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摘要:抗浮锚杆是地下建筑位于地下水位以下时重要的抗浮措施,如何根据建筑工程的实际情况解决建筑物的抗浮是一项技术难题。抗浮锚杆施工工艺技术较传统桩基施工工艺技术更为先进,且具有受力明确、造价低廉、施工方便等优点,近年来在建筑施工中得到了广泛应用。本文结合某工程实例,通过分析该工程具体施工过程,总结出抗浮锚杆施工的技术要点以及施工过程中需要注意的问题,并着重介绍了抗浮锚杆的施工质量保证措施。
关键词:抗浮锚杆;施工工艺;措施
1工程概况
某花园经济适用住房,该项目工程为四栋高层住宅楼和一座地下车库,框架剪力墙结构。主楼基础采用筏板基础,车库基础采用柱下独立基础+防水板。由于地下车库不仅面积巨大整体封闭且低于地下水位,因此车库防水底板设计有808根抗浮锚杆,按2.7米间距均匀布置,共四种类型。该工程抗浮锚杆为永久锚杆,设计使用年限为50年。
2施工工艺
2.1施工工艺流程
锚孔定位编号→钻机就位→钻机成孔→清孔→下锚→注浆拔管→待浆体初凝后进行二次注浆→封锚→清理场地→质量检测→浇筑底板混凝土
2.2施工工艺
2.2.1定位放线
通常在完成基础垫层施工之后即进行定位放线工作,放线的主要设备采用钢尺和经纬仪。
根据施工桩位平面布置图安排钻机就位,用经纬仪放出主要控制点,然后按照设计图纸比例用钢尺来确定最终桩位,并且将各确定桩位做好实地标定及预检,标记材料可采用红油漆或钢钉,桩位误差要控制在100mm以内。
2.2.2锚杆成孔
根据经验及本工程的实际情况,抗浮锚杆的成孔设备采用KC120型履带式中风压露天潜孔钻机成孔,配套设备为一台9m3空压机,孔径、孔距、孔深必须满足设计要求。
锚杆成孔的工作流程如下:
(1)在钻孔前要与实际钻孔人员进行交底,钻孔需满足的主要参数包括孔径、孔深、孔距等。
(2)根据设计所需要的钻孔深度,用防水式红色胶带在钻杆上作出明显标记。
(3)必须保证钻车就位时是安全、稳固、可靠的,且立杆和导杆与钻杆之间的倾角要保持一致,即二者要在同一轴线上,以此来避免施工中发生偏移或移动。
(4)操作人员要注意仔细观察,操作设备使钻头对准桩位中心点,然后才能开始钻进。
(5)当钻进的深度达到钻杆上的红色标记段时即停止钻进。
(6)施工人员必须认真填写钻孔记录,谨防出现漏记或错记。
2.2.3清孔
桩孔钻至设计深度即停止钻进,操作人员将钻头提离孔底5cm,然后将联接空压机的洗井管置入孔内,将岩粉排出,由上往下,再由下往上反复冲洗,直至孔内沉渣厚度小于5cm。完成清孔后,立即用编织袋将孔口封堵住,防止岩渣落入孔内。
2.2.4置筋及其运输安装
首先按照图纸要求画出钢筋型号及尺寸,然后在锚杆钢筋上设置定位架,保证钢筋处在孔中心部位,锚杆主要受力筋采用HPB400钢筋3根25mm,主筋夹角为120度,定位钢筋为6mm一级钢筋,间距为2000mm,焊接用短钢筋采用10mm三级钢筋,间距2000mm。
搬运抗浮锚杆钢筋成品时,应平稳操作,以防锚杆钢筋因受力不均而发生变形。安放时若因沉渣等因素无法下放至要求深度,必须进行二次清孔,以此来减少锚杆钢筋在孔内倾斜、弯折的可能性,从而提高施工质量。
2.2.5注浆
首先操作人员要用电钻在注浆管的底管下部(大约1m长)的四周钻出出浆孔,以保证被砂砾石层掩埋住的注浆管能顺利出浆。而后将注浆管用编织绳绑扎在锚钢筋杆体上,抗浮锚杆成孔后将锚杆钢筋和注浆管共同插入钻孔内。本工程抗浮锚杆锚固体采用强度为M30的砂浆,水泥采用P.O.42.5,第一次注浆时注浆管口距孔底5~10cm。将配置好的砂浆用专用注浆泵连续不断地自孔底向外进行灌注,注浆时可以逐步抽拔注浆管,但必须保证管口始终埋在砂浆中,第一次注浆压力在土层中为1.0~1.2MPa。为了提高注浆质量和效果,待第一次注浆完成4~6小时后,即待水泥浆初凝后进行二次补浆,随着第二次水泥浆的灌入,待孔口溢浆,即可停止注浆,现场施工人员必须认真填写注浆记录,谨防错记漏记重要数据。
