抗浮锚杆施工工法

抗浮锚杆施工工法

1.前言

抗浮锚杆在目前工程抗浮中应用较为广泛，且技术上也较为成熟，但一直未能形成较为系统的施工工法标准，经中建八局二公司青岛分公司技术部门及河马石项目部技术部通过对工程实际情况展开研究，参考相关资料及同类工程的经验，制定方案并付予实施，对实施情况进行收集总结，于2006年12月制定抗浮锚杆施工工法。经中建八局二公司技术部门鉴定并提供宝贵意见，最终完成此工法的编制。

2.特点

抗浮锚杆是在底板和其下土层之间的拉杆，其做法中也有采用短锚加扩大头技术的。锚杆的直径一般为150～180mm。其布置方式有以下三种：

1) 集中点状布置，一般布置在柱下；优点：可以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，有很强的抵抗力。缺点：要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏；由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便；地下室底板梁板配筋较大。

2) 集中线状布置，一般布置于地下室底板梁下；优点：由于锚杆布置相对集中，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，有较强的抵抗力。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力，要求锚固于较硬岩体中，不适用于

软岩与土体；地下室底板板配筋较大。

3) 面状均匀布置，在地下室底板下均匀布置；优点：适用于所有土体和岩体；地下室底板梁板配筋较小。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于能分担的锚杆较少，此情况抵抗力差；由于锚杆布置相对分散，对于地下室底板下的外防水施工比较麻烦。

集中点状布置推荐用于坚硬岩；集中线状布置推荐用于坚硬岩与较硬岩；面状均匀布置推荐用于所有情况。

3.适用范围

本工法适用于地下水位较浅地区及沿海受潮汐水浮力影响较大地区的地下工程施工，一般应用于底板下有坚硬土层且深度不大的情况下，个别在饱和软粘土地基中也有采用。

4.工艺原理

通过在地基下设置一定数量的锚桩或锚杆，将建筑物基础与地基连在一起，当建筑物受浮力作用时，被固定在土层里的锚桩或锚杆紧紧拉固住，使其不被浮起。

5.工艺流程及操作要点

5.1 施工准备

5.1.1锚杆施工前，一般需进行下列准备工作：

1）锚杆施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物理力学特性（天然重度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模数、凝聚力、内摩擦角等），用于确定锚杆的布置和选择钻孔方法等。

2）了解地下水位及其随时间变化情况，以及地下水中化学物质的成分和含

量，确定其对锚杆的腐蚀情况以确定采取的防腐措施。

3）查明锚杆施工区域的地下管线、构筑物的位置和情况，慎重研究锚杆施工对他们的影响。

5.2作业条件

5.2.1完成基础垫层施工，并验收合格。（如场地较为平整，也可于垫层施工前进行抗浮锚杆施工，总的原则是保证锚杆布点的准确性。）

5.2.2施工前，应编制施工方案，经业主或监理审批同意后，对施工人员做好技术交底和培训，作基本试验锚杆，检验其有效性，确认满足设计要求后方可大面施工。

5.2.3施工前，应完成基坑周围的边坡支护，确认边坡稳定后方可入场施工。

5.3 操作工艺

工艺流程：场地清理→测量布点→钻机定位→钻孔→成孔清理→锚杆的制作和安装→压力注浆→养护

5.3.1场地清理：布点前应对场地进行清理，以方便测量布点。

5.3.2布点作业应由测量人员根据设计图纸要求将各锚杆位置逐一定出，并用红漆编号，以方便施工及质量记录。

5.3.3钻机定位：钻机定位前，应先作好垫层的成品保护工作，在钻机行进路线上做好铺垫，根据测放的孔位进行钻机就位，调整钻机，按设计要求校正孔位的垂直、水平和角度偏差。

5.3.4钻孔

钻孔要求不扰动土体，减少原来土体场的应力变化，尽量不使自重应力释放。钻孔深度、孔径应符合设计要求，爆破开挖的基坑，一般要在设计要求的深度上加300-500MM，完成后将孔内清洗完毕，暂时封堵。

如采用扩大头方式，应先钻至离终孔1m 的深度后起钻，换上机械推式扩底钻头一次扩口到位，完成后将孔内清洗完毕，暂时封堵。 5.3.5锚杆的制作及安设

1）锚筋制作：锚筋长度=设计长度+1.2laE ，锚筋锚固段每间隔约1m 焊制一组锚架，支架采用Ф10元钢按图5.5.5-1加工制作，锚杆要求顺直，由于锚杆钢筋会穿过底板外防水，锚杆钢筋应有防水措施，于锚杆插入筏板基础部分焊制止水环，锚杆在使用前要进行除锈。

锚杆放入钻孔前，应认真检查锚杆质量，确保锚杆安装符合设计要求。

40×40mm 止水环

图

5.3.5-1

2)锚筋的安设：将锚筋安放在钻孔的中心，防止自由段产生过大挠度和插入钻孔时不搅动土壁，并保证锚杆有足够的砂浆保护层，安放杆体时应防止扭压、弯曲，注浆管应随同锚筋一同放入钻孔，注浆管头距孔底为50～100mm ，杆体放入角度应与钻孔角度一致。见图5.5.5-2

