近年来，由于地下室空间的大规模建设，带地下室的建筑越来越多，地下室的深度也逐渐加深，但是一些带有地下室的建筑自重不足以抵抗地下水的浮力，因此，为了地下室抗浮，常常会用到一些抗浮措施。而抗浮锚杆以其经济性、施工周期短等优点，在地下室抗浮设计中得到广泛的应用。本文就地下室底板抗浮锚杆设计进行了探讨，并结合了具体的工程实例，提出了一些有关抗浮锚杆设计的建议看法，以期能为地下室抗浮锚杆可以更好地进行设计提供参考。

 

　　1.抗浮锚杆在地下室工程中的应用

 

　　1.1工程概况

 

　　某商住综合楼，地上18层，地下2层。该工程场地平整，地层自上而下分别为：种植土、粘性土混砾砂、砂石层，因场地地下水位较高，而设计时建筑物重力及其他外部因素产生的综合荷载小于地下水浮力，为抵抗基础上浮，拟计划在基础底板布置570根垂直抗浮锚杆，锚杆结构形式为3根25mm的HRB400钢筋为一组，锚杆孔径为150mm，入岩深度3.3m，单根锚杆设计抗拔承载力特征值为350kN。

 

　　1.2施工准备

 

　　①垫层施工：为了更好的控制锚杆成孔的垂直度，先进行垫层施工，使得锚杆机工作时处于水平，同时也便于成孔后渣土清理。

 

　　②测量放线：当垫层施工完毕后，测量员复核基底标高，测放出柱网，撒白灰标明锚杆施工范围边线，并按事先绘制好的锚杆平面图标明锚杆位置。

 

　　1.3施工方法

 

　　①锚杆制作：本工程锚杆为3Φ32，进场的钢筋原材先进行见证送检，并按要求进行接头试验，合格后方可使用；锚杆连接器采用3Φ32，壁厚3mm，长100mm的钢管制作，间距2m，通过焊接将锚筋连接固定，同时又便于注浆导管的安放；锚杆限位器采用Φ10圆钢制作，间距2m，焊接于以保证锚筋的砂浆保护层厚度；制作好的锚杆应集中堆放在指定位置，并穿好注浆导管，导管距离锚杆底的距离约为15cm。

 

　　②钻孔：本工程锚杆钻孔采用履带式锚杆机，当钻孔点测放完毕并检验无误后开始进行钻孔施工。a.钻孔前应进行孔位对中，孔位偏差应控制在±100mm以内，并保证钻杆垂直地面，偏差控制在±1°以内，钻孔过程中要做好孔径、孔深、钻孔时间等施工记录；b.当钻进到设计深度后，应进行清孔，将孔内渣土碎石等清理干净；本工程采用泥浆循环方式将孔内渣土循环方式带出；c.成孔前应预先制订好机械行走路线，从一端向另一端推进；d.成孔过程中，每台锚杆机设专人及时将吹出的渣土清理，集中堆放、外运；e.成孔结束后对孔深进行检查验收，检查的主要内容有：孔深、孔径、沉渣厚度等内容，检查合格后，方可进行灌浆施工。

 

　　③安放锚杆：本工程锚杆安放采用自制三角架进行，三角架配有卷扬机；将锚杆吊至孔口附近，在操作人员的扶持下正位并慢慢下放入孔中；若出现孔深超出设计深度时，采用短钢筋对穿锚杆并焊接固定，以保证锚杆在底板中的锚固长度。

 

　　④灌浆：灌浆直接关系到锚杆是否能达到设计的预应力吨位及预期的工程加固效果，需认真进行。注浆浆液水灰比为0.4-0.45，灌浆分两次进行，第一次灌浆压力控制在0.4～1MPa之间，在第一次灌浆初凝之后、终凝之前或强度达到5MPa时（时间一般为第一次灌浆6-8h后）进行第二次灌浆，并掺入分别占水泥用量1%的早强剂及6%的膨胀剂，注浆压力控制在1～1.5MPa之间。灌浆方式采用反向注浆法，即将灌浆管下到孔底，在浆面缓步上涨后在一点点地将灌浆管撤出，等到浆面灌到设计位置时便可停止灌浆。

 

　　⑤试验：在全面实施抗浮锚杆工程前，必须抽举总桩数的l%做抗拔极限承载力实验。根据《建筑地基基础设计规范》规定，以10级加载制度检测锚杆，最大试验荷载为单根锚杆设计抗拔承载力特征值的2倍即700kN，在施加完每级荷载后马上对位移量进行测读，之后测读规律为每5min/次。当同一级荷载下锚杆拔升值连续4次<0.01mm时可认定该荷载下的位移已趋稳定，则可进行下一级的荷载施加。本工程中各试验锚杆的检测结果如表1所示，其表明在≥700kN荷载情况下锚杆的极限抗拔承载力没有出现破坏或滑移等情况，满足设计要求，可进行锚杆的全面施工。

 

 

　　2.1适用规范择取问题

 

