微膨脹水泥砂漿地下室抗拔錨桿施工技術(shù)應(yīng)用

朱興茂，何艷紅 （安徽建工集團股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 前言

隨著技術(shù)的進(jìn)步，抗拔錨桿在地下室抗浮工程中的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢，具有建造簡便、成本低廉等優(yōu)點。因此在設(shè)計地下室抗浮時，應(yīng)從整體抗浮和局部抗浮兩個方面入手，以確保抗浮效果的最佳性。抗拔錨桿是一種用于地下室結(jié)構(gòu)的技術(shù)，它采用將錨桿嵌入巖石體，使其與巖石層牢固融合，從而提高構(gòu)件的抗拔能力。由于抗拔錨桿的水平間距較小，可以將底板構(gòu)件做得更薄，因此，它的構(gòu)造成本相對較低，可以節(jié)省整個抗拔錨桿結(jié)構(gòu)工程的費用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，抗拔錨桿因其構(gòu)造受力科學(xué)合理、建造簡便及造價低等優(yōu)勢，已被應(yīng)用于抗拔設(shè)計中。但是，由于持力層處于風(fēng)化花崗巖層，抗拔錨桿的施工效果仍然存在一定的不確定性，因此必須加強對該類錨桿的管理和維護(hù)。

為了提升風(fēng)化花崗巖層區(qū)域地下室抗拔錨桿的施工質(zhì)量及施工效率，本文根據(jù)施工現(xiàn)場的實際需求優(yōu)化了現(xiàn)有施工工藝，研發(fā)了微膨脹水泥砂漿地下室抗拔錨桿施工技術(shù)，其在錨桿安裝精度、施工質(zhì)量及抗拔性能方面均進(jìn)行了改善，解決了持力層處于風(fēng)化花崗巖層的錨桿抗拔性能不足問題。

2 工程概況

嵊泗旅游交通集散中心位于嵊泗本島的西北角洞石山，基地為半島地塊，西、北、東三側(cè)臨海，南側(cè)為G526 公路和洞石山，基地的西北角海域有新建的停泊碼頭?？傆玫孛娣e為35678.06m2，規(guī)劃為交通樞紐用地。項目包括上層建筑及地下室，地下室平時作為汽車庫。地基基礎(chǔ)為錨桿樁加筏板，其中基礎(chǔ)采用錨桿樁基礎(chǔ)，孔徑φ200，以12-2層中風(fēng)化凝灰?guī)r為持力層，總計747 根，錨固段3m。

3 工法特點

提高錨桿安裝精度。在機械開挖至錨桿基礎(chǔ)墊層底設(shè)計標(biāo)高后，采用本工法先施工墊層，再進(jìn)行錨桿放樣，可以有效提升錨桿孔位精度，并且可以清晰地標(biāo)出每個確定的孔中心，從而確?？组g尺寸的準(zhǔn)確性。

提升錨桿施工質(zhì)量。通過在基礎(chǔ)墊板上設(shè)置三角形吊裝支撐，可以有效地將錨桿下垂插入錨孔內(nèi)，避免錨桿與孔壁發(fā)生碰撞，從而防止發(fā)生錨桿靠壁或傾斜的情況。

加強錨桿抗拔性能。本工法為減少錨孔巖石風(fēng)化的影響，成孔后立即采用摻阻銹劑的微膨脹水泥砂漿分層灌注，并沿錨桿四圍用搗固釬進(jìn)行均勻搗固，提升抗拔錨桿性能。

4 適用范圍

本工法適用于體量較大、地下水位較淺、基本埋設(shè)較深、建筑物層次較少、構(gòu)件本身重力不足以抵消地下水浮動的建筑物或構(gòu)件，它可以有效地提高施工質(zhì)量，尤其適用于處于風(fēng)化巖層之上的結(jié)構(gòu)物或構(gòu)筑物的抗浮施工。

