抗浮錨桿施工工法1

1、抗浮錨桿施工工法中鐵十局濟(jì)鐵工程公司王波 耿賢軍 季維果 1.前言近年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，鐵路建設(shè)和城市建設(shè)大規(guī)模實(shí)施。為了更好的解決用地局促，充分開發(fā)利用地下空間，采用埋置于地下的候車室、地下鐵道逐漸增多，高層及超高層建筑涌現(xiàn)，基礎(chǔ)埋置越來越深，同時(shí)，作為車庫(kù)等功能的廣場(chǎng)式建筑的純地下室部分、裙房或相對(duì)獨(dú)立的地下結(jié)構(gòu)物的開發(fā)和利用越來越廣泛。由于該類地下結(jié)構(gòu)物建筑面積大、基礎(chǔ)埋藏較深，建筑層數(shù)相對(duì)較少，在歷史最高地下水位情況下，結(jié)構(gòu)自重不足以抵抗地下水的上浮力，地下結(jié)構(gòu)物的抗浮問題日益突出。一般而言，地下室上浮的原因是結(jié)構(gòu)體重量及地下室側(cè)壁摩擦力之和小于水浮力所引起，如何根據(jù)工程實(shí)際

2、情況解決建筑物的抗浮是一項(xiàng)技術(shù)難題。中鐵十局濟(jì)鐵工程公司經(jīng)過對(duì)青島客站地下候車室抗浮施工研究，形成了抗浮錨桿施工工法。該工法技術(shù)先進(jìn)，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。2. 工法特點(diǎn)2.1 采用潛孔鉆機(jī)操作簡(jiǎn)單，工藝先進(jìn)，可以有效的縮短施工工期。2.2 采用抗浮錨桿技術(shù)能夠減少環(huán)境污染，降低施工成本。3. 適用范圍建筑體型較大、基礎(chǔ)埋藏較深，建筑層數(shù)少、結(jié)構(gòu)自身重量不足以抵抗地下水上浮力的結(jié)構(gòu)物或構(gòu)筑物的抗浮施工。4. 工藝原理利用潛孔鉆機(jī)在下臥基巖成孔，通過設(shè)置抗浮錨桿將結(jié)構(gòu)物或構(gòu)筑物基座與下臥基巖連成整體作為基礎(chǔ)或上部結(jié)構(gòu)的一部分共同工作，這種基礎(chǔ)可有效的抵抗地下水的上浮力。5. 施工工藝流程及

3、操作要點(diǎn)51施工工藝流程施工準(zhǔn)備錨桿基本試驗(yàn)測(cè)量放孔鉆機(jī)成孔清孔提鉆桿體制作置入桿體壓力注漿錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)圖5.1 施工工藝流程5.2 操作要點(diǎn)5.2.1錨桿基本試驗(yàn)錨桿正式施工前，首先進(jìn)行錨桿基本試驗(yàn)。錨桿基本試驗(yàn)的地質(zhì)條件、錨桿材料和施工工藝等應(yīng)與工程錨桿一致?；驹囼?yàn)時(shí)最大的試驗(yàn)荷載不宜超過錨桿桿體承載力標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍?；驹囼?yàn)主要目的是確定錨固體與巖土層間粘結(jié)強(qiáng)度特征值、錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝。每種試驗(yàn)錨桿數(shù)量均不應(yīng)小于3根。錨桿基本試驗(yàn)應(yīng)采用循環(huán)加、卸荷法。錨桿基本試驗(yàn)要點(diǎn)參照建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 gb50330-2002附錄c.2執(zhí)行。5.2.2測(cè)量放孔根據(jù)控制點(diǎn)和錨桿平面布置圖進(jìn)

4、行錨桿測(cè)放，并作錨孔孔位放點(diǎn)標(biāo)記。測(cè)放務(wù)必準(zhǔn)確，要求測(cè)放過程中作好記錄，檢查無誤，確?？孜坏臏?zhǔn)確。錨桿定位偏差不宜大于20。5.2.3鉆機(jī)成孔在確定錨桿孔位后，用高風(fēng)壓錨桿鉆機(jī)鉆孔，鉆機(jī)就位時(shí)，必須固定牢固，確保鉆機(jī)機(jī)架的水平度和立軸的垂直度。錨桿孔直徑按設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)無要求時(shí)，宜取錨桿直徑的3倍，但不應(yīng)小于一倍錨桿直徑加50mm）。錨桿成孔采用跟管鉆進(jìn)，并且利用空壓機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣進(jìn)行排渣。達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不得立即停鉆，穩(wěn)鉆12min，防止底端頭達(dá)不到設(shè)計(jì)的錨固直徑。錨孔傾斜度不應(yīng)大于5%，鉆孔深度超過錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度應(yīng)不小于0.5m。5.2.4清孔提鉆終孔后利用高壓空氣清除孔內(nèi)余渣，直到孔口返