　　施工作业前，应能结合抗浮锚杆的相关设计规范条文作为施工指导依据。如，建筑地基基础设计规范GB50007—2002》中“岩石锚杆基础”部分以及《建筑边坡工程技术规范GB50330—2002》有关锚杆的部分可以参考使用，不过最好只用于估算，锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定，有一些锚杆构造做法可以参考。

 

　　2.2钻孔过程中存在的质量通病及解决措施

 

　　①互筒冒水：主要指代护筒外壁出现漏水、冒水的现象。该现象发生会对建筑基础结构造成一定程度的负面影响，严重时会导致地基出现不同程度的不均匀沉降，以及护筒倾斜、移位等现象，进而直接导致钻孔产生偏斜，甚至会连带作业无法正常开工。具体而言，造成护筒冒水主要与其必要的密实工艺、水位差计算差异大、以及施工中钻头起落碰撞等影响因素有关。因此，在施工时首先要注意埋筒时的夯实、密实处理，选择好埋筒所需的粘土，并确保粘土含水量适中且要对其进行分层夯实。其次，要按照作业规程标准要求择取合适高度后再进行开孔。具体高度应能使护筒内保持1.0―1.5m的水头高度。再者，钻头在使用时要注意起落务必避免与护筒发生磕碰、碰撞。最后，当护筒冒水现象一旦发生时，应能及时停工，及时采取加固处理或填实处理措施等，如果护筒严重产生偏离或者沉降，则必须要重新安设护筒。②孔壁坍陷：孔壁坍陷主要指钻进过程中所出现的施工质量问题，即排出的泥浆往外露出气泡或者泥浆很突然的出现“跑冒滴漏”现象，则此时代表有孔壁坍陷隐患或者已经发生。其形成原因主要和土体松散、泥浆护臂出现损坏、护臂周未能做好密实、以及护筒内的水位较低等因素有关

 

　　③缩颈：缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因：塑性土膨胀。防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

 

　　④钻孔偏斜：成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。造成原因：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。防治措施：先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于20cm。在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。

 

　　2.3其他需要注意问题

 

　　①材料质量控制：在抗浮锚杆施工时应确保供应材料的质量、性能等，为此，对于施工作业人员而言，应当重视操作技巧，应按照作业标准进行认真作业，以避免材料受损；结合锚固规模与设计标准进行下料，并在锚杆底部设置好锥形保护装置，目的是保障锚杆底部免受破坏，同时在很大程度上也能避免锚杆底端对孔壁造成伤害；重点检查锚杆安装前的注浆管是否存在堵塞、以及构造破损、接口是否牢靠等问题。

 

　　②清孔时间控制：清孔时间必须合理，否则过短过长都会影响作业质量成果。尤其是清孔时间过大会造成坍孔现象发生，会延误很多工序难以难以进行，进而影响到整体的施工进度。为此，首要控制的问题就是浆体的强度参数控制，可以在泥浆中掺入少许、适量的外加剂，目的是使浆体能够发挥强度、一定膨胀成效。其次，要控制好水泥浆的配合比试验。具体过程可以采取两组样本，第一组样本是掺入外加剂的水泥浆样本，另一组则是未掺入外加剂的水泥浆样本进行试验，待到试验结果出来后，可以结合实际水泥浆的强度情况决定是否掺入外加剂。

 

　　③避免锚杆造成破坏：由于在抗浮锚杆施工过程中，基坑侧壁还有可能同时进行喷锚、水平锚杆、土方等作业，所以要对锚杆进行保护。为了避免夜间土方开挖时，机械进入抗浮锚杆施工区域对锚杆造成破坏，可以在该区域四周用彩带进行围护，每隔5m布置一个警示灯，在未经监理或管理小组同意的情况下。任何机械不得进入该区域作业。对伸出工作面的钢筋用小Ф100×50硬质橡胶保温管包裹，并用胶带缠绕，防止钢筋破坏；此外，抗浮锚杆必须分区并且按照一定的顺序进行施工，绝对禁止遍地开花，否则会增大保护锚杆的难度。

 

　　④做好抗拔试验：地层不均匀性较明显的区域，其摩阻力的离散性较大，在相同上拔力的作用下，锚杆位移相差也较大。一旦其上拔力大干锚杆的极限荷载，位移会急剧加大导致锚杆破坏。这个过程没有明显的过渡阶段，所以在做锚杆抗拔试验时，一定要注意。可以观察地面，因为地表出现裂缝时，上拔力基本在锚杆极限荷载的70%―80%左右，所以可将地面开裂视为锚杆达到抗拔极限的征兆之一。

 

　　⑤及时清运废水：锚杆成孔以及灌注泥浆的过程中，会产生一些废水、废弃集料混合液、以及泥浆沉渣等，这些废水、废料等必须能够及时清理，维持场地清洁，其目的是为了避免沉渣混入到未灌浆浇注的锚孔中。

 

　　总之，用抗浮锚杆来解决建筑物或构筑物抗浮的问题，因其具有造价低、施工方便等优点，已被广泛地应用于实际工程中。虽然抗浮锚杆是近几年的新工艺，特别是在防水方面还没有统一的规定。因此，要确保抗浮锚杆的安全和耐用，不仅要求施工单位要有高的施工技术，还需要设计、建设、监理三方的配合，并借鉴成功的施工经验。