微膨胀水泥砂浆地下室抗拔锚杆施工技术应用

朱兴茂，何艳红 （安徽建工集团股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 前言

随着技术的进步，抗拔锚杆在地下室抗浮工程中的应用已经成为一种趋势，具有建造简便、成本低廉等优点。因此在设计地下室抗浮时，应从整体抗浮和局部抗浮两个方面入手，以确保抗浮效果的最佳性。抗拔锚杆是一种用于地下室结构的技术，它采用将锚杆嵌入岩石体，使其与岩石层牢固融合，从而提高构件的抗拔能力。由于抗拔锚杆的水平间距较小，可以将底板构件做得更薄，因此，它的构造成本相对较低，可以节省整个抗拔锚杆结构工程的费用。随着技术的进步，抗拔锚杆因其构造受力科学合理、建造简便及造价低等优势，已被应用于抗拔设计中。但是，由于持力层处于风化花岗岩层，抗拔锚杆的施工效果仍然存在一定的不确定性，因此必须加强对该类锚杆的管理和维护。

为了提升风化花岗岩层区域地下室抗拔锚杆的施工质量及施工效率，本文根据施工现场的实际需求优化了现有施工工艺，研发了微膨胀水泥砂浆地下室抗拔锚杆施工技术，其在锚杆安装精度、施工质量及抗拔性能方面均进行了改善，解决了持力层处于风化花岗岩层的锚杆抗拔性能不足问题。

2 工程概况

嵊泗旅游交通集散中心位于嵊泗本岛的西北角洞石山，基地为半岛地块，西、北、东三侧临海，南侧为G526 公路和洞石山，基地的西北角海域有新建的停泊码头。总用地面积为35678.06m2，规划为交通枢纽用地。项目包括上层建筑及地下室，地下室平时作为汽车库。地基基础为锚杆桩加筏板，其中基础采用锚杆桩基础，孔径φ200，以12-2层中风化凝灰岩为持力层，总计747 根，锚固段3m。

3 工法特点

提高锚杆安装精度。在机械开挖至锚杆基础垫层底设计标高后，采用本工法先施工垫层，再进行锚杆放样，可以有效提升锚杆孔位精度，并且可以清晰地标出每个确定的孔中心，从而确保孔间尺寸的准确性。

提升锚杆施工质量。通过在基础垫板上设置三角形吊装支撑，可以有效地将锚杆下垂插入锚孔内，避免锚杆与孔壁发生碰撞，从而防止发生锚杆靠壁或倾斜的情况。

加强锚杆抗拔性能。本工法为减少锚孔岩石风化的影响，成孔后立即采用掺阻锈剂的微膨胀水泥砂浆分层灌注，并沿锚杆四围用捣固钎进行均匀捣固，提升抗拔锚杆性能。

4 适用范围

本工法适用于体量较大、地下水位较浅、基本埋设较深、建筑物层次较少、构件本身重力不足以抵消地下水浮动的建筑物或构件，它可以有效地提高施工质量，尤其适用于处于风化岩层之上的结构物或构筑物的抗浮施工。

5 工艺原理

采用微膨胀水泥砂浆地下室抗拔锚杆施工工艺，可以利用高风压锚杆钻机在风化花岗岩层内钻孔，将建筑物或建筑基础与地面岩土层连接起来，形成一个系统，从而有效抵消土壤的上浮性，使地基基础能够稳固耐久。

在施工过程中，首先要施工垫板以提高锚杆孔位精度；其次，在基本垫板上设置三角形吊装支撑，使锚杆垂直于下入锚孔内，有效防止锚杆与孔壁周边磕碰，从而避免出现锚杆靠壁、倾斜现象，提升锚杆安装质量；最后，为了减少锚孔岩石风化的影响，成孔后立即采用掺有阻锈剂的微膨胀水泥砂浆分层灌注，并用捣固钎沿锚杆四围均匀捣固，以确保锚杆的稳定性和可靠性以及良好的抗拔性能，见图1和图2。

