浅谈地下室底板抗浮锚杆施工技术措施

潘锋阳

浅谈地下室底板抗浮锚杆施工技术措施

潘锋阳

随着城市化建设的的发展，我国的土地资源日渐减少，特别是人流量较大的大型都市。为了获取更多的空间资源，对地下空间的开发和利用已经成为一种发展趋势。比如地下商场和地下车库的建设，都是通过对地下的挖掘来实现更多空间资源的利用，以及建设成本的降低。然而，建筑物越往地下的深处开发，也会随之出现抗浮的问题，地下的结构建设会因为水浮力而遭到破坏，造成资金的浪费。因此，对地下工程的设计与施工时地下结构抗浮问题的研究，当成为设计人员以及施工人员关注的重中之重。地下室的设计人员应该对不同的地下工程和实际施工情况进行综合考虑，采用最经济、适用的施工方案。

抗浮；抗浮锚杆；施工技术；抗浮桩

地下工程的广泛建设中曾出现过不少的抗浮事故，从具体的事故中我们可以发现，造成结构物发生上浮破坏的主要因素有两类：①相关的施工人员对抗浮问题没有给予足够的重视，地下水浮力的情况认知不到位；②暴雨带来的大量积水不断向底层渗进，导致地下水的浮力迅速上升，浮力大于上层结构物的重量后，随即就会出现上浮事故；还有如结构物承担荷载的不均匀设计、季节变换导致地下水位的变化等都是造成上浮事故产生的导火线。通常情况下，要完全避免结构物因上浮力而遭受破坏的情况是很难做到的。然而，但凡发生破坏，结构物将不会失去正常的使用功能，或者是发生较大的事故，而造成严重的损失。

1　我国地下室底板抗浮研究现状

国内对抗浮措施的研究和案例还是比较少的，在制定抗浮设计指导和标准方面的成果也不多，一些现行的行业规范还存在很多需要完善和改进的地方。当前，我国在地下工程施工过程中，所采取的抗浮措施有压载、降排截水、抗浮桩、抗浮锚杆等，其中以抗浮锚杆施工技术相对简易，施工效果相对较好。

2　抗浮锚杆施工技术

2.1抗浮锚杆概述

可以将锚杆看成是一种小型抗浮桩，它是通过和地下结构物的底部相连接，再在土层中进行锚固，以锚固力提供抗拔力，让其承担地下水或者是风荷载对底部结构产生的拉力，进而确保结构物趋于稳定的状态。一般情况，我们把抗浮锚杆，运用在地下结构物的抗浮措施中，其发挥效力的方式和抗浮桩类似，由周围土层和杆体发生相对位移所产生的摩擦力和阻力来提供抗拔力[1]。由于锚杆比较小，通常都是较为密集的进行布置，因此和抗浮桩相比还是存在着一定的区别的。

2.2抗浮锚杆技术措施使用实例

表1　

施工时可将注浆锚杆设置于粉质粘土以及硬塑状粘土或风化基岩。这样的施工方法比较容易，有着布置灵活且锚固效率较高的特点，与其他措施抗浮锚杆的适应性相比较明显占有优势。

图1　锚杆截面图

2.3抗浮锚杆施工技术的特点

岩土锚固技术具有很多显著的特点，例如：当挖好基坑后，可以较好地保持土层自身的强度，防止土层受到扰动而发生破坏的同时，还能协调控制土层的变形，从而保证施工的安全进行；促进土层受力性能的改善，因为抗浮锚杆技术能够提高土层结构的抗剪强度；对锚杆的结构参数、分布情况等进行有效设定和控制；通过有限的支护抗力带来良好的稳定效果；对土层特性的改善，让土地资源得到更好地利用，在一定程度上降低了施工成本；还能在地下结构物发生破坏后可以发挥及时抢修和加固的特色功能，对人们的生命财产安全起到保作用[2]。

2.4抗浮锚杆施工工艺

锚杆的制作、成孔、注浆、养护以及清渣等工作是抗浮锚杆施工中的主要工序。是否合理采用每道工序都会对锚杆的承载力和使用期限产生影响，而当前，国内对锚杆的制作、成孔以及注浆各方面研究的投入较多。抗浮锚杆的制作主要是进行对锚杆材料的选用、钢筋数量的配备、钢筋绑扎等工作；成孔的方式主要有两种，即是水成孔法和干成孔法。但是水成孔法有无法将孔底残渣完全清理干净，操作效率低等缺点，而干成孔法却没有这些缺点。在实际的施工过程中，地下工程的施工人员应该依照不同的地质形态采用相适应的施工工艺[3]。如图2和表2。

图2　锚杆施工图

以不同的地质情况为例，对单根锚杆承载力进行结算。

表2　单根锚杆承载力计算结果[4]

