“反插鋼筋籠法”在抗浮錨桿施工中的應(yīng)用

劉卓人

（北京市地質(zhì)工程公司，北京 100143）

0 引言

抗浮錨桿是一種新型受拉構(gòu)件，它把來(lái)自外部的荷載通過(guò)拉桿傳遞給錨固體，再由錨固體將荷載分散至周圍土體。建筑物抗浮錨桿垂直于地面，通過(guò)錨固體對(duì)周圍土的粘結(jié)力，將錨桿所受抗拔力傳至周圍穩(wěn)定土體，以起到抗浮作用[1]。與普通基礎(chǔ)樁（抗拔）相比，抗浮錨桿施工工藝簡(jiǎn)單，施工機(jī)械微型靈活，工期較短且造價(jià)較基礎(chǔ)樁低廉，近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用。因地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求不同，目前最為常見(jiàn)的成孔工藝為螺旋鉆機(jī)成孔及錨桿鉆機(jī)成孔，本文將引用天利德機(jī)電廠房項(xiàng)目施工實(shí)例對(duì)前者進(jìn)行詳述。

1 工程概況

北京天利德機(jī)電廠房地下室及基礎(chǔ)工程位于北京市朝陽(yáng)區(qū)東風(fēng)南路，建筑面積為3920m2，裙房和純地下室部分基礎(chǔ)底板標(biāo)高為-9.80m。本工程±0.00相對(duì)于絕對(duì)標(biāo)高35.50m，抗浮設(shè)防水位-0.50m，經(jīng)設(shè)計(jì)核算，該建筑自重不能滿足抗浮要求，需進(jìn)行抗浮處理。根據(jù)結(jié)構(gòu)及勘察報(bào)告計(jì)算后，共設(shè)置抗浮錨桿871根，長(zhǎng)16.0m，抗浮錨桿成孔直徑130mm，單根錨桿內(nèi)采用HRB335鋼筋，接頭采用機(jī)械連接，錨桿注漿體采用M30水泥凈漿，壓力注漿。

抗浮錨桿的布置方式有集中點(diǎn)狀、集中線狀和面狀布置3種，前兩者適用于較硬巖體中，不適用于軟巖與土體，面狀均勻布置適用于所有地層情況，本工程采用的是面狀布置[2]（圖1）。錨桿為永久性錨桿，隔離段應(yīng)進(jìn)行防腐處理；采用環(huán)氧樹(shù)脂防銹漆，涂刷不小于兩遍，厚度不小于1mm。驗(yàn)收試驗(yàn)數(shù)量不少于總數(shù)的5%、且不少于3根。錨桿最大試驗(yàn)荷載取錨桿抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.5倍。

2 工程地質(zhì)情況

按成因年代可劃分為人工填土層、新近沉積層和第四紀(jì)沉積層3大類，并按巖性及工程特性進(jìn)一步劃分為8個(gè)大層及亞層，現(xiàn)自上而下描述如下：

粘質(zhì)粉土素填土①層：本層厚度2.5～3.2m。

粘土②層：本層厚度2.8～4.3m。

粉質(zhì)粘土③層：本層厚度3.6～6.8m。

細(xì)砂④層：本層厚度0.6～1.6m，本層厚度較小，局部可能缺失本層。

粉質(zhì)粘土⑤層：本層厚度1.2～2.4m。

粉質(zhì)粘土⑥層：本次勘察大部分鉆孔未鉆穿本層，最大揭露厚度5.1m。

粉質(zhì)粘土⑦層：本層厚度2.2～7.1m。

粉質(zhì)粘土⑧層：最大揭露厚度4.5m。

3 施工難點(diǎn)分析和工藝選擇

根據(jù)本工程地勘報(bào)告，顯示錨桿施工土層水位較高，無(wú)較大卵石層，多為粘土和細(xì)砂，且錨桿較長(zhǎng)、不易下放。傳統(tǒng)錨桿鉆機(jī)施工時(shí)可能引起流砂及塌孔，影響成孔質(zhì)量和施工進(jìn)度，且洗孔時(shí)間較長(zhǎng)，占用施工時(shí)間[3]。綜合以上特點(diǎn)，本工程適合小型長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工。同時(shí)，長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工速度快，且自帶卷?yè)P(yáng)適合16m錨桿下放。本工程采用類似于樁基施工中的“反插鋼筋籠”法，采用先注漿，后下錨桿的方法，方便、快捷、成本較低。

經(jīng)多方面考慮，采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)取土、壓漿、“反插錨桿”法適于桿體較長(zhǎng)的抗浮錨桿施工。

4 施工工藝

（1）施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→平整場(chǎng)地→錨桿制作→錨孔放線定位→鉆機(jī)對(duì)位→成孔、注漿→下放桿體→補(bǔ)漿→封錨→人工清土→錨桿彎鉤加工

（2）試驗(yàn)錨桿施工

根據(jù)《土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，需要對(duì)抗浮錨桿進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，以確定錨桿的抗拔承載力特征值及確定現(xiàn)場(chǎng)錨桿施工長(zhǎng)度。考慮到錨固段注漿體與土層之間的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：圓礫＞細(xì)沙＞粘土，為保證本工程錨桿抗拔質(zhì)量，選擇理論計(jì)算整體粘結(jié)力較小土層部位做實(shí)驗(yàn)錨桿。

根據(jù)勘察報(bào)告，選定16m長(zhǎng)錨桿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，M30水泥凈漿試塊強(qiáng)度試壓報(bào)告符合設(shè)計(jì)要求后立即進(jìn)行錨桿基本實(shí)驗(yàn)，3根實(shí)驗(yàn)錨桿全部合格，均滿足抗拔強(qiáng)度要求。