图1 锚杆与防水及钢筋绑扎交叉

图2 锚杆底板垫层混凝土成型

6 施工工艺流程及操作要点

6.1 工艺流程

微膨胀水泥砂浆地下室抗拔锚杆施工工艺流程如图3所示。

图3 微膨胀水泥砂浆地下室抗拔锚杆施工工艺流程图

6.2 操作要点

6.2.1 施工准备

掌握建筑施工图样、认真查勘场地、确定施工范围、对表层地质情况进行全面比较、彻底清理可能影响建筑施工的地下埋设物和障碍物、制定可靠的安全防护措施，以确保施工安全有效；编制详细的施工方案和施工进度计划；施工设备、材料进场，搭建临时设施和安装、调试设备。

6.2.2 锚孔编号测量放孔

为了保证锚孔的位置准确，需打完垫层后再在其上准确放样，以确保锚孔的位置准确无误。

在放孔之前，应先按照设计图纸使用经纬仪或全站仪测量每个施工区域的抗拔锚杆孔位，并将每个孔的中心位置明确标出，以确保孔间尺寸的准确性。同时，锚杆孔位的偏差不得超过50mm。

6.2.3 钻机就位

在测放好锚杆孔位后，钻机应立即就位，并用木枋将其稳固，以确保施钻流程中不会出现较大的晃动，影响成孔品质。此外，还需要使用罗盘仪或吊线法来调节钻杆的垂直，其标准不得低于≤1%。

6.2.4 钻机成孔

在钻进过程中，如果出现排渣反常，例如渗漏、土壤、水中、暗沟、溶洞、地底河、地底管线、遗迹或墓穴等现象，应立即暂停钻进措施，并开展进一步的调查和ACK。

结束一次钻孔工作后，应立即移开钻机装置，清除周围的粉砂和砾石，并采取专业封孔器具将锚孔封闭，以避免钻头和杂质掉入孔内。随后旋转钻架进行其他孔的钻进作业。

通常，钻孔深度应比设计深度深20～30cm，并且必须完整地记录每根锚杆钻孔过程中的所有细节。

6.2.5 清孔提钻

先用空气压缩机清孔，要有足够的压力以保证孔内的沙土清除干净。

锚固范围内的孔壁上如有沉渣或黏土附着，用BM-150 型压力泵清水洗孔，排出孔内沉渣，直至孔口返水干净、无大量沉渣为止。在清洗过程中不要拖延时间，以免影响灌浆质量。

6.2.6 锚杆安装

在基础垫层上安装三角吊装支撑，其竖向间距应保持1800mm；使用支架将锚杆下垂放置于锚孔内，并且要确保不会碰撞到周边的孔壁，以免将杂质引入孔内，同时也要确保锚杆不会出现靠壁或偏斜的情况。

如果在下锚工作过程中发现杆体根本无法到达孔底，应立即拔出并使用钻机进行清扫，然后再进行下锚操作。

在锚杆体安装到孔位后，应测试顶端高度以确保总体水平。

6.2.7 压力灌浆

为减少锚孔岩石风化的影响，清孔后尽快采用掺阻锈剂的M30 微膨胀水泥砂浆（水灰比为0.40～0.45）进行灌注，灌注注浆压力为0.3MPa 或依当地经验确定，且在灌注砂浆前，锚孔必须保持湿润。

在灌注过程中，应分层推进，每层深度约为200mm，并在锚杆周围使用捣固钎，捣固，以确保每一次捣固效果相同；在灌注和捣固过程中，应避免锚杆与之碰撞。

若在灌浆过程中出现延误，超过了浆液初凝时间，应该重新清理孔洞并进行灌浆；在施工过程中，应该进行详细完整的工作记录。

在灌注完成后，请勿摇晃锚杆，每根锚杆应一次性浇筑完毕。试块制作时，除见证取样外，每日应制成一组，尺寸为150mm×150mm×150mm，并取28d 耐压强度值作为基础测试，以确定试块在同样养护条件下的硬度。