5、出之風(fēng)，手感無塵屑為止，避免孔內(nèi)沉渣存在。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工程師及質(zhì)檢員進(jìn)行孔深及錨孔偏斜度檢測(cè)，符合要求后進(jìn)行下道工序施工。5.2.5桿體制作錨桿材料可根據(jù)錨固工程性質(zhì)、錨固部位和工程規(guī)模等因素，選擇高強(qiáng)度、低松弛的普通鋼筋、高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼絞線。錨桿材料的物理力學(xué)性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及有關(guān)專門標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。錨桿下料長(zhǎng)度為鉆孔長(zhǎng)度+錨入上部結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。其中錨入上部結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度應(yīng)符合鋼筋的錨固長(zhǎng)度要求。 除銹處理采用鋼絲刷清除鋼筋、焊管鐵銹。5.2.6置入桿體清孔完畢將錨桿垂直插入孔底，牢固地置于錨孔中央。5.2.7壓力注漿置入桿體后進(jìn)行壓力注漿，采用孔底反向注漿的方式，注漿管插入距孔底

6、30cm處，漿液從注漿管向內(nèi)灌入，氣直接排出。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：排出的漿液濃度與灌入的漿液濃度相同，且不含氣泡時(shí)為止。注漿材料采用水泥砂漿或細(xì)石混凝土，可根據(jù)實(shí)際情況摻加膨脹劑和早強(qiáng)劑。水泥宜使用普通硅酸鹽水泥，砂的含泥量按重量計(jì)不大于3%，砂中云母、有機(jī)物、硫化物和硫酸鹽等有害物質(zhì)的含量按重量計(jì)不得大于1%。漿體配制的灰砂比宜為0.8-1.5，水灰比宜為0.38-0.5。施工時(shí)嚴(yán)格按照試驗(yàn)室出具的配合比配置砂漿，做好水灰比的控制工作，注漿時(shí)注意液面情況，若有下降須進(jìn)行補(bǔ)注。施工過程中設(shè)專人及對(duì)錨桿施工區(qū)域的地坪積水、灰漿進(jìn)行清理，做到工完料凈場(chǎng)地清，保證錨桿施工順利進(jìn)行。漿體強(qiáng)度檢驗(yàn)用試塊的數(shù)量

7、每30根錨桿不應(yīng)小于一組，每組試塊應(yīng)不少于6個(gè)。5.2.7錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)驗(yàn)收錨桿待錨固體灌漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90后，可進(jìn)行錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)。錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)施工質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)收試驗(yàn)錨桿的數(shù)量取每種類型錨桿總數(shù)的5%（自由段位于、或類巖石內(nèi)時(shí)取總數(shù)的3%），且均不得少于5根。驗(yàn)收試驗(yàn)的錨桿應(yīng)隨機(jī)抽樣。質(zhì)監(jiān)、監(jiān)理、業(yè)主或設(shè)計(jì)單位對(duì)質(zhì)量有疑問的錨桿也應(yīng)抽樣作驗(yàn)收試驗(yàn)。當(dāng)驗(yàn)收錨桿不合格時(shí)應(yīng)按錨桿總數(shù)的30%重新抽檢；若再有錨桿不合格時(shí)應(yīng)全數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。錨桿總變形量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)允許值，且應(yīng)與地區(qū)經(jīng)驗(yàn)基本一致。5.3勞動(dòng)力組織（見表5.3）表5.3勞動(dòng)力組織情況表 序號(hào)單項(xiàng)工程所需人數(shù)備注1管理

8、人員32技術(shù)人員33測(cè)量放線24鉆孔施工165注漿施工8 6錨桿制安147普工6合計(jì)52 6. 材料與設(shè)備本工法無特別說明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表6。表6 機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)單位數(shù)量用途1履帶式潛孔鉆機(jī)hc725（浙江紅五環(huán)）臺(tái)4鉆機(jī)成孔2空壓機(jī)xavs786cdh sq（無錫阿特拉斯）臺(tái)2壓力注漿3制漿機(jī)100/3.5臺(tái)2壓力注漿4擠壓式注漿機(jī)cg-1.8（鄭州康達(dá)）臺(tái)2壓力注漿5電焊機(jī)bx3-500臺(tái)1桿體制安6鋼筋切割機(jī)qj-40臺(tái)1桿體制安7鋼筋彎曲機(jī)wj-40臺(tái)1桿體制安8合計(jì)臺(tái) 137. 質(zhì)量措施7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1錨桿成孔質(zhì)量執(zhí)行建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 g