。锚筋安装后不得随意敲击，不得

悬挂重物。

图5.3.5-2

5.3.6压力灌浆

灌浆材料采用水泥砂浆，要求灰砂比为1：1（体积比），水灰比0.4～0.45，按8%掺加膨胀剂，为加快凝固，提高早期强度，需掺加早强剂，选用中砂，并要过筛。为减少锚杆主筋受地下水侵入而被腐蚀,可在水泥砂浆中掺加水泥量3%的钢筋阻锈剂。

水泥浆液的抗压强度要大于25Mpa，塑性流动时间要在22s以上，可用时间应在30—60min，随搅随用，应在初凝前用完，砂浆要搅拌均匀，搅拌时间不少于3分钟，灌浆前应检查制浆设备、灌浆泵是否正常，检查送浆管路是否畅通，灌浆压力为0.25～1.0Mpa，随着水泥砂浆的灌入，应逐步将灌浆管向外拔出直至孔口，在拔管过程中应保证管口始终埋在砂浆内，注浆至孔口，待返出的水泥

浆与注入的水泥浆一致时，即可停泵管，以保证砂浆充满。整个灌浆过程需在4min内完成，严防石块、杂物混入浆液。

5.3.7养护：浇水养护。

5.4锚杆试验

5.4.1 一般规定

（1）锚杆锚固段浆体强度达到15Mpa或达到设计强度等级的75%时，方可进行锚杆试验。

（2）加载装置（千斤顶、油泵）的额定压力必须大于试验压力，且试验前应进行标定。

（3）加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。

（4）计量仪表（测力计、位移剂等）应满足测试要求的精度。

（5）基本试验和蠕变试验锚杆数量不应少于3根，且试验锚杆材料尺寸及施工工艺应与工程锚杆相同。

（6）验收试验的锚杆数量应取锚杆总数的3%，且不得少于6根。

5.4.2基本试验

（1）基本试验最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍。（2）锚杆基本试验应采取循环加、卸荷载法，加荷等级与锚头位移测读间隔时间应按表5.4.2确定。

注:1、在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于3次。

2、在每级加荷等级观测时间内，锚头位移小于0.1mm时，可施加下一级荷载，否则延长观测时间，直

至锚头位移增量在2h内小于2.0mm时，方可施加下一级荷载。

（3）锚杆破坏标准

a.后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生的位移增量

的2倍时；

b.锚头位移不够稳定；

c.锚杆杆体拉断。

（4）试验结果应按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理，并绘制锚杆荷载-位移（Q-s）曲线，锚杆荷载-弹性位移（Q-se）曲线和锚杆荷载-塑性位移（Q-sp）曲线。

（5）锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80%，且不应大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值。

（6）锚杆极限承载力取破坏荷载的前一级荷载，在最大试验荷载下未达到基本试验第3条规定的破坏标准时，锚杆的极限承载力取最大荷载。

5.4.3验收试验

（1）最大试验荷载应取锚杆轴向受拉承载力设计值N U。

（2）锚杆验收试验加荷等级及锚头位移测读间隔时间应符合下列规定：

a.初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍；

b.加荷等级与观测时间宜按表5.4.3规定进行；

c.在每级加荷等级观测时间内测读锚头位移不应少于3次；

d.达到最大试验荷载后观测15min，卸荷至0.1NU并测读锚头位移。

（3）试验结果宜按每级荷载对应的锚头位移列表整理，并绘制锚杆荷载-位移（Q-s）曲线。

（4）锚杆验收标准

a.在最大试验荷载作用下锚头位移相对稳定；

b.锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80%，且不应大于自由段

长度与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值。

6．材料

钢筋、普通硅酸盐水泥、膨胀剂、早强剂、中砂、洁净水。

7．机具设备

潜孔钻、锚杆注浆泵、砂浆搅拌机、经纬仪、水准仪、50m卷尺、钢筋切割机、钢筋弯曲机、电焊机等。

8.质量控制

（1）孔壁要求平直，以便安放锚杆和注浆。

（2）为使锚固段发挥最大的锚固作用，孔壁不得塌陷和松动，否则会影响锚杆的安放和土层锚杆的承载力。

（3）钻孔允许偏差，水平偏差50mm，垂直偏差20mm，角度偏差0.50。

（4）为控制工程质量，需留置6组试块。

（5）抗浮锚杆施工尺寸和允许偏差见表6-1.

9. 安全措施

（1）必须按要求佩戴安全帽。

（2）各设备的电路应经常检查，排除隐患，做好安全用电。

（3）注意随时观察边坡稳定情况，如有异常，应立即停止施工，待边坡处理完毕后，再行施工，确保安全的情况下工作。

（4）基坑四周必须设置1.2米高护栏并进行围挡，要设置一定数量的临时上下施工楼梯。

10. 环保措施

（1）锚杆施工前，应认真检查注浆泵及注浆管有无渗漏，防止由于漏浆污染垫层表面；

（2）注浆完毕后，应与初凝后对孔口处溢出砂浆进行清理；

（3）砂浆应随拌随用，且应做到工完场清。

11.编制依据及参考文献

（1）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

（2）《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22.90）

（3）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）

（4）《施工手册》

12.工程实例