关于抗浮锚杆在高层结构地下车库工程中应用的研究

  作者：张毅                           

工程中常用的抗浮措施有压重抗浮法、设置抗浮锚杆法和布置抗浮桩法。抗浮锚杆是利用锚杆自身的抗拉强度所产生的拉应力，以及锚杆与土层之间的摩擦力所产生的抗拔力，对基础上浮的趋势进行约束，起到抵抗基础上浮的作用。抗浮锚杆具有单点受力小、底板结构受力均匀、造价低廉、施工便捷等优点，因此在实际工程中应用较广泛。

1  工程概况

    日照国际商贸中心工程位于日照市海滨二路以东，上海路以北，工程总建筑面积为

126 540. 93m2，包括地下车库3层，A，B，C，D，E 5座高层建筑及裙楼F座，地下建筑面积32 986. 8m2，车库底板标高为- 11. 600m，主楼最大高度为101. 700m。工程场地地形较平坦，孔口地面黄海高程在1. 050~3.450m，场区地貌单元属黄海陆域低山丘陵，岩层自上向下分布为素填土、杂填土、粗砂、全风化花岗闪长岩、强风化花岗闪长岩、微风化花岗闪长岩。综合考虑建筑物特点及场地工程地质条件，采用天然地基，以强风化花岗闪长岩f a k=

700kPa为基础持力层。本工程地下水类型为第四系孔隙水和基岩裂隙水，钻孔稳定水位埋深在0.6~2. 7m。为解决地下水的浮托力，本工程设计采用集中点状布置抗浮锚杆。

2抗浮锚杆设计方案

    地下车库抗浮锚杆采用正方形布置，中距为2 300mm，共1 385根。单根锚杆抗拔承载力特征值为300kN，抗拔极限承载力值取600kN。锚杆孔径180mm，锚杆进入强风化花岗闪长岩的深度为4. 5m，锚筋使用325Ⅲ级螺纹钢筋呈三角形布置，沿锚筋长度每隔1. Om设置1个定位器。锚杆采用全长黏结锚固，注浆采用M30水泥砂浆加阻锈剂，岩体与水泥砂浆黏结强度特征值为150MPa。M30水泥砂浆灌孔前将锚杆孔清干净，锚杆应准确定位于孔中心，锚杆设计如图1所示。

3  抗浮锚杆施工工艺

3.1施工工艺流程

    施工工艺流程如下：施工准备->定位放点->锚杆制作->成孔->清孔->置入杆体->灌浆->场地清理->养护->验收。

3. 2施工工艺控制要点

3. 2.1锚杆制作

    1)锚杆采用325的Ⅲ级螺纹钢筋，钢筋进场具有质量合格证书，并按规范要求进行复检，保证钢筋的物理力学性质符合现行国家标准及相关专业标准的规定。

    2)按照设计要求进行锚筋加工制作，为使锚筋处于钻孔中心，沿拉杆长轴设置对中定位用支架，支架用12钢筋制作，成三角形，间距1500mm，采用钢筋折弯机按设计要求制作。

    3)锚筋处于底板与岩层界面上、下各200mm范围内涂环氧树脂保护层，以减少锚筋锈蚀。

    4)在基础底板以上200mm设厚度为3mm、边长250mm的止水钢板，钢板和钢筋之间焊接牢固，无焊缝或砂眼。

3.2.2成孔

    1)锚杆成孔前，按设计要求定出孔位并做标记、编号，孔距允许偏差≤100mm。

    2)在确定锚杆孔位后，用高风压锚杆钻机钻孔，钻机就位时，必须固定牢固，确保钻机机架的水平度和立轴的垂直度。

    3)锚杆孔直径按设计要求，锚杆成孔采用跟管钻进，并且利用空压机产生的高压空气进行排渣。达到设计深度后，不得立即停钻，稳钻1~ 2min，防止底端钻头达不到设计的锚固直径。钻孔倾斜度应≤5%，钻孔深度超过锚杆设计长度≥50mm。