9、b 50330-2002，允許偏差按表7.1.1執(zhí)行。表7.1.1錨桿成孔允許偏差表序號(hào)項(xiàng)目允許偏差（mm）檢查頻率檢驗(yàn)方法1錨孔定位20每孔檢查用鋼尺2錨孔傾斜度5%每孔檢查用垂球、鋼卷尺3鉆孔深度超過設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.5m每孔檢查用垂球、鋼尺7.1.2錨桿灌漿質(zhì)量執(zhí)行建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 gb 50330-2002，允許偏差見表7.1.2。表7.1.2錨桿灌漿允許偏差表序號(hào)檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差（mm）檢查方法和頻率1清孔無碎屑積水目測(cè)2灌漿壓力設(shè)計(jì)要求查施工記錄7.2質(zhì)量保證措施7.2.1考慮鉆孔通過的巖石類型、成孔條件、錨固類型、錨桿長(zhǎng)度、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、地形條件、經(jīng)濟(jì)性和施工速度等

10、因素進(jìn)行鉆孔機(jī)械選擇。7.2.2灌漿前應(yīng)清孔，排放孔內(nèi)積水。7.2.3注漿管宜與錨桿同時(shí)放入孔內(nèi)，注漿管端頭到孔底距離宜為100mm。7.2.4根據(jù)工程條件和設(shè)計(jì)要求確定灌漿壓力，應(yīng)保證漿體灌注密實(shí)。7.2.5按要求復(fù)核標(biāo)高并不間斷控制，確保成孔到位。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)控制壓漿壓力、時(shí)間以及制漿時(shí)間，保證壓漿飽滿。7.2.6通過測(cè)量控制，確保錨桿縱橫成線。灌漿前，檢查制漿設(shè)備、灌漿泵是否正常；檢查送漿管路是否暢通無阻，確保注漿過程順利，避免因中斷情況影響壓漿質(zhì)量。8. 安全措施8.1認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的安全工作方針，加強(qiáng)安全教育，嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)制度和操作規(guī)程，做好安全交底。8.2健全安全

11、管理組織，根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位實(shí)際情況和工程的具體特點(diǎn)，設(shè)立由專職質(zhì)量安全員和兼職安全員以及工地安全用電負(fù)責(zé)人組成的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級(jí)人員的職責(zé)，抓好安全生產(chǎn)。8.3加強(qiáng)機(jī)械維護(hù)、檢修、保養(yǎng)，機(jī)電設(shè)備由專人操作。8.4施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。8.5潛孔鉆機(jī)使用前應(yīng)檢查風(fēng)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性，清除鉆機(jī)作業(yè)范圍內(nèi)及行走路面上的障礙。鉆機(jī)移位時(shí)應(yīng)調(diào)整好滑架和鉆臂，保持電體平衡。9. 環(huán)保措施9.1成立對(duì)應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章。9.2工地

12、建筑垃圾隨時(shí)清理,當(dāng)天運(yùn)走,不用的料具和機(jī)械及時(shí)清退出場(chǎng),保持場(chǎng)內(nèi)清潔。生活區(qū)設(shè)置垃圾箱,每日專人清運(yùn)。9.3對(duì)施工場(chǎng)地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對(duì)施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染周圍環(huán)境。四周設(shè)置磚砌排水溝,生活污水經(jīng)場(chǎng)內(nèi)過濾沉淀池處理后,排入城市下水道。9.4合理分布動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的工作場(chǎng)所,避免一個(gè)地方運(yùn)行較多的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備。對(duì)空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等噪音超標(biāo)的機(jī)械設(shè)備,采用裝消音器、隔音材料、隔音內(nèi)襯、隔音棚等措施,降低噪音。對(duì)于行駛的機(jī)動(dòng)車輛,裝備排氣消音器。9.5運(yùn)輸可能產(chǎn)生粉塵材料的車輛配備擋板,用防水布遮蓋。作業(yè)場(chǎng)地及運(yùn)輸車輛及時(shí)清掃、沖洗,保證場(chǎng)地、車輛清潔?；觾?nèi)、施工場(chǎng)地、