3质量检验标准及措施
3.1主要控制项目
采用的抗浮锚杆钢筋型号、规格、长度等必须要符合设计要求。
3.2施工质量保证措施
(1)由于选用的是永久性锚杆,就需要对其锚头段和自由段进行有效的防腐蚀处理。
(2)在注浆过程中产生的废浆液、废水和沉渣要及时清理并运输出去,同时也要对场地进行清洗,以防止废水或废浆液流入到尚未注浆的锚孔中,增加施工难度。
(3)地层不均匀性较明显的区域,其摩阻力的离散性较大,从而导致在该区域内用相同大小的上拔力产生的位移相差也会较大,要从理论上精确解决该问题尚存在困难。另外,与硬土层或软岩土层相比,软土地区锚杆的抗拔位移一般较小,一旦其上拔力超过该锚杆的极限荷载,位移就会急剧增大,从而导致锚杆损坏。
(4)施工过程注意事项。①定位放线过程中:需严格按照图纸坐标原点放出图纸平面中锚杆位置的主要控制点,完成控制点的复核之后用钢卷尺拉出每个桩位。②成孔过程中:符合设计要求的孔深应比锚杆长度大10cm左右,而锚孔垂直度主要由钻机实际操作人员控制,若钻杆垂直不符合要求,不仅钻杆会出现严重损坏,而且会对后续施工造成不良影响。③锚杆钢筋质量控制:在制作钢筋前必须进行施工技术交底,并且严格要求制作人员按照标准样板件进行下料制作,禁止使用不符合设计要求的锚杆。④注浆质量控制:根据本工程设计要求采用强度为M30的水泥砂浆,但是根据该工程现场实际情况,无足够场地堆放砂子,因此采用P.042.5纯水泥浆进行灌注,水灰比为0.5。⑤拉拔试验:在锚杆抗拔试验过程中,需着重观察地面裂缝大小。地表出现裂缝一般表明已达到锚杆极限荷载的70%~80%,故可将地表开裂视为锚杆达到抗拔极限的征兆之一。且抗拔力的取值应保证足够的安全系数,所以必须加强施工监测工作,保证施工质量。
(5)应及时做好成孔及灌浆记录,特别是制作锚杆浆体的试块工作,每30根锚杆制作1组试块并做好相关记录。
(6)做好分项施工的自检工作。首先是由施工班组自检,若合格则再由专业工程质检员进行复检,复检合格后方可进行后续施工,若自检不合格,则由施工班组自行查明原因并再次自检,直至合格,且在自检过程中要做好相关记录,以便后期复查。
3.3安全保证措施
(1)应保证各种施工设备处于完好状态。
(2)在对设备进行试验的过程中要做好防范措施,如张拉设备时应小心谨慎,以防夹具飞出伤到人。
(3)电器设备必须设接零、接地,并且必须由专业的人员安装操作该类设备,同时要保证电线电缆是架空的。
(4)施工人员必须戴好安全帽才允许进入现场,设备操作人员必须遵守有关安全规章进行操作。
(5)在围护结构周边设安全栏及危险标志,尤其注意一定要设好夜间红色警示灯。
4几点建议
(1)上浮量的长期监测是检验施工质量和设计成果的有效手段,故其重要性不言而喻。一般来说,该项监测应始于地下室施工,在施工期间,每周至少观测1次,工程竣工后1年内要做到每月检测1次,若发现有异常情况,应适当加大检测加密。另外,该项监测也可同建筑物沉降监测工作一起进行。
(2)建议可从控制位移的角度考是否对锚杆施加预应力。
(3)当地下室抗浮锚杆数量较多时,可能会出现“群锚”现象,从而导致多根锚杆的锚固效率低于单根锚杆,为了避免这种情况的出现,应将抗浮锚杆的间距控制在1.5m以上。
5结语
抗浮锚杆法,尤其是非预应力锚杆,因其具有经济性显著、连接简单、施工方便、受力合理等优点,在地下建筑物工程中应用得越来越广泛。但到目前为止,国家在抗浮锚杆的设计及施工方面尚无出台统一的、专门的规范和标准,且在抗浮锚杆的的耐久性方面也缺乏可靠的技术支持,仍需进一步完善一些环节和更细部的问题。随着人们对抗浮锚杆技术更深入的应用,相信抗浮锚杆技术在未来将会逐步得到提高和完善。
参考文献:
[1]岩土锚杆(索)技术规程(CECS22:2005).中国计划出版社,2005
[2]杨芸红.抗浮锚杆施工技术.工程技术,2013(08):105-106
作者简介:张平伟,(1982年2月)民族:汉,学历:本科。主要从事工作:工程建筑施工。