5 工藝原理

采用微膨脹水泥砂漿地下室抗拔錨桿施工工藝，可以利用高風(fēng)壓錨桿鉆機在風(fēng)化花崗巖層內(nèi)鉆孔，將建筑物或建筑基礎(chǔ)與地面巖土層連接起來，形成一個系統(tǒng)，從而有效抵消土壤的上浮性，使地基基礎(chǔ)能夠穩(wěn)固耐久。

在施工過程中，首先要施工墊板以提高錨桿孔位精度；其次，在基本墊板上設(shè)置三角形吊裝支撐，使錨桿垂直于下入錨孔內(nèi)，有效防止錨桿與孔壁周邊磕碰，從而避免出現(xiàn)錨桿靠壁、傾斜現(xiàn)象，提升錨桿安裝質(zhì)量；最后，為了減少錨孔巖石風(fēng)化的影響，成孔后立即采用摻有阻銹劑的微膨脹水泥砂漿分層灌注，并用搗固釬沿錨桿四圍均勻搗固，以確保錨桿的穩(wěn)定性和可靠性以及良好的抗拔性能，見圖1和圖2。

圖1 錨桿與防水及鋼筋綁扎交叉

圖2 錨桿底板墊層混凝土成型

6 施工工藝流程及操作要點

6.1 工藝流程

微膨脹水泥砂漿地下室抗拔錨桿施工工藝流程如圖3所示。

圖3 微膨脹水泥砂漿地下室抗拔錨桿施工工藝流程圖

6.2 操作要點

6.2.1 施工準(zhǔn)備

掌握建筑施工圖樣、認(rèn)真查勘場地、確定施工范圍、對表層地質(zhì)情況進(jìn)行全面比較、徹底清理可能影響建筑施工的地下埋設(shè)物和障礙物、制定可靠的安全防護(hù)措施，以確保施工安全有效；編制詳細(xì)的施工方案和施工進(jìn)度計劃；施工設(shè)備、材料進(jìn)場，搭建臨時設(shè)施和安裝、調(diào)試設(shè)備。

6.2.2 錨孔編號測量放孔

為了保證錨孔的位置準(zhǔn)確，需打完墊層后再在其上準(zhǔn)確放樣，以確保錨孔的位置準(zhǔn)確無誤。

在放孔之前，應(yīng)先按照設(shè)計圖紙使用經(jīng)緯儀或全站儀測量每個施工區(qū)域的抗拔錨桿孔位，并將每個孔的中心位置明確標(biāo)出，以確保孔間尺寸的準(zhǔn)確性。同時，錨桿孔位的偏差不得超過50mm。

6.2.3 鉆機就位

在測放好錨桿孔位后，鉆機應(yīng)立即就位，并用木枋將其穩(wěn)固，以確保施鉆流程中不會出現(xiàn)較大的晃動，影響成孔品質(zhì)。此外，還需要使用羅盤儀或吊線法來調(diào)節(jié)鉆桿的垂直，其標(biāo)準(zhǔn)不得低于≤1%。

6.2.4 鉆機成孔

在鉆進(jìn)過程中，如果出現(xiàn)排渣反常，例如滲漏、土壤、水中、暗溝、溶洞、地底河、地底管線、遺跡或墓穴等現(xiàn)象，應(yīng)立即暫停鉆進(jìn)措施，并開展進(jìn)一步的調(diào)查和ACK。

結(jié)束一次鉆孔工作后，應(yīng)立即移開鉆機裝置，清除周圍的粉砂和礫石，并采取專業(yè)封孔器具將錨孔封閉，以避免鉆頭和雜質(zhì)掉入孔內(nèi)。隨后旋轉(zhuǎn)鉆架進(jìn)行其他孔的鉆進(jìn)作業(yè)。

通常，鉆孔深度應(yīng)比設(shè)計深度深20～30cm，并且必須完整地記錄每根錨桿鉆孔過程中的所有細(xì)節(jié)。

6.2.5 清孔提鉆

先用空氣壓縮機清孔，要有足夠的壓力以保證孔內(nèi)的沙土清除干凈。

錨固范圍內(nèi)的孔壁上如有沉渣或黏土附著，用BM-150 型壓力泵清水洗孔，排出孔內(nèi)沉渣，直至孔口返水干凈、無大量沉渣為止。在清洗過程中不要拖延時間，以免影響灌漿質(zhì)量。

