河道回填區(qū)域旋噴注漿抗浮錨桿施工

易登華 彭德坤 李大可 華雄一 程小龍 張子龍

【摘要】抗浮錨桿技術(shù)因其在設(shè)計(jì)、施工、建造成本的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)抗浮工程，但在特殊地質(zhì)條件下，采用傳統(tǒng)抗浮錨桿施工難以保障成孔和注漿質(zhì)量，因此需要采用創(chuàng)新工法工藝，采用護(hù)筒跟管成孔和高壓旋噴注漿來(lái)提高抗浮錨桿的工作性是提高錨桿施工質(zhì)量的有效手段。文章以成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站區(qū)施工總承包四標(biāo)段項(xiàng)目為例，將河道回填區(qū)域旋噴注漿抗浮錨桿施工技術(shù)作為主要背景，論述了新型抗浮錨桿的工藝工法和控制要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑;抗浮錨桿;旋噴注漿

【中圖分類號(hào)】 TU472.3＋6????????? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 B

在建筑設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中，抗浮錨桿憑借其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工效率高且成本優(yōu)勢(shì)明顯等特點(diǎn)而被作為設(shè)計(jì)常用的抗浮方式[1]，但如何在豐水季節(jié)，城市內(nèi)澇下，河道回填地質(zhì)上完成抗浮錨桿的施工，成為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)抗浮錨桿研究的重點(diǎn)。本文結(jié)合成都天府機(jī)場(chǎng)航站區(qū)施工總承包四標(biāo)段項(xiàng)目實(shí)踐，針對(duì)河道回填地質(zhì)條件下抗浮錨桿的施工展開立項(xiàng)研究，多種成孔注漿工藝進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)踐證明河道回填環(huán)境下旋噴注漿抗浮錨桿施工工法安全可靠質(zhì)量?jī)?yōu)良，對(duì)于解決河道回填地質(zhì)條件下的抗浮錨桿施工作業(yè)具有重要的指導(dǎo)意義。

1工程概況

成都天府機(jī)場(chǎng)航站區(qū)施工總承包四標(biāo)段項(xiàng)目，河道回填土區(qū)域主要為公共運(yùn)控中心-公共設(shè)施監(jiān)控樓，回填土為素填土（主要成分為黏性土，含少量碎石角礫）。壓實(shí)填土（主要成分為含碎石黏性土與碎石土），地下室共有抗浮錨桿216根，錨桿成孔直徑小150 mm，單根錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值Nak為303 kN，鋼筋在筏板的錨固段長(zhǎng)度 L a2不小于1.1 m;錨桿錨固總長(zhǎng)度 L a1不小于7.6 m。

2優(yōu)勢(shì)分析

傳統(tǒng)抗浮錨桿施工的成樁質(zhì)量受地質(zhì)影響嚴(yán)重，對(duì)于含水豐富地層易塌孔，豐水季節(jié)施工時(shí)漿液易隨地下水沖刷而流失，難以形成有效樁身，在河道回填區(qū)域使用傳統(tǒng)抗浮錨桿施工更是難以滿足設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量要求。若采用抗浮樁施工，受環(huán)境條件、施工條件影響大，機(jī)械、人工及材料成本又會(huì)大大增加[2]。而使用旋噴注漿抗浮錨桿施工，將回填土體中的細(xì)小土粒與漿液結(jié)合形成成樁密實(shí)、抗拔力高的錨桿體，完美解決河道回填區(qū)域抗浮錨桿施工成樁困難的難題，同時(shí)抗浮錨桿高壓旋噴注漿在時(shí)間上縮短了工期，減少了各種材料和機(jī)械設(shè)備的使用周期，節(jié)約了成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)滿足了質(zhì)量要求。

3適用環(huán)境

抗浮錨桿高壓旋噴注漿施工方法主要適用于河道回填區(qū)域、臨河富水環(huán)境、地下動(dòng)水位、高埋深及軟臥不良地層等環(huán)境施工。

4工藝原理

抗浮錨桿高壓旋噴注漿法原理是利用設(shè)備造孔，將漿液管帶到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后以不小于30 MPa的高壓一邊噴射注漿，一邊旋轉(zhuǎn)提升[3]，土體被能量較大，噴射速度快的漿液破壞，然后與漿液、鋼筋結(jié)合，凝結(jié)后形成一個(gè)錨桿體，此時(shí)形成的錨桿體具有較高的抗壓強(qiáng)度，較好的拉拔承載力。