建議：做錨桿試驗(yàn)時(shí)，建議結(jié)合長(zhǎng)度制作幾種不同長(zhǎng)度錨桿，以便快速確定錨桿最終長(zhǎng)度。避免上述只做1組設(shè)計(jì)長(zhǎng)度情況造成因?qū)嶒?yàn)不合格，重新制作錨桿所帶來(lái)的工期延誤。

（3）錨桿成孔

鉆機(jī)就位后，調(diào)整鉆塔垂直后開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)。本工程施工面積較大，且地層易鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)可一次性鉆至孔底。鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻注意鉆塔垂直度和孔深，嚴(yán)禁少打、超打。時(shí)刻注意安全，避免墜物傷人。

（4）漿液制作及注漿

錨桿注漿材料為水泥凈漿，本工程采用用M30水泥凈漿，水灰比為0.45～0.5，使用袋裝P.O42.5水泥，拌合自來(lái)水，利用機(jī)械攪拌均勻且攪拌時(shí)間不得少于5min。

鉆機(jī)鉆進(jìn)至指定深度后，隨即開(kāi)始?jí)毫ψ{，邊提鉆桿邊注漿，注漿壓力不得小于1.5MPa。注漿時(shí)嚴(yán)格控制提鉆速度，直至水泥漿從孔口溢出。本工程實(shí)際操作時(shí)，經(jīng)試驗(yàn)，提鉆速度在1.5～2m/min時(shí)，可滿足鉆頭埋入水泥漿液面下1.0m的注漿要求。施工時(shí)先提升鉆頭200～400mm，然后注漿，使鉆頭埋在漿液下，然后邊注漿邊勻速提升鉆桿。實(shí)際施工時(shí)，每根錨桿注漿時(shí)間在6～8min。

當(dāng)?shù)谝淮巫{結(jié)束后，水泥漿會(huì)滲入至周圍土體，致使液面下沉。此時(shí)需立即補(bǔ)漿，利用注漿管對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿，直至孔口液面不再下沉。此過(guò)程一般重復(fù)3～5次，特殊地層滲漏較大，需加大補(bǔ)漿次數(shù)，以滿足孔內(nèi)漿液充盈。

（5）“反插”錨桿

本工程錨桿采用單根HRB335鋼筋，接頭采用機(jī)械連接。錨桿每隔1.5m設(shè)置定位架，以確保鋼筋位置和混凝土保護(hù)層厚度。

下放錨桿鋼筋控制的重點(diǎn)是鋼筋位置的準(zhǔn)確，包括截面位置和深度。鋼筋通過(guò)長(zhǎng)螺旋自帶卷?yè)P(yáng)吊起，垂直空中心位置勻速下放。在距錨桿底部和頂部20cm位置設(shè)置支架，可有效保證鋼筋在控中心。

（6）樁頭清理和錨桿鋼筋加工

由于樁徑較細(xì)，且樁間距過(guò)小，為減少清理樁間土和樁頭對(duì)錨桿體的破壞，本工程采用人工清槽和人工處理樁頭。待基礎(chǔ)混凝土墊層施工后，進(jìn)行錨桿鋼筋彎折加工。由于直徑32mm鋼筋彎折難度較大，為控制彎折受力點(diǎn)，不使錨桿漿體產(chǎn)生應(yīng)力從而損壞錨桿整體性，本工程采用液壓彎折設(shè)備加工錨桿鋼筋彎鉤。

5 施工總結(jié)

抗浮錨桿正式施工前，應(yīng)在適當(dāng)位置進(jìn)行錨桿試打。試打的目的主要是觀察地層情況與勘察報(bào)告是否相符、驗(yàn)證地下水位高度，最主要的是綜合工程地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求、工期要求等，確定合理的施工工藝。

該項(xiàng)目選擇螺旋鉆機(jī)成孔反插鋼筋工藝，不僅解決了塌孔問(wèn)題，同時(shí)節(jié)約了洗孔時(shí)間，縮短了工期，在工期要求緊張的項(xiàng)目中可以優(yōu)先考慮應(yīng)用該工藝進(jìn)行施工。

建筑物上浮量需長(zhǎng)期觀察，做好記錄。因地下水位不斷變化、受外界環(huán)境影響大，該項(xiàng)目檢測(cè)可與建筑物沉降同時(shí)進(jìn)行[4]。

6 結(jié)語(yǔ)

抗浮錨桿因其具有經(jīng)濟(jì)性顯著、施工快捷方便、受力合理等優(yōu)點(diǎn)，成為解決地下建筑物抗浮問(wèn)題較為常用的方法。根據(jù)本工程經(jīng)驗(yàn)可知，螺旋鉆機(jī)成孔反插鋼筋是可行的，具有布置靈活，簡(jiǎn)便快捷，無(wú)污染、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，而且完全滿足抗拔力設(shè)計(jì)要求，抗拔效果較好。對(duì)比其它抗浮錨桿施工工藝，具有更高效的施工效率和較低的施工成本，為客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時(shí)節(jié)約了工期和造價(jià)。

[1]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2011）[S].2011.

[2]中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)..土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（CECS.22:90）[S].1990.

[3]柳建國(guó)，劉.波.建筑物抗浮設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].工業(yè)建筑,.2007，37(4)：1～5.

[4]隆.威，賈永生，楊麗芳，熊.勃.抗浮錨桿在某醫(yī)療大樓工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),.2007，36(1)：37～38，66.