地下建筑工程抗浮桩施工技术

吕涛

摘要：本文以乌兰浩特铁西站广场规划及地下建筑工程为实例，详尽的论述了地下工程抗浮锚杆施工技术的工艺特点、适用范围、工艺原理、施工工艺流程及操作要点、材料与机具设备的配置与应用、主要控制技术标准等方面的内容，可为类似工程的施工提供一定的借鉴作用。

Abstract： In this paper， the planning and construction of the underground station at West Railway Station of Wulanhaote are taken as an example. The characteristics， application scope， process principle， construction process and operation essentials， material and equipment configuration and application and main control technology standards of underground construction anti-floating anchor construction technology are expounded in detail， which can provide some reference for the construction of similar projects.

关键词：地下建筑；抗浮锚杆；施工；技术

Key words： underground construction；anti-floating anchor；construction；technology

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）05-0153-03

0 引言

随着高层建筑的快速发展，对地下空间的利用也不断向更深方向发展。建筑物地下室的自重及覆土不能抵抗地下水浮力时，常导致建筑物坍塌、倾斜等事故发生，针对这种情况，抗浮桩的应用有效地解决了这一问题。

抗浮桩，也称为抗浮锚杆，其主要用于建筑工程地下结构抗浮措施中。与一般的基础桩不同，抗浮锚杆有着自身独特的性能，两者之间的区别主要体现在以下方面：基础桩通常为抗压桩，桩体承受建筑荷载压力，受力自桩顶向桩底传递，随着建筑荷载的变化桩体受力大小也会出现相应的变化；而抗浮桩则为抗拔桩体承受拉力，普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递，随着地下水位的变化桩体受力大小会出现相应变化，然而两者的受力机制存在明显不同。抗浮锚杆是指抵抗建筑物向上位移的各种桩型的总称，抗浮锚杆不同于一般的基础桩，有其自身的独特性能，抗浮桩为抗拔桩。

乌兰浩特铁西站广场规划及地下建筑工程，总用地面积58000m2，总建筑面积40302m2，抗拔锚杆的施工面积约为1.3万m2，共计2816根。

1 工艺特点

①抗浮锚杆施工工艺简单，制作、下孔、注浆方便，整体施工效率高。经一两个循环后，操作工人能很快熟练操作。②网格状，集中点状，一般布置在地下室底板基础外围，同时充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强整体抵抗力；③集中点状布置推荐用于坚硬岩；④所占空间很小，对周边环境影响小，施工噪声低，文明环保。

2 适用范围

适用于地下水位高、浮力大、自重及覆土不能抵抗地下水浮力的建筑、地铁车站等大型地下构筑物施工。

3 工艺原理

抗浮锚杆也称抗浮桩，是指建筑物重力及其与周边土体摩擦力之和小于地下水对其向上浮力时，而采取的基础桩体。抗浮锚杆是根据设计要求在基槽内钻孔，在抗浮桩孔内植入锚杆钢筋，钢筋对准抗浮桩中心，并将设计用的钢筋预留一定长度用于与by防水板锚固，然后向孔内注入豆石及水泥浆成桩。防水板施工时将锚杆锚入工程主体，通过工程主体及覆土自重配合锚杆与锚固土层的摩擦力共同抵消工程地下水的向上浮力。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

4.2 施工操作要点

4.2.1 施工准备

根据要求，基坑开挖至基底垫层设计标高设上10～20cm处，平整施工场地，确定场地内用水、用电接口位置，规划场地内材料堆场布置、设备停放场地布置、现场材料库房布置、现场机修用房布置，为本项目的顺利施工奠定基础。

4.2.2 抗浮锚杆孔位测放

完成基坑清底拣平后，用全站仪准确测放出地下室基础轴线，然后根据抗浮锚杆平面布置图确定锚孔位置并进行标记。

4.2.3 钻机就位

施工前先用全站仪测出每个锚杆的孔位，用红铅油做好标记（該工程锚杆间距2.1m和2.8m）。将钻机移到孔位处，调节钻机立轴，使之垂直对准孔位，钻机的安装必须周正、平整、稳固。

4.2.4 锚杆成孔

①采用YXZ-70（90）型专业锚杆钻机，以0.75MPa高压风力驱动偏心潜孔锤跟？准146套管钻进至锚杆设计深度不小于+50mm。

②成孔深度必须保证有效锚固长度大于或等于设计深度，当达到设计深度但其中有砂或非设计模型软弱层时应继续钻进穿过砂或非设计模型软弱层并保证有效锚固长度满足设计要求。

4.2.5 清孔提钻

钻机钻进到设计深度后，要停留2min，利用空压机高压气体对锚孔进行清孔，确保孔内没有余留尘土。但清孔时间不宜过长，以防塌孔影响注浆质量。成孔后要及时对钻孔进行遮挡，避免旁边钻孔作业的飞尘落入钻孔。endprint

