地下建筑工程抗浮樁施工技術(shù)的應(yīng)用研究

林和壽 （福建省九龍建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門(mén) 361008）

1 地下建筑工程抗浮樁施工技術(shù)概述

抗浮樁又稱抗浮錨桿，主要用于地下建筑工程的抗浮措施，抗浮樁具有抗拔樁體承受拉力的獨(dú)特性能，以下從工藝特點(diǎn)、工藝原理、適用范圍三個(gè)方面對(duì)抗浮樁進(jìn)行概述。

1.1 工藝特點(diǎn)

①抗浮樁施工技術(shù)操作步驟簡(jiǎn)單，施工過(guò)程方便，容易掌握；

②一般分布在地下建筑底板的外圍，同時(shí)利用上方建筑結(jié)構(gòu)的豎向力來(lái)平衡水浮力，具有很強(qiáng)的承受能力，主要呈集中點(diǎn)狀或網(wǎng)格狀，集中點(diǎn)狀一般用于堅(jiān)硬巖；

③施工噪聲低，相比較普通施工，對(duì)周圍的影響較小。

1.2 工藝原理

抗浮樁技術(shù)主要是利用建筑物重力和土體摩擦力的總和小于地下水浮力的原理而采取的技術(shù)工藝。需要在抗浮樁中心植入錨桿鋼筋，并將鋼筋預(yù)留的長(zhǎng)度與防水板固定，向孔內(nèi)注漿，再將抗浮錨桿放入工程主體。

1.3 適用范圍

抗浮樁一般適用于浮力大、地下水位高、自重及土體不能抵抗地下水浮力的大型地下建筑工程，比如地鐵站。

2 抗浮樁技術(shù)的施工操作要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)要求，需要確定施工現(xiàn)場(chǎng)的水電接口位置，合理規(guī)劃好施工現(xiàn)場(chǎng)的施工材料可堆放點(diǎn)、放置設(shè)備位置、機(jī)修用房位置、施工材料庫(kù)房的位置等，建造平整的施工場(chǎng)地，為之后的施工奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 抗浮錨桿孔位測(cè)放

完成施工場(chǎng)地的平整后，用全站儀測(cè)試出地下建筑工程的基礎(chǔ)軸線，再根據(jù)平面布置圖確定錨孔位置并用紅鉛油標(biāo)記。

2.3 鉆機(jī)就位

檢測(cè)出錨孔位置并標(biāo)記好后，將鉆機(jī)立軸調(diào)節(jié)至垂直對(duì)準(zhǔn)孔位的狀態(tài)，需要注意的就是安裝鉆機(jī)時(shí)必須平整穩(wěn)固。

2.4 錨桿成孔

①必須采用YXZ-70(90)型專業(yè)錨桿鉆機(jī)，以0.75MPa高壓風(fēng)力驅(qū)動(dòng)偏心潛孔錘跟φ146套管鉆入錨桿內(nèi)，深度不可小于50mm；

②若成孔程度達(dá)到要求后，但內(nèi)部有非設(shè)計(jì)模型軟弱層或有砂時(shí)，應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)，保證長(zhǎng)度滿足錨桿設(shè)計(jì)深度的要求。

2.5 清孔提鉆

當(dāng)鉆機(jī)達(dá)到錨桿設(shè)計(jì)深度時(shí)，需停留2min，利用高壓風(fēng)力對(duì)錨孔進(jìn)行塵土清理，但時(shí)間不可大于2min，避免塌孔影響注漿效果，要及時(shí)對(duì)已鉆孔進(jìn)行遮擋保護(hù)措施，避免飛塵落入孔內(nèi)。

2.6 鋼筋制作安裝

①采用1根28HRB400級(jí)熱軋鋼筋；

②鋼筋材料一般是9m，鋼筋下料的深度等于錨孔深度+1180mm；

③在鋼筋中間綁1根PVC材質(zhì)的φ20注漿管，注意管頂部最好超出錨桿頂部400mm左右，以便進(jìn)行注漿，注漿管下端需要比鋼筋段200mm，是為了防止注漿管鉆入涂層，影響注漿質(zhì)量；

④沿錨桿基本軸線方向每隔2m就焊接一個(gè)φ6鋼筋箍和支架，保證錨桿的固定，錨桿外側(cè)每隔2m焊接寬度不小于25mm的保護(hù)箍筋，保證錨桿鋼筋保護(hù)層的堅(jiān)固，將制作好的鋼筋和注漿管下入錨孔中，注漿管端口距離孔底大約20cm～30cm；

⑤終孔驗(yàn)收后，使用滑輪架將主筋放入鉆孔。注漿管順直地與主筋綁扎在一起，隨主筋徐徐下至孔底，使之就位。

2.7 拔套管、填豆石

①拔套管前先用塑料布風(fēng)尚注漿管及排氣管，以防石頭調(diào)入注漿管及排氣管內(nèi)，拔套管時(shí)，先用豆石淹沒(méi)套管1m，接著上拔套管1m，再倒入豆石，這樣是為了使豆石密實(shí)，循環(huán)直到豆石頂面與孔口只有700mm左右的距離；

