“反插钢筋笼法”在抗浮锚杆施工中的应用

刘卓人

（北京市地质工程公司，北京 100143）

0 引言

抗浮锚杆是一种新型受拉构件，它把来自外部的荷载通过拉杆传递给锚固体，再由锚固体将荷载分散至周围土体。建筑物抗浮锚杆垂直于地面，通过锚固体对周围土的粘结力，将锚杆所受抗拔力传至周围稳定土体，以起到抗浮作用[1]。与普通基础桩（抗拔）相比，抗浮锚杆施工工艺简单，施工机械微型灵活，工期较短且造价较基础桩低廉，近年来得到广泛应用。因地质条件及设计要求不同，目前最为常见的成孔工艺为螺旋钻机成孔及锚杆钻机成孔，本文将引用天利德机电厂房项目施工实例对前者进行详述。

1 工程概况

北京天利德机电厂房地下室及基础工程位于北京市朝阳区东风南路，建筑面积为3920m2，裙房和纯地下室部分基础底板标高为-9.80m。本工程±0.00相对于绝对标高35.50m，抗浮设防水位-0.50m，经设计核算，该建筑自重不能满足抗浮要求，需进行抗浮处理。根据结构及勘察报告计算后，共设置抗浮锚杆871根，长16.0m，抗浮锚杆成孔直径130mm，单根锚杆内采用HRB335钢筋，接头采用机械连接，锚杆注浆体采用M30水泥净浆，压力注浆。

抗浮锚杆的布置方式有集中点状、集中线状和面状布置3种，前两者适用于较硬岩体中，不适用于软岩与土体，面状均匀布置适用于所有地层情况，本工程采用的是面状布置[2]（图1）。锚杆为永久性锚杆，隔离段应进行防腐处理；采用环氧树脂防锈漆，涂刷不小于两遍，厚度不小于1mm。验收试验数量不少于总数的5%、且不少于3根。锚杆最大试验荷载取锚杆抗拔承载力标准值的1.5倍。

2 工程地质情况

按成因年代可划分为人工填土层、新近沉积层和第四纪沉积层3大类，并按岩性及工程特性进一步划分为8个大层及亚层，现自上而下描述如下：

粘质粉土素填土①层：本层厚度2.5～3.2m。

粘土②层：本层厚度2.8～4.3m。

粉质粘土③层：本层厚度3.6～6.8m。

细砂④层：本层厚度0.6～1.6m，本层厚度较小，局部可能缺失本层。

粉质粘土⑤层：本层厚度1.2～2.4m。

粉质粘土⑥层：本次勘察大部分钻孔未钻穿本层，最大揭露厚度5.1m。

粉质粘土⑦层：本层厚度2.2～7.1m。

粉质粘土⑧层：最大揭露厚度4.5m。

3 施工难点分析和工艺选择

根据本工程地勘报告，显示锚杆施工土层水位较高，无较大卵石层，多为粘土和细砂，且锚杆较长、不易下放。传统锚杆钻机施工时可能引起流砂及塌孔，影响成孔质量和施工进度，且洗孔时间较长，占用施工时间[3]。综合以上特点，本工程适合小型长螺旋钻机施工。同时，长螺旋钻机施工速度快，且自带卷扬适合16m锚杆下放。本工程采用类似于桩基施工中的“反插钢筋笼”法，采用先注浆，后下锚杆的方法，方便、快捷、成本较低。

经多方面考虑，采用长螺旋钻机取土、压浆、“反插锚杆”法适于杆体较长的抗浮锚杆施工。

4 施工工艺

（1）施工工艺流程

施工准备→平整场地→锚杆制作→锚孔放线定位→钻机对位→成孔、注浆→下放杆体→补浆→封锚→人工清土→锚杆弯钩加工

（2）试验锚杆施工

根据《土层锚杆设计与施工规范》和《建筑地基基础设计规范》，需要对抗浮锚杆进行破坏性试验，以确定锚杆的抗拔承载力特征值及确定现场锚杆施工长度。考虑到锚固段注浆体与土层之间的粘结强度标准值：圆砾＞细沙＞粘土，为保证本工程锚杆抗拔质量，选择理论计算整体粘结力较小土层部位做实验锚杆。