3.2.3清孔

    1)终孔后利用高压空气清除孔内余渣，直到孔内返出空气、手感无尘屑为止，避免孔内沉渣存在。

    2)清孔完成后，及时进行钻孔孔径、孔深和锚孔倾斜度检测，将误差控制在规范要求范围内。

3.2.4灌浆

    1)根据设计要求，灌浆材料采用灰砂比为1：1的M30水泥砂浆加阻锈剂，配合比经试验确定，并严格控制灌浆材料搅拌均匀，保证浆液在初凝前用完，确保灌浆管保持通畅，防止石块、杂物混入浆液。

    2)灌浆前，确保锚筋顺直并除锈，锚筋放入孔内与钻孔角度保持一致，防止扭压和弯曲，并使其处于钻孔中心。

    3)采用先插入锚筋后灌浆的施工方法，灌浆管的出浆口插入距孔底300~ 500mm处。采用孔底反向注浆方式，注浆压力保持在0.6~1. 0MPa，浆液从注浆管向内灌入，空气直接排出。注浆结束标准：排出的浆液浓度与灌入的浆液浓度相同，且不含气泡时为止。

  4)若灌浆结束后出现回缩现象，需进行二次灌浆。

  5)注浆完毕后，将外露钢筋清洗干净并加以保护。锚杆施工7d后方可进行下道工序施工。

4锚杆质量控制要点

抗浮锚杆施工质量控制要点如表1所示。

5锚杆节点防水处理

   本工程底板采用1.5 mm厚CPS-CL反应粘贴型湿铺高分子防水卷材，因锚杆穿过防水层，节点处需采取防水措施。

  1)防水卷材铺贴前，在锚杆与底板交接处外延300mm范围内涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料2道。

  2)铺贴2层CPS-CL防水卷材，在锚筋节点以及防水卷材与底板交接处涂抹CPS专用嵌缝密封膏做加强处理。

6锚杆试验检测

  结合场地工程地质条件和规范要求，抗浮锚杆施工完成并达到试验强度要求后，现场选取41根抗浮锚杆进行抗拔承载力验收试验。锚杆试验根据规范要求进行，试验仪器设备主要由油压千斤顶QW-100T、基准梁、反力支座和百分表组成。

 锚杆试验采用分级加载，初始荷载取锚杆轴向拉力设计值300kN的0.1倍，分级加荷值取锚杆轴向拉力设计值的0. 25，0.5，0.75，1.00，1.20，1.5和2倍，最大试验荷载取锚杆轴向拉力设计值的2倍，即600kN。每级荷载施加完毕后测读位移量，间隔5 min测读1次，连续4次测读出的锚杆拔升值<0. 01mm，认为在该级荷载下的位移已达到稳定状态，可继续施加下一级上拔荷载，加荷至最大试验荷载并观测后，待位移稳定后即卸荷至0.1倍设计值并记录锚头位移量。选取5根锚杆的试验数据如表2所示。锚杆A-8，F-31，F-420，F-988，D-110荷载位移曲线如图2所示。

 通过锚杆试验数据可以看出，锚杆试验所得的总弹性位移小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长量，锚杆轴向抗拔承载力均达到300kN，满足设计要求。

7  结语

  本工程地下车库采用集中点状布置抗浮锚杆解决地下水的抗浮问题，充分利用上部结构传来的竖向力平衡一部分水浮力。对抗浮锚杆主要工序施工质量进行控制，对穿过车库底板锚杆节点处采取有效防水措施，抗浮锚杆施工完成后，经过锚杆抗拔极限承载力试验检测，锚杆抗拔承载力满足设计要求。

8[摘要]为解决地下结构的抗浮问题，某工程地下车库底板设计采用集中点状布置抗浮锚杆，通过对抗浮锚杆主要施工工序进行质量控制，对穿过车库底板的锚杆节点位置采取相应防水措施，并对锚杆进行抗拔承载力检测，保证了抗浮锚杆的施工质量，取得了较好的效果。