆（水灰比为0.55）。二次注浆压力不小于2.5MPa，时间可根据注浆工艺通过试验确定。为了提高浆体的早期强度，可以考虑加入适量的外掺剂，起到早强和膨胀的作用；锚杆施工前进行基本试验，数量6根，用作基本试验的锚杆参数，在做配合比实验时，同时做掺加外加剂和不掺加外加剂的两组水泥浆的配合比。根据实验结果进行比较之后，根据实际需要再决定水泥浆是否掺加外加剂； 7）试块制作，除见证取样外，每30根锚杆做1组6个，规格70.7mm×70.7mm×70.7mm，取28d抗压强度值；基本试验则取同条件养护下试块强度；
五、施工质量控制要点
工程施工前，认真对各班组及个人进行技术交底，强化工程质量意识。着重从以下几个方面进行质量控制：
1、成孔
（1）在钻机正前方和侧面分别竖起一只钢筋三角架，并吊上線锤以检查钻杆的垂直度；
（2）在钻孔过程中，由施工员或班组长负责检查锚孔是否发生倾斜，若发现钻杆倾斜，应立即停止施工，取出钻杆重新调试后方可继续施工，偏斜度小于5%；
（3）钻进至设计标高时，停止钻进，用高压水冲洗，直至冲洗液变清，确保孔底沉渣度≦3cm；
（4）钻孔过程有专职记录员做好施工记录。钻孔过程中，若出现遇到孤石情况应暂停钻进，并及时与设计、监理等相关人员研究处理；
2、锚拉杆制作、组装
（1）锚杆杆体采用HRB400直径为φ28的两根钢筋与定位杆点焊，拉杆钢筋要求顺直，并除锈、处理；
（2）为保证承受设计荷载，沿杆体轴线方向每隔2m设置一个定位环以及定位杆，定位杆应与锚杆主筋点焊，压浆管与定位器用22铁丝绑扎牢固；
3、注浆
（1）注浆管采用耐压不小于5Mpa的钢管内径20mm，注浆管随锚杆一起入孔，距孔底100mm；
（2）注浆液均匀搅拌，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液；
（3）注浆作业开始和中途停止较长时间，再作业时用水或稀水泥浆润滑注浆泵；
（4）注浆压力控制在0.3～0.55Mpa，常压注浆结束后，应将注浆管、注浆枪、注浆套管清洗干净；
（5）注浆过程中应控制压力和流量，使浆液均匀上冒，直至在孔口溢出，可停止注浆；
（6）在注浆过程中，及时处理常见的穿孔、冒浆和浆液沿地下通道大量流失现象。
六、试验与施工结论
工程完工后，检测部门对现场32根抗拔锚杆进行抽检，锚杆极限承载力特征值均超过400kN，符合设计要求。通过抗拔锚杆在该工程基地施基础中的施工实践，施工过程的有效控制及发现了施工过程中的问题并及时解决总结了经验，值得在同类工程中借鉴应用。