1.抗浮措施

 

　　目前，地下室常见的抗浮措施有：降低地下水位法、重压法、设置抗浮锚杆法和抗浮桩法等。重压抗浮是通过增大覆土或底板的厚度来实现地下结构的抗浮，但同时也会增加施工难度、增加工程造价。降低地下水位法是利用截水或排水等措施把地下水位降低，使底板不必承受或仅承受较小的浮力，除了抗浮、还能减少底板的厚度。但此措施必须设置地下水的导水系统和集水井，并通过顺利的地形排出，也会造成工程造价的增加。而且，如果导水系统发生堵塞等异常现象时，将造成不可估量的后果。

 

　　抗浮锚杆是近几年应用益多的一项新技术，具有施工简单、抗浮效果好、造价相对低廉的特点。它一端与挡土桩或者结构物相连接，另一端锚固在地基的土体中，通过拉杆的拉结而作用在锚固体上，再通过锚固体与周围土体的摩擦力将底板施加的荷载扩散到周围的稳固土地中，以承受结构的倾侧力、拉力、上托力、挡土墙的水压强和地压强等，来达到抗浮的效果。

 

　　2.工程概况

 

　　2.1工程概况

 

　　湘潭市桃源新城（二期）高层住宅楼位于湘潭市羊牯支五路东侧，建设单位为湘潭市雨湖区城乡建设管理局，设计单位为湘潭市建筑规划设计院，戡察单位为湖南省资源规划戡测院，施工单位为湖南兴华建设工程有限公司（本文作者为项目经理）。地下室1层、裙楼3层、塔楼（2栋）27层，总建筑面积51464.96㎡，为框架剪力墙结构。地下室建筑面积12562.4㎡，约8000㎡位于裙楼下，采用人工挖孔桩；约4600㎡单独设置，采用独立柱基础、抗浮锚杆抗浮。锚杆构造如下图所示：

 

　　锚杆总数300根，其中工程锚杆297根、试验锚杆3根。每根锚杆由3Φ25的螺纹钢、以DN50钢管焊接成束，锚孔直径150mm、锚孔深约14m。固结体为30Mpa的素水泥浆，锚杆入圆砾不小于8m，抗拔力特征值为270KN。锚杆采用五台MGJ－50旋喷锚杆钻机施工，25天完成锚杆施工，养护28天后进行抗拨力检测，均符合设计要求。

 

　　2.2拟建场地工程地质条件

 

　　根据勘察报告，场地地层自上而下依次为：杂填土、粉质粘土、中砂、圆砾。其各层主要特征依次描述如下：

 

　　(1)杂填土①（Q4ml）：褐灰-褐黄色，含碎石、及少量耕植物等，人工填积，结构松散，稍湿-湿。埋深0.00～4.60m。

 

　　(2)中砂④（Q1al）褐黄色，以石英硅质岩碎屑为主，胶结较差，粒径0.25mm，中等风化，棱角-次棱角状，中密，稍湿。埋深4.60～13.6m，层厚9.6m。

 

　　(3)圆砾⑤（Q1al）：褐黄色，以石英质硅质碎屑为主，夹砂砾，粗颗粒呈圆形及亚圆形，粒径0.25mm~40mm，中密，湿-饱和。埋深4.6～13.6m。

 

 

　　抗浮锚杆杆体由螺纹钢构成，不必施加预应力，运用一定的构造方法将抗浮锚杆的顶端直接锚固在混凝土的底板内。施工中必须认真处理抗浮锚杆的防腐蚀问题和钢筋混凝土底板的止水难题。

 

　　3.1抗浮锚杆受破坏变形

 

　　抗浮锚杆受破坏有以下几种情形：锚杆受破坏、沿锚杆与注浆体界面破坏、沿注浆体与岩(土)层截面破坏、锚固长度不足造成土层呈锥体被拔及群锚受到破坏。

 

　　3.2抗浮的稳定性检验

 

　　地下建筑的抗浮稳定性检验时，必须慎重对待浮力和抗浮力的检验及抗浮的安全系数取值。使用抗浮锚杆来抵抗建筑的浮力所产生的上拔力时，建议采用以下公式检验建筑物的总体抗浮的稳定性。

 

　　yoF≤nR。+0.6G

 

　　式中yo一结构系数；

 

　　F一浮力作用设计值，浮力分项系数取1．05；

 

　　n一抗浮锚杆总数；

 

　　R0一单根锚杆抗拔承载力特征值；

 

　　G－地下建筑物结构自重，自重分项系数取0.9。

 

　　3.3抗浮锚杆施工

 

　　施工的大致流程：施工准备→设备，材料进场→锚杆制作→锚孔定位→成孔→清孔→植入锚杆→一次注浆→二次补浆→清理工场→质量检验。

 

　　3.3.1施工前准备工作

 

　　(1)严谨审核设计条件，仔细研讨设计步骤、设计目的、地层环境、其他环境以及施工中可能出现的问题，做出相应的计划。

 

　　(2)对成孔、清孔后的泥浆、注浆材料的水稀释工作准备好必须的处理措施和方式，做好安全保护的工作。

 

　　(3)认真审查每种机械、材料，合理组织各种材料入场，并检查各自的品种、规格、技术参数是否符合设计要求，是否与施工环境相适应。

 