图4 压力灌浆

图5 弯道锚筋灌浆

6.2.8 封锚养护

浇筑完毕后，12h 内浇水养护。当天气炎热、干燥有风时，在3h 内基础表面加覆盖物并浇水养护，并增加浇水次数以满足基础表面湿润的要求。

在养护期间，应确保基础周围5m范围内不存在任何可能对基础造成影响的作业，30m 范围内也不允许进行爆破作业。

6.2.9 锚杆试验验收

当锚固灌浆强度超过设计要求的90%以上时，应通过锚杆检测测试，并且应当采用随机抽样的方式予以检验。

验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%（如果锚杆位于Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ类岩石内，则应取3%），但不得少于5根。

如果验收的锚杆失效，应重新抽检其中的30%。如果再次出现错误的锚杆，应对所有锚杆加以检查，确保它们的总变形量符合工程设计允许值，并且与当地的经验数值相一致。

7 质量控制

7.1 质量控制依据

本工法主要遵照执行《建筑地基基础工程施工规范》（GB 51004-2015）、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB 50300-2013）、《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB 50202-2018）、《冶金工程测量规范》（GB 50995-2014）、《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22-2005）、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ 18-2012）、《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB 50086-2015）。

7.2 质量控制措施

锚杆灌浆作业应严格按照要求进行，并且严格控制混凝土搅拌砂浆的配比，以保证拌和均衡，同时确保灌注机械和管路处于正常的状态，连续灌浆流程不能间断，并且浆液必须在初凝前用完，以确保灌浆作业质量。

根据《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22-2005）及《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB 50202-2018）规定，基础锚杆施工质量验收按表1检验标准进行验收。

表1 基础锚杆施工质量验收标准

当浆液从孔口溢出时，应立即拔出灌料管，但要保证管道一直紧贴水泥浆，直至完全抽出孔外，以保证灌浆质量。

由于浆液凝结时会出现回缩，导致浆面下降，因此应当尽快完成补浆；完成灌浆后，应当立即将锚杆头固定在孔中央，以确保锚杆的稳定性。

验收测试中，锚杆总量应满足要求，当设计无要求时，不少于锚杆总数的5%，且不得少于3 根。永久性抗浮锚杆的最大试验荷载取锚杆轴向拉力值的1.5 倍，采用分级加载，初始荷载应为其轴向拉伸设置值的0.10 倍，分级加载取锚杆轴向拉力设计值的0.50、0.75、1.00、1.20、1.33、1.50 倍，以保证试验数据的正确性和可比性。每一级负荷应保持稳定5～10min，并记录位移变化情况，最后一级负荷应维持10min。

8 性能指标

技术领先。通过研究形成了垫层基础放样+三角吊装支架+微膨胀水泥砂浆分层灌注等关键技术，具有施工高效、作业安全等特点，具有较好的创新性和实用性。

效益显著。本技术可综合节约工期约15%，降低工程造价约10%～15%，在保质保量的前提下实现了地下室基础的快速施工。

质量可靠。工程应用表明，采用本技术的结构稳定性良好，经检测，基础质量符合要求，整体质量可靠。

安全环保。本技术采用掺阻锈剂的微膨胀水泥砂浆分层灌注，有效补偿传统水泥砂浆的收缩，现场施工快捷，灵活方便，相较于传统水泥砂浆减少了现场污染量，同时保障了抗拔锚杆的施工安全。

绿色生态。本技术中的诸多材料构件可多次重复使用，周转利用率高，符合建筑工程中的“四节一环保”理念。

9 结语

本技术已被成功应用于多项工程，与传统施工方法相比，该技术首先施工基层，然后再进行锚杆放样，有效提高了锚杆孔位精度；此外，在地基垫板上设置三角形吊装支撑，使得锚杆能够垂直下入锚孔内，有效防止了锚杆与孔壁周边的磕碰，从而避免出现锚杆靠壁、倾斜等现象，进而提升了锚杆安装质量；为了减少锚孔岩石风化的影响，成孔后立即采用掺有阻锈剂的微膨胀水泥砂浆分层灌注，以确保锚杆安装质量。通过在锚杆周边使用捣固钎均匀捣固，能够确保风化岩层地基的锚杆具有良好的抗拔性能。

实践证明，微膨胀水泥砂浆地下室抗拔锚杆施工工艺为一种经济、实用、有效的基础抗浮施工技术，对抗拔锚杆施工质量提升效果显著。