4.2.6 钢筋制作安装

①材料：采用1根 28 HRB400级热轧钢筋；

②钢筋下料：等于锚杆成孔深度+1180mm；成孔深度自垫层底面以下开始计算。本地区钢筋原材一般为9m长，对于需要连接的钢筋采用螺纹套筒机械连接的方式。

③在锚杆钢筋中间绑扎一根PVC材质的Ф20注浆管，注浆管顶部超出锚杆锚固段顶部约400mm以方便注浆操作，下端需短于主筋200mm，防止注浆管钻入孔底土层使浆液无法流出，影响注浆质量。

④安装：沿杆体轴线方向每隔2.00m焊接一个？准6钢筋箍和对中支架，用于固定锚杆结构。杆体外侧每隔2.00m在三个方向焊接保护箍筋，保护箍筋宽度不小于25mm，以保证锚杆钢筋保护层厚度。钻孔完成且清孔后，将制作好的钢筋和注浆管下入孔中，要求下至设计深度，误差不超过10cm。注浆管端口距孔底20～30cm。抗浮锚杆大样如图2-4（单位：mm）：C

⑤主筋入位：终孔验收后，使用滑轮架将主筋放入钻孔。注漿管顺直地与主筋绑扎在一起，随主筋徐徐下至孔底，使之就位。

4.2.7 拔套管、填豆石

①为防止提拔套管时石子等物掉进注浆管口及排气管口，提拔套管前先用塑料布封上注浆管及排气管上口。提拔套管时，先倒入豆石淹没套管1.0m，同时用手锤敲打套管管壁，使豆石密实，而后上拔套管1.0m，再倒入豆石1.0m，往复循环，直至豆石顶面距孔口700-800mm时止。

②拔套管下豆石时用手锤用力敲打主筋，使豆石密实，直至填满为止。填豆石时确保钢筋位于孔中心。豆石含泥量按重量计不得大于3%；砂中云母、有机物、硫化物和硫酸盐等有害物质的含量按重量计不得大于1%。

4.2.8 水泥注浆

注浆所用浆液采用M30纯水泥浆压力灌浆，注浆水泥材料标号不得低于P.O 42.5R。以绑扎在主筋上的注浆管为导管，注浆口与泥浆泵用高压注浆管与枪头连接，泥浆泵从灰浆池中吸取水泥浆，自高压注浆管注入锚杆孔内，直至冒浆后，再在0.5～2.0MPa压强下稳压注浆1分钟后停止压浆，立即拔掉枪头，拆堵注浆管。

4.2.9 锚杆检测

①基本试验。

抗浮锚杆正式工程杆施工前，每个区域每种杆类型至少选取6根试验杆进行抗浮锚杆基本试验，确定单根锚杆抗拔力极限值。抗浮锚杆进行基本试验，试验结果最大值达到360kN，完全满足设计值要求。

②验收试验。

灌浆结束28天后，进行抗浮锚杆的检测验收，试验数量不小于锚杆总数的5%，且不得少于6根。本项目检测数量为141根，重点对地层分布不均匀及地层较为软弱的地段进行分级加荷检测。根据试验结果，检测200根锚杆轴向拉力均大于200kN，满足单根锚杆抗拉设计值要求。

4.3 劳动力组织

5 材料与机具设备

所需材料及主要机械设备分别见表2及表3所示。

6 质量控制

6.1 质量控制偏差

6.2 质量控制措施

抗浮锚杆施工质量控制主要包括锚杆成孔，豆石填充和水泥注浆质量控制，抗浮锚杆施工中应严格控制豆石填充的密实性和注浆饱和性。具体措施如下：

①为保证本工程的质量达标，要求所有相关人员都必须严格依照相关规范标准进行操作。②认真做好各项技术工作，包括档案整理、现场检测、技术交底等，落实技术责任制，标准和规范化技术管理。③确保所有进入施工现场的材料都符合质量标准，具备相应的质量合格证书，且材料进场后依照规格分批存放，同时为便于使用和检查，应设立醒目标志。④做好技术交底工作，掌握抗浮锚杆施工的设计要求、技术标准、施工工艺和注意事项等。⑤安排专人逐根检查抗浮锚杆豆石填充的密实性，注浆的饱和性。

7 工程实例

乌兰浩特铁西站广场规划及地下建筑工程，位于复兴街、铁西大路、规划路及乌兰浩特子站房围合区域内。总用地面积58000m2，总建筑面积40302m2，共分地下、地上两层，其中地下建筑面积40152m2，层高4.5m-5.1m，为地下停车场，设有四个汽车坡道出入口，744个车位，及消防泵房、取暖、通风等相关配套设施。地上建筑面积150m2，另有铺装、绿化、亮化、雕塑等相关工程。

本工程主体结构外围最大长度327.6m，最大宽度165m，结构体系为框架结构，设计耐火等级二级，抗震等级四级，使用年限为50年。抗拔锚杆的施工面积约为1.3万m2，共计2816根。

参考文献：

[1]GB50330-2013，建筑边坡工程技术规范[S].

[2]JGJ72-2013，高层建筑岩土工程勘察规程[S].

[3]GB50007-2012，建筑地基基础设计规范[S].

[4]CECS22：2005，岩土锚杆（锚索）技术规程[S].endprint