5施工工藝流程

抗浮錨桿高壓旋噴注漿施工工藝流程如圖1所示。

5.1測(cè)量放孔

移除雜物，清理工作面，根據(jù)交點(diǎn)給定的坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)置平面總控制網(wǎng)，將控制點(diǎn)設(shè)置在基坑外圍，用碎做成保護(hù)，做到牢固、精確、便于觀測(cè)，依據(jù)控制點(diǎn)及抗浮錨桿軸網(wǎng)圖，放出縱橫向軸線[4]，灑好灰線，再根據(jù)縱橫向軸線放樣各個(gè)錨桿的中心點(diǎn)位，并做好相應(yīng)標(biāo)記，放線孔位偏差應(yīng)小于50 mm[5]，遇到錨桿位置在獨(dú)立基礎(chǔ)內(nèi)時(shí)，還應(yīng)作出相應(yīng)的調(diào)整，保證抗浮錨桿在后續(xù)施工中的深度。放線完成后，再次復(fù)核，復(fù)核無(wú)誤后邀請(qǐng)相關(guān)單位進(jìn)行驗(yàn)線（圖2）。

合理安排好施工順序，將鉆機(jī)移動(dòng)至施工位置，調(diào)整鉆機(jī)，保證鉆機(jī)保持90°垂直于地面施工，調(diào)整好角度后，將鉆機(jī)固定，保證鉆機(jī)不會(huì)在施工過(guò)程中有所偏移，確保成孔質(zhì)量?jī)?yōu)良，后續(xù)桿體能順利放入。

5.2 鉆機(jī)成孔

鉆孔采用氣動(dòng)潛孔錘跟管偏心鉆進(jìn)方法。造孔設(shè)備為YG - 90液壓錨固鉆機(jī)，其他機(jī)具包括CIR150沖擊器，φ157mm套管及其配套偏心鉆具，液壓拔管機(jī)，φ89 mm鉆桿。鉆孔的孔位、孔軸偏差、孔徑及鉆孔深度要符合設(shè)計(jì)要求，履行三檢制，并完善相關(guān)資料。

5.2.1跟管施工

（1）跟管施工前，應(yīng)嚴(yán)格檢查所有部位設(shè)備是否能正常工作，是否符合安全要求，機(jī)具設(shè)備應(yīng)進(jìn)行保養(yǎng)，達(dá)到潤(rùn)滑效果;檢查機(jī)具設(shè)備是否靈敏可靠，符合相關(guān)要求，連接部位是否牢固可靠，能達(dá)到相應(yīng)效果，檢查套管鞋.套管是否存在裂隙，凡有影響強(qiáng)度的缺陷禁止使用。

（2）跟管鉆進(jìn)施工開始前，先將潛孔錘及鉆頭連接好，拼裝好套管及套管鞋，再按設(shè)備要求組裝好整體機(jī)具，提前預(yù)埋好導(dǎo)向管，再將拼裝好的鉆具放入其中。將鉆機(jī)啟動(dòng)，達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，鉆頭自然分開，才能進(jìn)行鉆進(jìn)施工。

（3）跟管鉆進(jìn)施工過(guò)程中，將提前準(zhǔn)備好的鉆桿及套管一節(jié)一節(jié)的進(jìn)行加接，保證施工安全。鉆進(jìn)施工過(guò)程中應(yīng)向孔內(nèi)吹高壓空氣來(lái)排出塵土，保證孔底的潔凈，每鉆進(jìn)30～50 cm進(jìn)行一次，做到“短跟進(jìn)，多排渣”的施工操作。每次鉆進(jìn)2～3 m時(shí)，停下施工，提起鉆頭，對(duì)設(shè)備進(jìn)行再檢查，保障施工作業(yè)的順利進(jìn)行，檢查連接、緊固機(jī)構(gòu)的安全性，對(duì)存在安全隱患的插銷進(jìn)行更換，保障作業(yè)人員安全。

（4）鉆進(jìn)結(jié)束或需替換中心鉆具時(shí)，先向孔底排入高壓空氣，將孔底塵渣吹干凈，停止機(jī)具工作，直至中心鉆具停止轉(zhuǎn)動(dòng)，再慢慢提起中心鉆具，將鉆桿用管子鉗卡夾住，反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，再次將中心鉆具緩慢試提。