②填豆石時(shí)確保鋼筋位于錨孔中心位置，且豆石含量不得小于3%，硫化物和砂中云母等有害物質(zhì)的含量必須小于1%。

2.8 水泥注漿

注漿水泥材料標(biāo)號(hào)不得低于P.O 42.5R，漿液必須采用M30 t水泥漿壓力灌漿，以鋼筋上的注漿管為導(dǎo)管，將注漿口泥漿泵用高壓注漿管與槍頭連接，泥漿泵從灰漿池中吸取水泥漿，自高壓注漿管注入錨桿孔內(nèi)，直至冒漿后，再在0.5MPa～2.0MPa壓強(qiáng)下穩(wěn)壓注漿1min后停止壓漿，立即拔掉槍頭，拆堵注漿管。

2.9 檢測(cè)錨桿

①基本試驗(yàn)：每個(gè)區(qū)域的不同錨桿都要至少選取6根以上試驗(yàn)桿進(jìn)行抗浮錨桿基本試驗(yàn)，確定每根錨桿的抗拔力最大值，試驗(yàn)結(jié)果的錨桿極限值≥360kN，則合格。

②驗(yàn)收試驗(yàn)：灌漿結(jié)束1個(gè)月后，進(jìn)行抗浮錨桿的檢測(cè)，主要是為了檢測(cè)底層分布不均勻及軟弱的分級(jí)加荷檢測(cè)，需要檢測(cè)的錨桿數(shù)量不得少于總數(shù)的6%，錨桿軸向拉力均大于200kN，則合格。

3 地下建筑工程抗浮樁施工技術(shù)應(yīng)用

在進(jìn)行地下建筑工程抗浮樁施工技術(shù)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮安全性與合理性，并且將施工階段和實(shí)際使用階段的不同情況區(qū)分開(kāi)，以下對(duì)抗浮樁技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 以地下建筑結(jié)構(gòu)自重作為抗浮力

地下建筑工程的抗浮樁是以清除分析浮力與抗浮力為基礎(chǔ)前提，地下水位以下（以室外地坪標(biāo)高為最高水位）直至地下建筑工程底板底這部分的等體積水重量就等于地下建筑工程的浮力，而抗浮力只計(jì)永久荷載，根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，浮力S與抗浮力永久荷載G之間應(yīng)滿足以下公式：γ0·S≤G，公式中γ0為地下建筑工程的重要系數(shù)，同時(shí)地下建筑工程在實(shí)際使用階段存在著不同程度的活荷載，當(dāng)計(jì)算結(jié)果不滿足以上公式時(shí)，地下建筑工程即可采取永久性的抗浮樁或抗浮錨桿。

3.2 抗浮樁的設(shè)計(jì)

地下建筑工程的抗浮樁應(yīng)按國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，基樁的抗拔側(cè)阻力和抗壓側(cè)阻力是有區(qū)別的，隨著上拔量的增加，其側(cè)阻力會(huì)因土層松動(dòng)及側(cè)面積減少等原因而低于抗壓側(cè)阻力，故在利用一般工程地質(zhì)勘察報(bào)告所提供的抗壓側(cè)阻力來(lái)確定抗拔側(cè)阻力時(shí)，需引入拔壓的側(cè)阻力比例系數(shù)，即抗拔系數(shù)λ，也稱拔壓比。抗拔側(cè)阻力取決于樁周土層的力學(xué)性質(zhì)，其拔壓比λ根據(jù)試驗(yàn)，灌注樁高于預(yù)制樁，長(zhǎng)樁高于短樁。上拔荷載下群樁的破壞模式因樁距大小不同而呈基樁分離的非整體拔出破壞和樁土呈整體拔出破壞，故規(guī)范JGJ94-2008第5.4.6條規(guī)定了群樁抗拔效應(yīng)公式。換言之，從經(jīng)濟(jì)合理角度分析，適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大抗拔樁的間距是有利的。

4 總結(jié)

綜合上文對(duì)地下建筑工程抗浮樁施工技術(shù)的概述和研究分析，得知抗浮樁施工技術(shù)應(yīng)進(jìn)行周密謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)和施工，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)優(yōu)先考慮安全性和經(jīng)濟(jì)合理性，達(dá)到較高性價(jià)比的目的。同時(shí)，我國(guó)的抗浮樁施工技術(shù)還不夠成熟，需要專業(yè)技術(shù)人員與科研人員共同參與進(jìn)行改進(jìn)完善，以國(guó)家相關(guān)規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范施工技術(shù)的正規(guī)性，使抗浮樁施工技術(shù)更加安全、經(jīng)濟(jì)、健全。