6.2.6 錨桿安裝

在基礎(chǔ)墊層上安裝三角吊裝支撐，其豎向間距應(yīng)保持1800mm；使用支架將錨桿下垂放置于錨孔內(nèi)，并且要確保不會碰撞到周邊的孔壁，以免將雜質(zhì)引入孔內(nèi)，同時也要確保錨桿不會出現(xiàn)靠壁或偏斜的情況。

如果在下錨工作過程中發(fā)現(xiàn)桿體根本無法到達(dá)孔底，應(yīng)立即拔出并使用鉆機進(jìn)行清掃，然后再進(jìn)行下錨操作。

在錨桿體安裝到孔位后，應(yīng)測試頂端高度以確保總體水平。

6.2.7 壓力灌漿

為減少錨孔巖石風(fēng)化的影響，清孔后盡快采用摻阻銹劑的M30 微膨脹水泥砂漿（水灰比為0.40～0.45）進(jìn)行灌注，灌注注漿壓力為0.3MPa 或依當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定，且在灌注砂漿前，錨孔必須保持濕潤。

在灌注過程中，應(yīng)分層推進(jìn)，每層深度約為200mm，并在錨桿周圍使用搗固釬，搗固，以確保每一次搗固效果相同；在灌注和搗固過程中，應(yīng)避免錨桿與之碰撞。

若在灌漿過程中出現(xiàn)延誤，超過了漿液初凝時間，應(yīng)該重新清理孔洞并進(jìn)行灌漿；在施工過程中，應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)完整的工作記錄。

在灌注完成后，請勿搖晃錨桿，每根錨桿應(yīng)一次性澆筑完畢。試塊制作時，除見證取樣外，每日應(yīng)制成一組，尺寸為150mm×150mm×150mm，并取28d 耐壓強度值作為基礎(chǔ)測試，以確定試塊在同樣養(yǎng)護(hù)條件下的硬度。

圖4 壓力灌漿

圖5 彎道錨筋灌漿

6.2.8 封錨養(yǎng)護(hù)

澆筑完畢后，12h 內(nèi)澆水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)天氣炎熱、干燥有風(fēng)時，在3h 內(nèi)基礎(chǔ)表面加覆蓋物并澆水養(yǎng)護(hù)，并增加澆水次數(shù)以滿足基礎(chǔ)表面濕潤的要求。

在養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)確?；A(chǔ)周圍5m范圍內(nèi)不存在任何可能對基礎(chǔ)造成影響的作業(yè)，30m 范圍內(nèi)也不允許進(jìn)行爆破作業(yè)。

6.2.9 錨桿試驗驗收

當(dāng)錨固灌漿強度超過設(shè)計要求的90%以上時，應(yīng)通過錨桿檢測測試，并且應(yīng)當(dāng)采用隨機抽樣的方式予以檢驗。

驗收試驗錨桿的數(shù)量取每種類型錨桿總數(shù)的5%（如果錨桿位于Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ類巖石內(nèi)，則應(yīng)取3%），但不得少于5根。

如果驗收的錨桿失效，應(yīng)重新抽檢其中的30%。如果再次出現(xiàn)錯誤的錨桿，應(yīng)對所有錨桿加以檢查，確保它們的總變形量符合工程設(shè)計允許值，并且與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗數(shù)值相一致。

7 質(zhì)量控制

7.1 質(zhì)量控制依據(jù)

本工法主要遵照執(zhí)行《建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范》（GB 51004-2015）、《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50300-2013）、《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50202-2018）、《冶金工程測量規(guī)范》（GB 50995-2014）、《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》（CECS 22-2005）、《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》（JGJ 18-2012）、《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50086-2015）。

7.2 質(zhì)量控制措施

錨桿灌漿作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，并且嚴(yán)格控制混凝土攪拌砂漿的配比，以保證拌和均衡，同時確保灌注機械和管路處于正常的狀態(tài)，連續(xù)灌漿流程不能間斷，并且漿液必須在初凝前用完，以確保灌漿作業(yè)質(zhì)量。