13、運(yùn)輸?shù)缆范〞r(shí)灑水降塵。嚴(yán)禁在工地燃燒各種垃圾廢棄物。9.6對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi),需要遷移的樹木通知有關(guān)專業(yè)部門進(jìn)行遷移,不需要遷移的進(jìn)行登記,樹桿用竹簾包裹,并設(shè)置護(hù)欄。對(duì)綠地用草席覆蓋,設(shè)隔離欄桿。9.7施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)道路平整暢通,排水出口良好?，F(xiàn)場(chǎng)出入口設(shè)置洗車槽,施工現(xiàn)場(chǎng)必須在工地內(nèi)沖洗干凈后方準(zhǔn)上路行駛。9.8工地廢水排入市政下水前設(shè)置沉淀池和柵欄, 并采取必要的凈化措施,防止堵塞下水管道。99工程完工后,按要求及時(shí)拆除所有工地圍蔽、安全防護(hù)設(shè)施和其他臨時(shí)設(shè)施,并將主地及周圍環(huán)境清理整潔,做到工完、料清、場(chǎng)地凈。9.10用防雨布將現(xiàn)場(chǎng)材料遮蓋嚴(yán)實(shí)；間斷灑水，減少粉塵量；按規(guī)定安排作息時(shí)間，避免影響

14、周圍居民生活。10. 效益分析10.1 本工法勞動(dòng)強(qiáng)度低，施工安全，操作簡(jiǎn)便，特別是適用于受場(chǎng)地局限比較大的施工環(huán)境，有效地減少了機(jī)械設(shè)備的投入，有效的提高了施工進(jìn)度，縮短了施工周期。102用抗浮錨桿施工工藝取代了傳統(tǒng)樁基施工工藝，節(jié)約了資源，降低了成本。11. 應(yīng)用實(shí)例膠濟(jì)鐵路青島客站改造工程11.1工程概況青島客站改造工程位于青島市廣州路與費(fèi)縣路交口處原火車站舊址，設(shè)計(jì)使用年限100年。新建主站房沿站場(chǎng)東、南、西呈“u”形布局，總建筑面積54277m2，南端設(shè)地下候車室，面積13500m2。該工程建筑高度22.14m，0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高7.61m，室內(nèi)外高差-0.15-1.50m。本工

15、程地上2層，地下2層，基礎(chǔ)形式鋼筋混凝土筏基?；茁裆?16.9 m，局部-17.00-18.00 m，建筑場(chǎng)區(qū)的地下水類型為第四系壤中潛水和基巖裂隙潛水，地下水主要受大氣降水的補(bǔ)給，第四系壤中潛水還受排污管道內(nèi)水入滲的影響。雨季地下水埋深約在天然地面下1m，為最高地下水位。地下水對(duì)混凝土無腐蝕性。主站房地下候車室為抗浮，初設(shè)采用抗拔樁，樁徑800mm，共計(jì)1330余棵。若按抗拔樁方案施工，工程量大、工期長(zhǎng)、且基底持力層為中風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，施工難度大，預(yù)計(jì)總工期將達(dá)4-6個(gè)月。由于青島客站工期極為緊張，為保證2008年奧運(yùn)會(huì)前本工程順利開通， 中鐵十局濟(jì)鐵工程公司通過施工調(diào)查，研究地質(zhì)報(bào)告

16、，借鑒類似工程先例，并配合勘察設(shè)計(jì)院進(jìn)行抗浮基底巖性、抗浮水位等專題報(bào)告，經(jīng)過各方資深專家反復(fù)研究論證，最終確定將基礎(chǔ)抗拔樁優(yōu)化為抗浮錨桿。11.2 施工情況本工程錨桿采用332hrb400級(jí)鋼筋，共設(shè)抗浮錨桿約4200根，鉆孔約18000延米。終孔直徑為150mm。注漿采用水泥砂漿，強(qiáng)度等級(jí)m35。單根錨桿所承受的抗拔力標(biāo)準(zhǔn)值為350kn，檢測(cè)值取為525kn。錨桿采用梅花狀布置，距離底板外邊300mm開始布置第一排錨桿，1軸附近6排錨桿及e軸附近8排間距1.0m*1.0m，e軸外側(cè)不規(guī)則部分按1.0m*1.0m的原則布置，其它區(qū)域錨桿間距為2.05m。錨桿錨固長(zhǎng)度當(dāng)基底位于微風(fēng)化巖區(qū)l=3.250m；當(dāng)基底位于中風(fēng)化巖區(qū)l=4.050m；當(dāng)基底位于黃斑巖帶（換填深度小于2m）、東南角深溝及覆蓋粉質(zhì)粘土c15毛石混凝土換填區(qū)l=4.550m；當(dāng)基底位于黃斑巖帶（換填