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浅谈深基坑抗浮锚杆施工技术

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：陈燕辉

[导读] 摘要：在地下水位较高地区，深基坑开挖必须考虑底板抗浮问题，未设置抗浮措施或者设置不当将会对基坑安全带来巨大影响。

        中国二十冶集团有限公司上海 201999
        摘要：在地下水位较高地区，深基坑开挖必须考虑底板抗浮问题，未设置抗浮措施或者设置不当将会对基坑安全带来巨大影响。抗浮锚杆作为一种新兴的抗浮措施，具有施工方便、灵活性强、经济性强的优点，对改善基坑抗浮具有明显效果。论文结合具体实例，对抗浮锚杆施工技术展开研究，对类似工程具有一定的借鉴意义。
        关键词：抗浮锚杆，深基坑，施工技术
        1 工程概述
        1.1 工程概况
        福建平潭某商业综合体项目，由主楼A座、主楼B座、北侧裙房、西侧裙房及地下室等组成。其中主楼A座、主楼B座均19层，高98.90m；北侧裙房、西侧裙房均6层，高23.40m；地下室为地下3层，深15.60m。场地整平标高±0.00为黄海高程5.00m，场地现地面相对标高约为-4.50m。
        该工程地下室抗浮措施采用永久性抗浮锚杆设计，单根锚杆抗拔承载力特征值665KN。抗浮锚杆成孔直径220mm，锚杆具体长度按实际砂土状、碎块状、中风化提供的拉力值进行组合，锚固长度按现场实际情况确定。
        1.2 工程地质及水文条件
        场地地层结构自上而下依次为：素填土①、淤泥夹砂②、含泥中砂②-1、粉质黏土②-2、中砂③、粉质黏土④、含泥中砂⑤、淤泥⑥、全风化花岗岩⑦、砂土状强风化花岗岩⑧。
        本场地地下水主要赋存于素填土、局部赋存于含泥中砂、淤泥夹砂（其含水量大，垂向上变化较大，局部为中砂淤泥互层，具有一定的渗透性）。主要受大气降水、地表水的补给，以地面蒸发及渗漏形式排泄，赋存于砂中的孔隙型弱承压水。风化岩层的孔隙~裂隙型弱承压水，其含水性及透水性较差，均为弱透水层，水量较小，动态随季节变化不明显，主要受大气降水及邻近地下水的越流补给。勘察期间场地混合稳定水位标高为-0.64~0.43m，场地近3-5年最高地下水位约为2.00m（黄海高程），场地范围内全年地下水位变幅约为1.00m。
        2 施工方法
        2.1测量放孔
        本工程共布置抗浮锚杆为3557根，具体布置情况见“地下室抗拔锚杆平面布置施工图”。根据复核后的控制点，我单位人员根据控制点及《地下室抗浮锚杆平面布置施工图》进行测放。测放务必准确，要求测放过程中作好记录，检查无误。在抗浮锚杆设计范围外应设置固定点，并用红油漆标注清晰，供侧放、恢复、检查孔位用，以保证在施工过程中能够经常进行复测，确保孔位的准确。孔位放测完毕后保证偏差＜20㎜。
        2.2成孔、清孔
        根据现场地质条件及本工程特点，锚杆成孔选用DSM-5B25钻机，成孔直径为220mm。锚杆具体长度按实际砂土状、碎块状、中风化提供的拉力值进行组合，锚固长度按现场实际情况确定，但最小的锚固段长度不得小于3.0m。。在土层中钻进时，使用三翼合金钻头，清水自然造浆钻进。锚杆进入碎块头强风化花岗岩时三翼合金钻头钻进困难时，使用小直径牙轮钻头钻进。局部进入中风花岗岩层，采用潜孔锤钻进。成孔施工时应遵守以下规定：
        （1）锚杆孔距误差不应大于20mm；钻孔直径不小于220mm。
        （2）钻孔深度应超过设计长度不小于0.5m。
        （3）钻孔轴线的偏斜率不应大于锚杆长度的2%。
        （4）清孔完成后，应迅速拔出钻杆，安放锚杆杆体。
        （5）钻孔记录应详细、完整，对岩石锚杆应有判层记录，确定入岩深度。
        2.3、锚杆的制作与安装
        （1）每孔锚杆桩采用6根（HRB400）28钢筋；制作前钢筋应平直、除油和除锈。严格按设计尺寸下料，每段钢筋长度允许误差不大于50mm。