根據(jù)《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》（CECS 22-2005）及《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50202-2018）規(guī)定，基礎(chǔ)錨桿施工質(zhì)量驗收按表1檢驗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收。

表1 基礎(chǔ)錨桿施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)漿液從孔口溢出時，應(yīng)立即拔出灌料管，但要保證管道一直緊貼水泥漿，直至完全抽出孔外，以保證灌漿質(zhì)量。

由于漿液凝結(jié)時會出現(xiàn)回縮，導(dǎo)致漿面下降，因此應(yīng)當(dāng)盡快完成補漿；完成灌漿后，應(yīng)當(dāng)立即將錨桿頭固定在孔中央，以確保錨桿的穩(wěn)定性。

驗收測試中，錨桿總量應(yīng)滿足要求，當(dāng)設(shè)計無要求時，不少于錨桿總數(shù)的5%，且不得少于3 根。永久性抗浮錨桿的最大試驗荷載取錨桿軸向拉力值的1.5 倍，采用分級加載，初始荷載應(yīng)為其軸向拉伸設(shè)置值的0.10 倍，分級加載取錨桿軸向拉力設(shè)計值的0.50、0.75、1.00、1.20、1.33、1.50 倍，以保證試驗數(shù)據(jù)的正確性和可比性。每一級負(fù)荷應(yīng)保持穩(wěn)定5～10min，并記錄位移變化情況，最后一級負(fù)荷應(yīng)維持10min。

8 性能指標(biāo)

技術(shù)領(lǐng)先。通過研究形成了墊層基礎(chǔ)放樣+三角吊裝支架+微膨脹水泥砂漿分層灌注等關(guān)鍵技術(shù)，具有施工高效、作業(yè)安全等特點，具有較好的創(chuàng)新性和實用性。

效益顯著。本技術(shù)可綜合節(jié)約工期約15%，降低工程造價約10%～15%，在保質(zhì)保量的前提下實現(xiàn)了地下室基礎(chǔ)的快速施工。

質(zhì)量可靠。工程應(yīng)用表明，采用本技術(shù)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好，經(jīng)檢測，基礎(chǔ)質(zhì)量符合要求，整體質(zhì)量可靠。

安全環(huán)保。本技術(shù)采用摻阻銹劑的微膨脹水泥砂漿分層灌注，有效補償傳統(tǒng)水泥砂漿的收縮，現(xiàn)場施工快捷，靈活方便，相較于傳統(tǒng)水泥砂漿減少了現(xiàn)場污染量，同時保障了抗拔錨桿的施工安全。

綠色生態(tài)。本技術(shù)中的諸多材料構(gòu)件可多次重復(fù)使用，周轉(zhuǎn)利用率高，符合建筑工程中的“四節(jié)一環(huán)?！崩砟睢?/p>

9 結(jié)語

本技術(shù)已被成功應(yīng)用于多項工程，與傳統(tǒng)施工方法相比，該技術(shù)首先施工基層，然后再進(jìn)行錨桿放樣，有效提高了錨桿孔位精度；此外，在地基墊板上設(shè)置三角形吊裝支撐，使得錨桿能夠垂直下入錨孔內(nèi)，有效防止了錨桿與孔壁周邊的磕碰，從而避免出現(xiàn)錨桿靠壁、傾斜等現(xiàn)象，進(jìn)而提升了錨桿安裝質(zhì)量；為了減少錨孔巖石風(fēng)化的影響，成孔后立即采用摻有阻銹劑的微膨脹水泥砂漿分層灌注，以確保錨桿安裝質(zhì)量。通過在錨桿周邊使用搗固釬均勻搗固，能夠確保風(fēng)化巖層地基的錨桿具有良好的抗拔性能。

實踐證明，微膨脹水泥砂漿地下室抗拔錨桿施工工藝為一種經(jīng)濟、實用、有效的基礎(chǔ)抗浮施工技術(shù)，對抗拔錨桿施工質(zhì)量提升效果顯著。