摘要:介绍地下室结构抗浮问题解决方法:采用抗拔锚杆桩施工技术的成功施工经验。
引言
近年来,随着高层、超高层建筑越来越多,涉及到的地下室工程也随之增多;在地下水位较高的地区,解决地下室结构抗浮问题就成为当今结构设计考虑的重要问题之一;对地下室结构抗浮力计算已成为设计考虑结构安全的又一个新的交点及问题,存在于建筑行业。
目前,设计在解决高地下水位地区、地下室抗浮问题主要采用的方法一般有以下二种:一种是设计采用工程桩兼抗拔桩(钻孔灌注桩桩型)、另一种是在地下室底板基础下布置抗拔锚杆桩。由于目前钻孔灌注桩施工与抗拔锚杆桩相比较,存在着抗拔锚杆桩成本比钻孔灌注桩低约2/3左右,而且锚杆桩施工工期短、效果好;因此,抗拔锚杆桩是既经济又能有效解决地下室结构整体抗浮的新方法,必将成为当今建筑设计中,解决高地下水位地区、地下室结构抗浮问题的一个新趋势。
本文就浙江省国土资源厅办公楼、耀江金鼎商务楼工程地下室结构抗拔锚杆桩的施工工艺以及施工情况作一介绍和分析,以利其它工程借鉴。
1工程概况
浙江省国土资源厅、耀江金鼎商务楼工程位于浙江省杭州市杭大路与西溪路交叉口,工程由浙江省国土资源厅与浙江省耀江房地产开发有限公司共同开发建设,设计单位为浙江城建设计研究院有限公司,工程由浙江省建工集团有限责任公司总承包。工程总建筑面积为67494平方米,框架剪力墙结构,地下二层(局部三层),地上十二至十五层;其中地下室建筑面积为19454余平方米、单层地下室面积约10000平方米。工程东临杭大路、西接公交黄龙中心站、南临西溪路,北侧为沿山河,距河岸最近距离仅12米。
本工程位于杭州市黄龙商务中心区域,工程定位为浙江省国土厅的办公楼以及耀江房产开发的金鼎高档商务楼;原设计以工程桩(钻孔灌注桩)兼抗拔桩的设计方案来解决地下室结构抗浮问题。但是,在桩基施工过程中,由于本工程所处地区的地质、地层等极为复杂,夹层、岩面起幅极大,岩石强度高,地基承载力标准值fk=700mpa,钻孔灌注桩的施工难度极大。在施工过程中,与设计商榷后,将原设计的工程桩(钻孔灌注桩)嵌岩深度减少,变更为仅考虑结构承载用。另,在结构基础底板下布置抗拔锚杆桩,用以解决地下室结构抗浮的问题。经设计验算,本工程的抗浮锚杆桩采用新III级钢筋作为锚杆的主筋。
2锚杆桩施工程序及工艺
由于本工程所处地区的地质、地层等极为复杂,夹层、岩面起幅极大,设计考虑抗浮锚杆桩分别采用了入岩锚杆与土层锚杆二大类。入岩锚杆桩又分为入基岩2.2米、3米以及入5-1中风化角砾凝灰岩夹层3米这三种类型;土层锚杆桩分为18米桩长及20米桩长二种。入岩锚杆桩桩径为110,土层锚杆桩桩径为160。
施工中采用二种成孔的施工方法:第一种为地质钻机配以筒式金刚石钻头进行桩机成孔,第二种为地质钻机与潜孔锤相结合成孔,即地质钻机在土层中成孔后,再用潜孔锤打入基岩成孔。成孔完成后,随即进行清孔、下锚杆钢筋、压力注M30水泥砂浆成桩。
在锚杆桩施工过程中必须注意以下几点:
第一,在用地质钻机配金刚石钻头成孔后随即用压力泵、清水进行清孔施工,在清孔完成后,需及时下锚杆钢筋及注浆施工,以防塌孔。
第二,在用地质钻机与潜孔锤相结合施工的孔,地质钻机在土层成孔后移位,下钢套管至基岩面,方可进行潜孔锤打基岩成孔,以防止造成穿孔、气压破坏土体结构等质量问题。
第三,锚杆桩成孔后,在土层中没有进行下套管保护的情况下,必须在24小时内完成清孔、下锚杆钢筋及注浆施工;如超出,极易产生塌孔、缩径等问题,即给下锚杆钢筋带来困难,又不能保证锚杆抗拔质量。
第四,清孔必须用清水进行,如用泥浆进行,则起到泥浆护壁、减少和降低了锚杆注浆体与土层的摩阻力,影响锚杆桩的抗拔力。
第五,在注浆施工过程中,必须对桩管口进行临时封闭,使注浆体的原浆在保持一定的压力的前提下,在锚杆桩底部持续2-3分钟后再缓慢地往上拔,使原浆在充满桩孔的同时,部分渗透到四周的土层中,形成结合体,从而增加锚杆桩的抗拔力。
3施工注意事项
3.1钢绞线应无损伤,并应调直、除锈。同一孔的钢绞线必须等长,切断后的钢绞线两端应用铁丝捆扎牢固。
3.2钢绞线的选择试验(选择试验、验收试验),质量的要求以及锚索的张拉等,应严格按有关规范、规程进行,禁止盲目操作,以免发生危险。
3.3锚孔内的水泥浆应有足够的养护时间,在养护期内不得移动锚索。
3.4锚索施工完后,外露锚头用沥青涂封。
3.5设计与现场实际情况有出入时,经设计单位同意后,可酌情调整。
4小结
通过采用地下室锚杆桩施工的方法和在施工中严格控制的锚杆桩的各个工艺流程,使本工程地下室40根锚杆试验桩在浙江大学测试中心对工程锚杆桩进行现场拉拔试验,试验结果均满足设计要求(能承受470kmpa的拉拔力)。
锚杆桩与传统的钻孔灌注桩相比,可以达到能提高工程质量、缩短施工工期、降低施工成本的功效。因此,对于解决地下室抗浮问题,具有显著的推广价值。
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