摘要:抗浮錨桿是利用巖土層與錨固體的粘結(jié)摩擦阻力來抗浮的。本文概述了抗浮錨桿施工技術(shù)的原理,優(yōu)點適用范圍和應(yīng)用現(xiàn)狀,并結(jié)合工程實例,論述了施工技術(shù)控制要點。
關(guān)鍵詞:抗浮錨桿;基礎(chǔ);工藝;防水
隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展,大量的高層建筑和地鐵工程在城市中涌現(xiàn),并且基礎(chǔ)埋深也在增加,在地下水豐富的沿海城市會導致地下水對土層中的埋置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生浮力,最終建筑物的底板會在浮力的作用下產(chǎn)生起拱、開裂甚至建筑物的整體上浮。而抗浮錨桿就是一種有效抗浮施工技術(shù),這種技術(shù)具有眾多優(yōu)點,目前得到了較廣泛的應(yīng)用。
一、抗浮錨桿施工技術(shù)概述
抗浮錨桿,即抗浮樁,抗浮錨桿是指抵抗建筑物向上位移的各種樁型的總稱。抗浮錨桿施工技術(shù)利用潛孔鉆機在下臥基巖成孔,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。
抗浮錨桿是一種豎向錨固技術(shù),以其工期短、造價低、施工方便、操作簡單、工藝先進、縮短施工工期和減少了環(huán)境污染等優(yōu)點被廣泛使用,比較適用于建筑體型較大、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。
目前在國內(nèi)的許多沿海城市,如上海、廣州、深圳等,對地下水產(chǎn)生的浮力很多都采用抗浮錨桿來解決這樣的問題,而且經(jīng)過實踐檢驗,使用多年后仍然沒有出現(xiàn)問題。
二、工程概況
工程名為泊郡雅苑,位于深圳市鹽田區(qū)明珠大道與洪安路交匯處。本工程占地面積約11095.49㎡,總建筑面積為63636.68㎡。本工程由2層地下室、2層裙房、30層塔樓組成,塔樓高度95.25米,地下室高度8.60米。 本工程地下室采用框架結(jié)構(gòu),塔樓采用框剪結(jié)構(gòu),工程采用柱下獨立基礎(chǔ),持力層為微風化凝結(jié)巖,承載力特征值不小于5000KPa。建筑物抗震設(shè)防類別為丙類,抗震設(shè)防烈度為7度,建筑物安全等級為二級,地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級。
三、施工技術(shù)控制要點
(一)施工工藝流程
施工準備——錨桿編號與定位——錨桿制作及防銹處理——錨桿成孔——安放錨桿——注漿——養(yǎng)護——質(zhì)量檢測——竣工驗收。
(二)操作要點
1.錨桿基本試驗
錨桿正式施工前,首先進行錨桿基本試驗。錨桿基本試驗的地質(zhì)條件、錨桿材料和施工工藝等應(yīng)與工程錨桿一致。基本試驗時最大的試驗荷載不宜超過錨桿桿體承載力標準值的0.9倍?;驹囼炛饕康氖谴_定錨固體與巖土層間粘結(jié)強度特征值、錨桿設(shè)計參數(shù)和施工工藝。每種試驗錨桿數(shù)量均不應(yīng)小于3根。錨桿基本試驗應(yīng)采用循環(huán)加、卸荷法。
2.測量放孔
根據(jù)控制點和錨桿平面布置圖進行錨桿測放,并作錨孔孔位放點標記。測放務(wù)必準確,要求測放過程中作好記錄,檢查無誤,確??孜坏臏蚀_。錨桿定位偏差不宜大于20mm。另外在抗浮設(shè)計范圍外應(yīng)設(shè)置固定點3個以上,并用紅油漆標注清晰,供測放、恢復、檢查樁為用,以保證在施工過程中能夠經(jīng)常進行復測,確??孜坏臏蚀_。
3.鉆機成孔