（5）影響偏心鉆頭收起的主要因素是鉆進(jìn)中過(guò)多的土體在孔底未被清理干凈，土體殘?jiān)绊懥算@頭的合攏。當(dāng)試過(guò)幾次幾次鉆機(jī)依然不能提升時(shí)，要依照上述方法重新清理孔底的殘?jiān)?，并短時(shí)間的開動(dòng)潛孔錘作工作，再一次試著緩慢提升機(jī)具，若仍不能提升，就重復(fù)上述操作，直到保障機(jī)具順利提出（圖3）。

5.2.2鉆進(jìn)工藝參數(shù)

鉆進(jìn)工藝參數(shù)見表1。

5.2.3造孔注意事項(xiàng)

開孔前，詳細(xì)檢查鉆具套管等。開孔時(shí)，再次復(fù)核鉆機(jī)軸線的垂直度。每使用鉆桿進(jìn)入土體大于1 m，再慢慢將鉆桿提升大于1m，來(lái)回重復(fù)不少于2次，直到?jīng)]有塵土從鉆口處冒出，以便于將孔內(nèi)塵渣充分排除，避免土體被反復(fù)破碎從而導(dǎo)致鉆頭被卡住。操作時(shí)應(yīng)反復(fù)多次的檢查查鉆桿、鉆具的安全情況，對(duì)存在施工安全隱患的鉆桿、鉆具必須進(jìn)行更換，力爭(zhēng)杜絕安全事故的發(fā)生。

5.3清孔提鉆

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，現(xiàn)場(chǎng)工長(zhǎng)與質(zhì)檢員相互配合，采用垂球與鋼尺等儀器對(duì)鉆孔的深度以及錨桿的偏斜度進(jìn)行檢查，檢查無(wú)誤后報(bào)相關(guān)單位復(fù)驗(yàn)，滿足相關(guān)要求及完善相應(yīng)資料后才能進(jìn)入下道工序施工。鉆孔驗(yàn)收合格后，使用空壓機(jī)的高壓空氣清孔，伸手感受孔口排出的空氣沒(méi)有塵土感時(shí)，再繼續(xù)吹高壓空氣5 ～ 10 min，然后緩慢提起鉆具。

5.4桿件制作

為保證制作的錨桿符合質(zhì)量要求和提高制作工效，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)錨桿的要求，專門由經(jīng)培訓(xùn)合格的持證技術(shù)工人組成錨桿制作組。錨桿加工，依照設(shè)計(jì)圖制作。

施工前，必須按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行材料準(zhǔn)備和原材復(fù)檢。只有復(fù)檢合格方能使用。計(jì)算好錨桿鋼筋的用料長(zhǎng)度后，根據(jù)設(shè)計(jì)的錨桿數(shù)量制作下料單，交由工人進(jìn)行批量下料。錨桿制作完成后，嚴(yán)格履行三檢制對(duì)錨桿的成型質(zhì)量和錨桿長(zhǎng)度進(jìn)行檢查，無(wú)誤后可進(jìn)入下道工序施工（圖4～圖6）。

5.5置入桿體

待鉆孔驗(yàn)收合格后，置人錨桿鋼筋，下人深度及外露長(zhǎng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求，誤差不超過(guò)50 mm，錨桿下人時(shí)要垂直無(wú)偏差。在主筋放入鉆孔安放好后，進(jìn)行三檢制報(bào)驗(yàn)，驗(yàn)收合格之后，才能進(jìn)入下一-道工序施工（圖7、圖8）。

5.6 高壓旋噴注漿

（1）鉆孔及錨桿驗(yàn)收合格后，在現(xiàn)場(chǎng)高壓噴射注漿作業(yè)開始前，邀請(qǐng)建設(shè)單位及監(jiān)理單位，根據(jù)圖紙要求，在指定區(qū)域，進(jìn)行高壓旋噴注漿工藝試驗(yàn)，工藝試驗(yàn)的漿液配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并形成記錄，工藝試驗(yàn)完成后方可進(jìn)行后續(xù)施工。

（2）旋噴開始前，首先檢驗(yàn)旋噴設(shè)備及各種管路安全性是否符合要求，為防止泥漿、巖渣等雜物將管道堵塞，下管前應(yīng)先進(jìn)行噴頭密封，當(dāng)所有設(shè)備檢查完畢，符合安全要求后方可開始施工。

