注浆抗浮锚杆结合其他措施对抗浮力的加固

曹斌

（上海建工四建集团有限公司第二工程公司，上海200000）

1 基本情况

某工程地上4栋22-26层；地下1层车库基础底板为400厚筏板+桩承台形式，基坑挖深-5.9m。项目东面预计于2019年初施工至边上的地铁隧道；围护体系为Φ600/Φ800灌注桩+双轴搅拌桩止水帷幕，内有一道钢筋混凝土支撑，有108根Φ800立柱桩 ，桩长19m，内插钢格构柱。车库抗拔桩为为Φ600灌注桩， 桩长21m桩端持力层在第六层粉质黏土层，桩抗拔设计值500kn。

2 抗浮力不足的原因与分析

2.1 原因分析

土方开挖后，灌注桩进行小应变检测发现有10根桩被判别为三类桩， 在桩身10-15m位置有缺陷，遂即从中抽取三类桩抗拔力测试，共抽取6根，两根抗拔力满足要求，两根为设计值80% ，2根为设计值70%，抗拔力不满足设计要求，这十根桩分布较为集中，均集中于地下车库东北角。且多为一柱一桩承台位置，承载力不足会对地下车库的局部抗浮产生不利影响，设计单位遂要求进行在周边进行灌注桩补桩。但由于土方已经开挖，基坑上方有一道支撑，高度不足以桩架竖立，原本工期就极为紧张且灌注桩施工需要泥浆池，水泥砼仓等附属设备，会大大影响工期，地下室开挖后，周边基坑有一定变形，如果不抢筑底板，会对周边环境造成不利影响。

2.2 地下结构抗浮特点

地下车库的结构特点是体积大，重量轻，江南地区地下水位高，地下水位往往在2-3m内，常规的筏板基础就能满足地基承载力要求，在极端低水位的时候，抗拔桩又起抗压作用，在极端高水位时，车库桩主要起抗拔作用。总的来说车库桩主要以抗浮为主，地下结构抗浮主要是靠底板自重+顶板堆载+抗浮桩抗拔共同作用，但在极限情况下地下室水位高时，抗浮桩达不到设计值会对车库抗浮有不利影响。

3 注浆锚杆与围护结合的加固方案

3.1 根据工程经验与以往实例，我方提出采用抗浮锚杆注浆结合围护作为抗浮储备的方案。

锚杆注浆，采用直径95x8mm的专用钢管锚杆进行静压施工，并在锚杆达到持力层后，锚杆中喷注专用注浆料，通过孔洞 注浆料与土体结合，在底板上设置锚固钢筋，与底板原有钢筋锚固的方式，有着挤土效应小，抗拔力高，施工简便，机动灵活的优点，单根抗拔力可以达到150KN-300KN，每根锚杆2m左右，设备占用空间小，既可在地下底板完成后施工，也可以在地下内完成施工。在每轴距内补打一根就能补足缺失的抗拔承载力，如果考虑偏心效应也可以对称补打2根，对于局部对地库局部抗浮有优势，能在设计计算的最不利位置进行补打锚杆桩。

但是抗浮锚杆桩在上海地区使用较少，规范只有《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》《GB 50086-2015》有针对抗浮锚杆设计及施工详细的介绍《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中“岩石锚杆基础”部分以及《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013有关锚杆的部分可以参考使用，目前无详细的设计计算资料，设计计算依据不足，但是可以通过专家评审+现场试验的方式对本地局部区域的锚杆承载力进行明确。

除局部补设锚杆桩外，也可利用围护体系挖潜作为抗浮辅助措施围护设计的立柱桩与围护桩的抗浮能力是不在结构设计计算内的，如果将立柱桩与围护桩作为抗浮储备，结合在基坑内补设抗拔桩，应能满足地下车库抗浮要求。坑内有100多根立柱桩，桩长19m 按以往施工+复算抗拔力可达到150-200kn，基坑周边有围护搅拌桩，如果将地板侧向钢筋与围护体用钢筋锚固的形式连接形成整体，并采用回土方式加强压载，抗浮力可达15KN每米如果采取以上2个方式作为浮力储备并在坑内补一部分抗拔桩，完全能满足车库周边抗浮承载力。

经过与设计单位，审图单位协商，沟通，确定采用专家评审作为设计依据，并现场多点进行锚杆桩试桩试验作为设计数据参数。在地下室完成后锚杆加固施工，底板预留施工洞后续进行锚杆施工。

3.2 施工阶段的抗浮措施

措施：1）利用原先底板上留设的13口抗浮井，观察地下室水位，一旦需要立即进行降水；2）利用集水井位置设置部分泄压井，在地下水位高的时候 排水入集水井；3）利用地下室顶板的1.5m回土层作为堆载，在地下结构施工完成，抢先施工防水层， 在防水隐蔽验收合格后立即进行土方回填；4）派专人对地下室沉降进行观测，对观察井水位进行测量，制定应急预案，并在现场储备一定的土方与土袋，在紧急情况下可用于地下室堆载。

4 锚杆桩的施工要点

1）锚杆深度不应小于设计长度，也不宜大于设计长度500mm。

2）注浆管的出浆口应插入距孔底处，浆液自下而上连续灌注，且确保从孔内顺利排水、排气，排岩粉。

3）注浆设备应有足够的浆液生产能力和所需的额定压力，采用的注浆管应能在1小时内完成单根锚杆的连续注浆。

4）遇集水坑、电梯坑等处，锚杆顶标高应配合基础详图进行调整。

5）注浆采用M30水泥砂浆，水泥强度应大于32.5MPa，宜采用普通硅酸盐水泥，其质量应符合现行国家标准《硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥》GB175的规定。

6）注浆材料采用的拌合水宜采用饮用水，不得使用污水。当采用其它水源时，必须经试验确认对水泥浆体和杆体材料无害；拌合水的水质应符合现行行业标准《混凝土拌合用水标准》JGJ63，拌合水中酸、有机物和盐类等对水泥浆体和钢拉杆有害的物质的含量不得超标，不得影响水泥正常凝结和硬化。

7）试验单位应根据相应规范及本设计提前编制详细的试验方案，并传送设计单位。

8）锚杆极限抗拔试验采用的地层条件、杆体材料、锚杆参数和施工工艺必须与工程锚杆相同，且每种规格锚杆试验数量不应少于3根，试验锚杆完成后，待砂浆强度达到100%后方可进行实验；验收试验的锚杆数量不少于锚杆总数的5%。

5 锚杆桩穿底板防水处理

现场根据设计要求，在底板钢筋绑扎时预先留设位置，并将底板防水层接长 用压条固定收口，以便在锚杆桩施工完后 恢复底板防水，并在锚杆桩桩头位置采用1级防水防水处理，桩头处刷JS防水涂料两度，并在底板上铺设防水卷材一道的方式作为防水措施，

6 结语

经过2周前期技术准备，4周施工，1周检测，圆满完成施工经过各项检测，锚杆注浆的抗浮力满足设计要求。锚杆抗拔桩在本人所在地区运用的不多，作为一项比较新的技术，参建各方还是对注浆锚杆施工有疑虑，但是抗拔注浆锚杆桩有着机械设备小，施工速度快，锚杆位置布设灵活等特点，可用于各种由于施工缺陷的处理及加固，且挤土效应小，特别适合对挤土效应控制严格的地区。