根据勘察报告，选定16m长锚杆进行实验，M30水泥净浆试块强度试压报告符合设计要求后立即进行锚杆基本实验，3根实验锚杆全部合格，均满足抗拔强度要求。

建议：做锚杆试验时，建议结合长度制作几种不同长度锚杆，以便快速确定锚杆最终长度。避免上述只做1组设计长度情况造成因实验不合格，重新制作锚杆所带来的工期延误。

（3）锚杆成孔

钻机就位后，调整钻塔垂直后开动钻机。本工程施工面积较大，且地层易钻进，钻进时可一次性钻至孔底。钻进过程中，应时刻注意钻塔垂直度和孔深，严禁少打、超打。时刻注意安全，避免坠物伤人。

（4）浆液制作及注浆

锚杆注浆材料为水泥净浆，本工程采用用M30水泥净浆，水灰比为0.45～0.5，使用袋装P.O42.5水泥，拌合自来水，利用机械搅拌均匀且搅拌时间不得少于5min。

钻机钻进至指定深度后，随即开始压力注浆，边提钻杆边注浆，注浆压力不得小于1.5MPa。注浆时严格控制提钻速度，直至水泥浆从孔口溢出。本工程实际操作时，经试验，提钻速度在1.5～2m/min时，可满足钻头埋入水泥浆液面下1.0m的注浆要求。施工时先提升钻头200～400mm，然后注浆，使钻头埋在浆液下，然后边注浆边匀速提升钻杆。实际施工时，每根锚杆注浆时间在6～8min。

当第一次注浆结束后，水泥浆会渗入至周围土体，致使液面下沉。此时需立即补浆，利用注浆管对孔内进行补浆，直至孔口液面不再下沉。此过程一般重复3～5次，特殊地层渗漏较大，需加大补浆次数，以满足孔内浆液充盈。

（5）“反插”锚杆

本工程锚杆采用单根HRB335钢筋，接头采用机械连接。锚杆每隔1.5m设置定位架，以确保钢筋位置和混凝土保护层厚度。

下放锚杆钢筋控制的重点是钢筋位置的准确，包括截面位置和深度。钢筋通过长螺旋自带卷扬吊起，垂直空中心位置匀速下放。在距锚杆底部和顶部20cm位置设置支架，可有效保证钢筋在控中心。

（6）桩头清理和锚杆钢筋加工

由于桩径较细，且桩间距过小，为减少清理桩间土和桩头对锚杆体的破坏，本工程采用人工清槽和人工处理桩头。待基础混凝土垫层施工后，进行锚杆钢筋弯折加工。由于直径32mm钢筋弯折难度较大，为控制弯折受力点，不使锚杆浆体产生应力从而损坏锚杆整体性，本工程采用液压弯折设备加工锚杆钢筋弯钩。

5 施工总结

抗浮锚杆正式施工前，应在适当位置进行锚杆试打。试打的目的主要是观察地层情况与勘察报告是否相符、验证地下水位高度，最主要的是综合工程地质条件及设计要求、工期要求等，确定合理的施工工艺。

该项目选择螺旋钻机成孔反插钢筋工艺，不仅解决了塌孔问题，同时节约了洗孔时间，缩短了工期，在工期要求紧张的项目中可以优先考虑应用该工艺进行施工。

建筑物上浮量需长期观察，做好记录。因地下水位不断变化、受外界环境影响大，该项目检测可与建筑物沉降同时进行[4]。

6 结语

抗浮锚杆因其具有经济性显著、施工快捷方便、受力合理等优点，成为解决地下建筑物抗浮问题较为常用的方法。根据本工程经验可知，螺旋钻机成孔反插钢筋是可行的，具有布置灵活，简便快捷，无污染、噪音小等优点，而且完全满足抗拔力设计要求，抗拔效果较好。对比其它抗浮锚杆施工工艺，具有更高效的施工效率和较低的施工成本，为客户提供优质产品的同时节约了工期和造价。

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局.建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）[S].2011.

[2]中国工程建设标准化协会..土层锚杆设计与施工规范（CECS.22:90）[S].1990.

[3]柳建国，刘.波.建筑物抗浮设计与施工技术[J].工业建筑,.2007，37(4)：1～5.

[4]隆.威，贾永生，杨丽芳，熊.勃.抗浮锚杆在某医疗大楼工程中的应用[J].施工技术,.2007，36(1)：37～38，66.