3　抗浮锚杆的施工质量控制

由于不同的拟建场地地层起伏较大，相同轴线上各地层厚度相差度较高，无法采用相同的施工工艺，要想保证施工质量，提高工作效率，就应对不同区域采用不同的施工方法。

3.1不同地质情况下的施工质量控制

（1）基岩面或土层较薄的区域

此区域的地质情况较好，在锚杆钻孔过程中很少因为基底受振发生挠动而出现塌孔现象。所以在施工时可选择自重较大、动力大、较为先进的进口设备。利用其液压系统和高风压在机械高压顶进的过程中，用高压风将部分土或岩屑吹出。高压顶进可以使锚杆孔壁的土层密实度增加，降低塌孔频率。

（2）土层较厚的区域

此区域的基岩上部土层较厚且自稳性不好，在基岩上部土层可先选用地质钻机钻孔，然后后改用MG-100B型钻机在基岩中成孔，为避免发生塌孔现象，在此过程中选用水泥浆护壁。为防止因使用水泥浆护壁而造成锚孔缩径现象，在抗浮锚杆的施工中不可使用泥浆护壁，以减小对握裹力的影响。

3.2地下水位较高的施工预防处理措施

有砂层分布的区域地下水位较高，且钻孔后随着地下水涌入钻孔，会形成塌孔现象，选择在基岩标高较低处布置降水井，让钻孔位置的地下水位低于土层，以此避免塌孔现象。

3.3岩石破碎带的施工处理

在此区域，锚杆成孔过程中，会因为施工机械钻杆的冲击与振动而产生局部岩石破碎分离的情况，在此条件下就经常会发生塌孔现象，所以在此区域就必须辅助钢套筒操作施工，而且在操作过程中要依照操作面的岩层实际情况小心操作，防止出现钢套筒因被挤压在岩层中而无法取出的问题。

3.4不同地质情况下锚杆水泥砂浆灌注控制

根据不同地质情况，应严格按照试验配合比拌制水泥砂浆。首先在搅拌前计算出每盘水泥砂浆的水用量、水泥用量、砂用量，用沙子过磅、水用桶量的计量方式进行严格控制，水泥砂浆的搅拌时间不小于3min，在灌注过程中一边搅拌，一边灌注，水泥砂浆的留置时间不大于2h。锚杆孔灌注水泥砂浆过后3h，浆体如有超过50ml的沉降，进行第二次注浆。

如注浆开始或中途停止超过30min，应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路，以保证锚杆孔灌浆的施工质量，现场所有的锚杆灌浆施工时，统一采用将锚杆和高压气管一起插入至锚杆孔底部，利用高压注浆，用水泥砂浆将孔内的水顶出并且减少灌浆时出现气泡。

3.5抗浮锚杆防水施工措施

由于锚杆钢筋穿过底板外防水，地下水会沿着钢筋向上从底板混凝土中渗出，因此是地下室防水的薄弱环节，为达到防水效果可采取一些有效措施。

在锚杆端部可加焊止水钢板，焊缝必须饱满均匀，以阻止地下水的压力。在锚杆根部垫层上可涂刷两遍水泥基渗透结晶型防水涂料，利用混凝土本身的成分在混凝土内部发生反应，而反应的产物即是不溶性纤维状的结晶生成物，能堵塞毛细孔通道，降低建材孔隙率，提高密实性，从而达到防水目的。

还可以采用防水附加层、防水卷材铺贴，需注意卷材尽量避免在锚杆部位搭接。在防水卷材上涂刷一遍4mm厚的改性沥青防水涂料，其良好的涂覆和粘结性可用于防水，收口后浇筑防水保护层混凝土。当基础底板钢筋绑扎完成后，可将露出的锚杆端部钢筋与底板混凝土同时浇注，重点加强锚杆部位的混凝土。

最后的振捣施工，经验证明混凝土作为底板防水的最终屏障，其防水作用和效果也很明显的。

4　结束语

由于受多种因素的影响，地下室的抗浮问题已经成为建筑结构安全中的一大隐患。设计考虑的片面化和抗浮意识的不足，导致现有地下室存在着很多抗浮不足的现象，抗浮事故时有发生，时刻威胁着人们的生命安全和财产安全。抗浮锚杆施工技术是地下工程施工工艺中的一项重要技术，本文针对施行锚杆施工技术以解决地下室底板抗浮的问题进行了探究，对抗浮锚杆设计中应该要注意的细节进行了全面的分析，以期为地下工程设计人员提供意见参考。

[1]李于中.关于地下室底板抗浮锚杆施工技术的探究[J].建筑工程技术与设计，2014，17（33）：23.

[2]张斌，谢飞，丁建华，等.抗拔锚杆在高层建筑地下室抗浮中的应用研究[J].江苏建筑，2013，54（11）：72～75.

[3]吴晓方.浅谈新增抗浮锚杆及结构底板施工技术[J].建筑工程技术与设计，2011，03（34）：11～12.

[4]张如俊.抗浮锚杆施工技术[J].建材技术与应用，2012，34（26）：30～32.

[5]魏明，李天成.水泥基渗透结晶型防水材料在带抗浮锚杆地下室底板防水施工中的应用[J].中国高新技术企业，2010，05（11）：37～38.

TU753

A

1673-0038（2015）43-0003-02

2015-10-11

潘锋阳（1983-），大学本科，主要从事现场施工管理工作。