抗浮錨桿施工技術在地下室中的應用

楊星

【摘要】由于我國建筑面積的不斷增大，人們開始不斷地擴大空中及地下建筑面積，因此對建筑物性能的要求也隨之增高，例如建筑物地下室的抗浮力設計。本文分析了在地下室抗浮力設計中，抗浮力錨桿相比其他措施的優(yōu)勢外，結合自身的這幾年的經(jīng)驗，重點介紹了抗浮錨桿施工技術在具體應用中需要注意的問題，包括設計中的注意事項、施工工藝、防腐措施以及問題發(fā)生時的補救措施。

【關鍵詞】 抗浮錨桿；地下室；應用研究

1、引言

由于我國人口眾多，城市面積有限，中大城市人口數(shù)目的不斷增長，向空中和地下擴大建筑面積，已成為各城市的良好也是有效的解決方式。隨著地下車庫、地下廣場以及地下交通的建設日趨增多，地下水的水浮力問題成為困繞各工程師的問題。地下水會對建設在地下的結構產(chǎn)生向上的浮力，若向上的水浮力大于結構向下的重力時，結構物的底板可能會發(fā)生開裂或者局部向上拱起的現(xiàn)象，當水浮力足夠大時，整個結構物便會向上浮起，并發(fā)生一定的位移，嚴重時會引發(fā)建筑物傾倒事件，其后果可想而知，在地下水位較高的城市，如深圳、青島、上海等濱河或者濱海城市這種現(xiàn)象尤為明顯。近年來很多地區(qū)都已發(fā)生類似工程的事故，各個專家學者也做了各種研究，想了很多對策，接下來，我們將比較幾種方案。

2、抗浮設計中幾種措施的優(yōu)劣

以下作者將從幾種常見的抗浮措施的比較中，得出當下最為流行、性能最佳的抗浮措施—抗浮錨桿。并就此措施進行進一步的分析總結。

2.1 壓載

在抗浮設計中，最為簡單也最為直接的方法是通過壓載的方式，建筑結構物發(fā)生上浮破壞的根源在于地下水浮力大于建筑結構物的自重，因此通過增大建筑結構物自重，并令其大于地下水浮力可以達到抗浮的目的。壓載的具體方式往往通過增加地基層的厚度來達到目的，此方法的劣勢有三：一浮力較大時，容易造成浪費，而且效果不佳；二此種壓載方式對地基土層提出了較高要求，當土層質(zhì)量不佳時在將產(chǎn)生不均勻變形，其后果也是可想而知的；三增加了底板厚度，而較厚的混凝土收縮或者膨脹的幅度會更加明顯，這樣會導致底板發(fā)生開裂或者向上拱起的現(xiàn)象，因而需要時常對工程進行保養(yǎng)與維護，將會增加對后期的維護成本。

2.2 抗浮樁：

抗浮樁可以扮演著承壓、抗浮以及抗傾覆等多重角色，具有較為豐富的使用功效。但造價最貴，施工工藝要求較高，同時還容易引起連鎖破壞。

2.3 抗浮錨桿

構造簡單，成本低廉，施工容易，同時它是一種受拉桿件，相當于小型的抗浮樁，可承受地下水或者風荷載對結構產(chǎn)生的拉力，從而保證結構物保持穩(wěn)定的狀態(tài)，它發(fā)揮作用的方式類似于抗浮樁，但不同是它是由周圍土層與桿體發(fā)生相對位移所形成的摩阻力是來提供抗拔力的。

因此是抗浮錨桿當前最為流行也是性能最好的一種抗浮措施，也是本文討論的焦點，下面將對抗浮錨桿設計的一些問題進行總結。

3、當下最優(yōu)措施—錨桿設計中的注意事項

3.1 要有相應的參考標準和驗算依據(jù)

由于抗浮問題較大，各位工程師設計錨桿時要盡量參照相關標準，雖然我國目前對錨桿的設計并沒有相應的明文規(guī)定，但是可以參考《地下室抗浮錨桿設計與施工規(guī)范》《建筑地基基礎設計與施工規(guī)范》《建筑邊坡工程技術規(guī)范》中與錨桿有關的部分，但是這些僅僅適宜用于估算，還應通過現(xiàn)場的抗拔試驗來確定較為精確的錨桿抗拔承載力特征值。

3.2 錨桿驗算不可或缺的幾項內(nèi)容

錨桿驗算的內(nèi)容有很多，各位設計人員可根據(jù)各地的地形特點、水文特征等具體情況做一些相應的驗算分析，但不可少的幾項驗算應包括：1）錨桿鋼筋截面面積；2）錨桿錨固體與土層的錨固長度；3）錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度；4）土體或者巖體的強度驗算等。