　　(4)施工前先进行三根试验锚杆的施工，通过钻洞、灌浆、锁定、检测以获得各项实际施工参数，以确保抗浮锚杆的最大极限抗拔力，探讨锚杆抵抗受破坏和承受的载荷后的力学状态，为之后锚杆结构参数的调节和施工给予可靠的依据，并检查施工技术及设备的适应性，选择最佳的施工方案。

 

　　3.3.2施工工艺

 

　　(1)锚杆制作。

 

　　①依据设计要求的锚杆长度，结合地戡和试验锚杆施工所掌握的资料、来确定锚筋的下料长度，锚筋长度应满足设计结构尺寸和焊接与弯折的要求。

 

　　②消除钢筋外表的污垢和膜锈，每1.5m焊一个支架、支架采用100mm长的Φ50钢管。确保杆体净保护层大于25mm，并把注浆管插在锚杆中。浆管距离锚杆下端大约500mm，锚杆钢筋锚入基础混凝土内1.0m。如果底板混凝土的厚度不足1.0m时，则把钢筋末端弯折。

 

　　③锚杆钢筋采用双面电弧焊焊接，焊接长度≥5d；止水钢板满焊以确保不渗漏，定位环支架应焊接牢固。焊缝高度≥0.3d、焊缝宽度≥0.7d，焊缝应饱满、无气泡夹渣。

 

　　④锚杆采用双层防腐方法，涂刷环氧树脂防腐剂。锚杆杆体下杆之前应全面检查杆体是否出现问题，在确定无损坏和变形情形后才可以人工沿孔壁让杆体慢慢送入。

 

　　(2)测量定位控制。根据设计要求测放出每根锚杆的具体位置，然后对全部的锚杆进行逐一编号。根据已知点坐标，依据网格计算出每个孔位的实际坐标；利用已知控制点设置定向，用全站仪依据理论坐标一一放样；同时测量出每一点的地面高程，验算出钻孔的深度。控制各锚杆的定位不超过20mm。

 

　　(3)成孔：钻机安装应满足“平、正、稳、定”的要求，各机械设备安装好后进行调试，钻孔的垂直度偏差不大于锚杆（浆体段）长度的2%，钻进措施主要依据地层的岩土质量以及钻机性质来选择，本工程采用的是MGJ一50旋喷锚杆钻机。

 

　　(4)清孔：成孔时用中压风清孔钻孔，清除孔内残渣，直到手感觉不到孔口回风有尘屑，来防止孔内的残渣出现。清孔必须彻底，孔内沉淀物清洁以看到清水出来为止。

 

　　(5)注浆：以P·O42.5水泥拌制水泥浆，水灰比为0.5，水泥浆过滤后以压浆泵输出，经高压注浆管输入锚杆孔内。锚杆采用二次注浆法，第一次注浆压强为0.8—1.2Mpa，注浆胶管距孔底50～100mm，当孔口开始冒浆后，逐一拔出注浆管(小于等于2m)，并确保管口一直埋在砂浆中。第二次注浆在第一次注浆4～8h后开始，注浆压强为1.5～2MPa，并掺加占水泥用量6％的膨胀剂及1％早强剂等量替代水泥，以补充第一次注浆遗留的间隙，使之起到补浆作用。这样灌注不但可以将孔内的空气和水全部挤出孔外，又能填补第一次注浆的间隙，确保了注浆的质量。

 

　　3.3.3抗浮锚杆的防腐和防水施工

 

　　(1)防腐蚀施工：对于具有腐蚀性的地下水来说，须采取适当措施防止锚筋在底板临界处被腐蚀，避免锚筋腐蚀后丧失抗浮效果。为起到防腐作用，将受力钢筋手动除锈至St2.5等级，采用涂层的厚度大于35p，m的镀锌涂膜进行有效的防腐处理。

 

　　(2)防水施工。

 

　　①防水原理：根据《地下工程防水技术规范)GBJS0108—2008中的防水标准，只要防水薄弱部位做好加强层，就能满足防水要求。因此，锚杆可以在底板居中处设止水钢板，就能改变并延伸可能渗入的毛细水路径，防止毛细水沿着锚筋长驱直入，使其不能穿透底板；

 

　　②防水措施：在每个锚杆周围均做防水加强层，为确保防水作用，加强层做两道：一道防水卷材，一道水泥基渗透结晶型防水涂抹。其中卷材在锚杆处围绕钢筋热熔包裹，上卷的高度是自垫层面至钢筋混凝土筏的板底，卷材做成筒状、内附钢筋，卷筒完成后向筒内注入防水密封膏。密封膏必须与卷材相容，避免产生化学反应破坏防水。加强层完成后再做普通防水层即可。止水钢板应与锚杆钢筋满焊，锚杆与底板垫层交接处设置防水的橡胶套管，环心填补30mm厚膨胀止水胶；底板混凝土浇灌时，加强锚杆部位的振捣。

 

　　3.3.4抗浮锚杆检测

 

　　针对施工区域岩土的情况，分别进行了两组共6根破坏性试验。单级加载，每级读数3次，读数稳定后方可进行下一级加载。依据现场试验得出的载荷Q～位移s曲线，图4所示为其中一组的试验数据。每根抗浮锚杆的抗拔力均超过了270kN，其中个别已经达到了300kN，满足设计要求。

 

　　4.结束语

 

　　试验检测证明了本文的抗浮锚杆施工是合理的。如今抗浮锚杆的设计与施工还处在探讨和分析阶段，仅仅研究理论还不能满足工程的应用。所以，以后还有必要地对抗浮锚杆进行全方位的分析和研究。