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        （2）钢筋采用机械连接套筒，每根套筒接头应错开，保证套筒不在同一截面上；
        （3）底板底标高为—15.6，按设计要求，其中3根高出底板底标高1.23米，另3根高出底板底标高0.55米。锚杆钢筋起吊吊筋采用（HRB400）14钢筋，与锚杆主筋搭接焊接长度15d；
        （4）每2米用定位支架隔开，保证钢筋的水泥浆保护层厚度不小于50mm；
        （5）在定位支架边缘设置二次注浆管（管径为20mm），二次注浆管底端7.0m长范围内向外每隔0.8m打3个（彼此间距50mm，错开）出浆孔（孔径5mm），用橡胶（自行车旧内轮胎缠绕）加铁丝包扎，端部距锚杆底部约300-500mm，管底封口。
        （6）锚杆制作后、应检查杆体的加工质量，经监理检查、验收合格后方可进行安装。
        （7）插放锚筋时，应防止错筋扭压、弯曲。锚筋插入孔内深度不应小于锚杆长度的98%，亦不得超深，以免外露长度不足。外孔通过验收后，将组装好的锚杆通过钻机或吊机辅助放入。
        2.4注浆管设置
        （1）一次注浆管（可移动，重复使用）宜放置于杆体中心，随杆体一同放入孔中，注浆管上端要长出主筋顶部30~40cm，方便注浆操作；注浆管下端部距杆体端部宜为50～100mm，防止注浆管钻入锚杆孔底土层使浆液无法流出，影响注浆质量。
        （2）二次注浆管的出浆孔及端头应密封，保证一次注浆时浆液不进入二次注浆管内。
        2.5注浆
        （1）锚杆一次注浆水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，掺入12%UEA膨胀剂。
        （2）注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完。
        （3）一次注浆：第一次注浆采用常压注浆，灌浆时插入（可移动）灌浆管，自孔底向外灌注水泥浆（水灰比0.5），随着水泥浆的灌入，应逐步地将灌浆管拔出，但灌浆管管口必须低于浆液面，这样可将孔内的水和空气挤出孔外，以保证锚固体灌浆连续密实。注浆应连续进行，且孔口溢出的浆液浓度与灌入的浆液浓度大致相同，不含气泡时，可停止注浆。第一次注浆初凝前，应清除孔口附近的水泥浆，使一次注浆的浆面至底板底标高。一次注浆压力0.7MPa左右。注浆过程发现浆面下降，应及时补浆。
        灌浆过程中不可提起灌浆管，但要注意灌浆管保持顺畅，以免堵管。注浆的关键是要保证钻孔内锚固段的质量，若因断电或设备故障而导致灌浆中断，这时如果灌浆面已进入钻孔一定深度，可将灌浆管提起进行第二次灌浆。若灌浆面仍在钻孔内，且中断时间较长，则须将锚杆及灌浆管提出拆卸，重新钻孔。
        （4）二次注浆：当第一次注浆结束后12-48h，在预埋的灌浆钢管上进行第二次压力注浆，采用纯水泥浆，水灰比0.5，注浆压力达3.0MPa，关掉注浆阀门，稳压2分钟。采用注浆压力控制。
        （5）灌浆完成后，应将灌浆管、压浆泵、搅拌机等用清水洗净。
        （6）注浆后不得随意敲击杆体，也不得在杆体上悬挂重物。
        （7）抗拔试验：浆体28天强度应不小于30MPa，待浆体及底板砼达到设计强度后，才能进行拉拔试验。
        2.6、锚杆检验、试验与监测
        锚杆正式施工之前必须进行基本试验，数量不少于5根，用作基本试验的锚杆参数，材料及施工工艺必须和工程锚杆相同。基本试验应按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）的相关规定执行。
        锚杆施工完成后，应委托有资质的检测单位进行锚杆抗浮力验收试验，验收试验锚杆数量为总根数的5%，且不少于6根，锚杆检测极限承载力取1330KN。验收试验应按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）的相关规定执行。
        3 实施效果
        经现场施工及后续监测数据显示，抗浮锚杆施工效果良好，达到了预期目的，对类似工程具有一定的借鉴意义。