4、施工工藝

抗浮錨桿施工工序優(yōu)為重要，它直接決定錨桿的承載能力以及使用壽命，主要的施工工序有：錨桿的制作→成孔→注漿→封錨→養(yǎng)護及清渣等。

錨桿的制作：包括對錨桿的材料選擇、鋼筋的數(shù)量確定、鋼筋的綁扎方式確定等方面。而成孔的主要方式有兩種，一種是水成孔法，另一種是干成孔法。水成孔法時，孔底殘渣有遺留，且操作效率不夠高，分布比較分散，但對于有大量地下水的地層運用很為方便。干成孔法：分布較為集中，且沒有以上的缺點。在具體的施工過程中，應該根據(jù)不同的地質(zhì)特征不同的施工方案。封錨：應用較好的為錨固段為球體狀和端部帶擴大頭的錨桿，注漿多采用一次注漿或者在一次注漿的基礎上再加二次高壓注漿，二次注漿的性能較高，但成本也會隨之升高，多適用于錨桿需要具備較高的承載力的情況。

5、防腐處理

抗浮錨桿體是建筑物的重要一環(huán)，抗浮錨桿的損壞，將會使建筑物的使用壽命大大折，而錨桿是由鋼筋制成，鋼筋的壽命就直接決決定了抗浮錨桿的使用壽命。鋼筋在地下水和地下水中氧氣共同的作用下，會發(fā)生氧化反應，長時間的氧化反應則會引起鋼筋得到耗損，最終抗浮錨桿出現(xiàn)破壞。鋼筋的腐蝕速度是驚人的，例如法國的某個大壩工程中若干根承受較大荷載的預應力錨桿在使用了幾個月之后就因為腐蝕而發(fā)生破壞，而我國一般民用建筑設計的合理使用年限通常是50年，為保證如此長的使用年限，對錨桿進行防腐蝕處理是必要的或者是必須的。

錨桿的防腐方法有很多，國內(nèi)采用的較多是，外套上塑料管，或者在鋼筋表面涂防銹底漆（可采用富鋅漆或船底漆）并用兩層瀝青玻璃布或三層塑料布包扎并扎緊，在與錨固端接觸部位將塑料管密封，還有通過注漿的方法對錨桿進行防腐蝕的，同時也要對其他關鍵部分進行必要的防腐處理，以延長使用年限。不過，防護等級及防護措施會隨著工程的安全等級不同采用的的方法也有所不同。具體實施時，可要求勘察單位對相應場地的土層性質(zhì)以及地下水分布狀態(tài)做詳細偵測，并給出明確的地勘報告，同時標明是否有必要采取防腐措施，做到針對性的防腐，避免浪費。

6、問題應急處理措施

現(xiàn)實情況過于復雜，可能無論是設計階段還是施工都采取了較好的質(zhì)量保證，但最終結果還是可能會出現(xiàn)上浮的問題，針對這種情況，有必要做一些應急處理措施的總結。

救火時，我們會將滅火器對準火的根部，地下室上浮事故事件也類似，其事件的起因是浮力過大了，因此我們可以從兩個方面進行解決：對建筑物進行加重，并且盡量降低地下水位 。對于降低水位的處理：通?？刹捎贸樗?、解壓或洗砂等數(shù)種處理措施，視現(xiàn)場情況單獨使用或者混合使用。抽水和解壓操作方法比較類似，都是通過一定方法抽掉一部分地基下面的水來達到效果。洗砂作業(yè)，是一種比較有效的方法，這里做一下重點說明。同樣是使地下室穩(wěn)定而緩慢的下沉，不過洗砂主要通過降低側墻與土壤間的摩擦力和清除底板和基底土之間游積的泥沙兩種方式。第一種，利用高壓水側壁洗砂。第二種，底板下方游積的泥砂要從洗砂孔洗出。此外，洗砂作業(yè)還需開孔或借助已有洗砂孔，利用污水馬達抽出側壁或底板下方高壓水洗出的泥砂。加壓方法比較簡單，我們這里不做過多累訴。當然要視建筑情況選擇是否進行補救，如果建筑物破壞比較嚴重，沒有補救的必要，我們則應當放棄。

7、結束語

地下室的抗浮力的問題，是目前學者及各位工程師需要持續(xù)解決的問題，本文結合目前學者的研究和自身這幾年工程建設的經(jīng)驗，對抗浮錨桿施工技術在地下室中的應用的問題上常出現(xiàn)的問題進行了總結，特別是注意事項，更是進行了比較系統(tǒng)的介紹。希望能給各位同行人士起到啟發(fā)與借鑒意義。

參考文獻

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