（3）旋噴作業(yè)時(shí)，要保證管道的通暢，因此輸水試管，確定設(shè)備及管道正常后再輸送預(yù)配好的漿液。旋噴開始時(shí)，應(yīng)先坐底試管，一邊旋轉(zhuǎn)，一邊注漿，直到壓力達(dá)到要求，管道能夠正常噴漿，孔內(nèi)泥漿從孔口處排出后，再開始緩慢提升噴射管。注漿過(guò)程中，應(yīng)旁站監(jiān)督提速不能過(guò)快，不能私自降低壓力，抽測(cè)漿液水灰比，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配比，禁止私自更改。

（4）旋噴作業(yè)完成后，孔內(nèi)的漿液會(huì)因?yàn)槲鏊恋?，孔?nèi)漿液會(huì)下沉，此時(shí)應(yīng)該通過(guò)送漿管路及時(shí)的向孔內(nèi)充填灌漿，直到孔內(nèi)漿液飽滿，孔口漿面不再下沉為止，灌漿需要反復(fù)多次進(jìn)行。充填的漿料可以使用旋噴時(shí)配制的漿液，使用孔口返出的漿液時(shí)只能是砂礫石層旋射作業(yè)時(shí)的返漿。

（5）高壓旋噴注漿，應(yīng)該自下而上，連續(xù)進(jìn)行，因不可避免的意外原因造成噴射注漿作業(yè)停止，若中途停止作業(yè)的時(shí)間太長(zhǎng)，恢復(fù)作業(yè)時(shí)，應(yīng)從當(dāng)前液面高度以下50 cm重新進(jìn)行旋噴作業(yè)，以此來(lái)保證錨桿體的完整。

5.7沖洗

旋噴作業(yè)完成后，應(yīng)立即清洗注漿管、高壓泵等機(jī)具設(shè)備，防止殘存水泥漿在管內(nèi)凝固，堵塞管道，從而影響后續(xù)工作的進(jìn)行，影響后續(xù)錨桿施工質(zhì)量。

5.8拉拔試驗(yàn)

抗浮錨桿施工完成后必須進(jìn)行基本試驗(yàn)及驗(yàn)收試驗(yàn)?；驹囼?yàn)時(shí)最大試驗(yàn)荷載應(yīng)取桿體極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%或屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的85%中的較小值，基本試驗(yàn)數(shù)量每種類型錨桿為3根。驗(yàn)收試驗(yàn)數(shù)量不得低于錨桿總數(shù)的5%且不少于6根，試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)[7]。

6質(zhì)量控制要求

（1）基本試驗(yàn)時(shí)最大試驗(yàn)荷載應(yīng)取桿體極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%或屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的85%中的較小值，基本試驗(yàn)數(shù)量每種類型錨桿為3根。

（2）驗(yàn)收試驗(yàn)數(shù)量不得低于錨桿總數(shù)的5%且不少于6根，試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)。最大試驗(yàn)荷載：永久性錨桿應(yīng)取錨桿拉力特征值（標(biāo)準(zhǔn)值）的2倍，加荷級(jí)數(shù)不宜小于5級(jí)[7]。

（3）錨桿孔位偏差±100 mm;錨桿桿體長(zhǎng)度-30 mm、+100 mm;鉆孔偏斜率2%。錨桿鋼筋必須居中，從而使保護(hù)層厚度滿足要求。

（4）抗浮錨桿上端鋼筋伸人基礎(chǔ)（抗水板）長(zhǎng)度不小于35D，若底板混凝土厚度不足35D，則鋼筋末段采用彎鉤形式（鋼筋上端距基礎(chǔ)底板頂面不小于5 cm）。錨固體強(qiáng)度不低于 M30[7]。

7結(jié)束語(yǔ)

本文以成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站區(qū)施工總承包四標(biāo)段項(xiàng)目為工程載體，詳細(xì)介紹了河道回填區(qū)域旋噴注漿抗浮錨桿施工技術(shù)的主要內(nèi)容。

旋噴注漿抗浮錨桿將傳統(tǒng)錨桿施工與高壓旋噴注漿相結(jié)合，使抗浮錨桿施工具有了更好的適用性，拓寬了抗浮錨桿的使用范圍，其錨桿體成樁密實(shí)、抗壓強(qiáng)度高，拉拔承載力較好，能適應(yīng)河道回填區(qū)域、富水高水位、降水難度大及軟臥不良地質(zhì)等環(huán)境，能很好滿足結(jié)構(gòu)抗浮所需拉拔力，同時(shí)錨桿體有較好的耐久性，為抗浮錨桿創(chuàng)新施工工藝，解決河道回填區(qū)域不良地質(zhì)條件下的成樁難題，提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和方案。

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