本工程錨孔直徑為150mm,鉆機的平整性和穩(wěn)固性能確保錨孔在施工過程中的傾斜角度符合設(shè)計要求,鉆機在鉆孔的時候必須勻速鉆進,防止形成的鉆孔變形或者彎曲,必須控制鉆機鉆進的速度。在鉆孔達到設(shè)計深度后還需穩(wěn)鉆1~2分鐘,不能立即停止,此動作為了確保防止孔底可以達到設(shè)計的錨固直徑以及保證后來的灌漿充分。采用壓縮空氣清理孔洞。
由于本工程的地質(zhì)條件特殊,地下水非常豐富,在鉆機鉆孔時,巖石的碎屑與水可能會凝結(jié)成團,為了避免出現(xiàn)卡鉆,采用吊錘捶打大口徑的正絲套管小口徑掏心的施工方法跟進套管,在套管跟進結(jié)束后直接利用Φ150mm巖芯管取出完整巖芯的成孔施工方法。檢測巖芯強度要經(jīng)有資質(zhì)檢測單位進行檢驗合格后方可進行下一道施工程序。
在確定錨桿孔位后,用高風壓錨桿鉆機鉆孔,鉆機就位時,必須固定牢固,確保鉆機機架的水平度和立軸的垂直度。錨桿孔直徑按設(shè)計要求(設(shè)計無要求時,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,并且利用空壓機產(chǎn)生的高壓空氣進行排渣。達到設(shè)計深度后,不得立即停鉆,穩(wěn)鉆1~2min,防止底端頭達不到設(shè)計的錨固直徑。錨孔傾斜度不應(yīng)大于5%,鉆孔深度超過錨桿設(shè)計長度應(yīng)不小于0.5m。
4.清孔提鉆
終孔后利用高壓空氣清除孔內(nèi)余渣,直到孔口返出之風,手感無塵屑為止,避免孔內(nèi)沉渣存在。同時現(xiàn)場工程師及質(zhì)檢員進行孔深及錨孔偏斜度檢測,質(zhì)量達到要求并且在成孔口用編織袋或其他材料封堵孔口,防止渣土落入,在放置錨桿前拿掉;符合要求后進行下道工序施工。
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,選擇高強度、低松弛的普通鋼筋、高強精冷軋螺紋三級鋼筋、預應(yīng)力鋼絲或鋼絞線。錨桿材料的物理力學性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準以及有關(guān)專門標準的規(guī)定。錨桿下料長度為鉆孔長度+錨入上部結(jié)構(gòu)長度。其中錨入上部結(jié)構(gòu)的長度應(yīng)符合鋼筋的錨固長度要求。 除銹處理采用鋼絲刷清除鋼筋、焊管鐵銹。
制作前需要對母材進行隨機抽樣試驗,均滿足規(guī)范要求。
錨桿為25螺紋鋼筋,鋼筋支架6@1500,錨頭出冷彎90°;在彎起點150mm焊接防水止水環(huán),焊接時注意不要燒傷鋼筋,以免鋼筋脆斷。
做好鋼筋的除銹、清潔工作,且保持鋼筋的平直,錨筋制作好后放置在加工房內(nèi)并擺放整齊。
孔洞植筋用鉆機起吊,人工輔助下放的方式。注漿管隨錨筋一起下放錨孔內(nèi),使注漿管底部與孔底保持在20cm左右為宜。
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,錨桿按施工圖紙結(jié)構(gòu)構(gòu)造,由專人制作完成,每根錨桿由三根螺紋鋼筋(HRB400φ25)焊接而成束裝(見圖1),另外每隔1.5m焊置一個定位器(由φ6.5鋼筋制成)。錨拉桿要求順直??足@完后盡快地安設(shè)錨桿(見圖2),放至距孔底保持50cm,插入時將錨桿有定位器支架的一面向下方。立即接上壓漿管,即可進行注漿。
7.壓力注漿
置入桿體后進行壓力注漿,采用孔底反向注漿的方式,注漿管插入距孔底30cm處,漿液從注漿管向內(nèi)灌入,氣直接排出。注漿結(jié)束標準:排出的漿液濃度與灌入的漿液濃度相同,且不含氣泡時為止。
注漿材料采用水泥砂漿或細石混凝土,可根據(jù)實際情況摻加膨脹劑和早強劑。水泥宜使用普通硅酸鹽水泥,水泥采用PO42.5級水泥,水灰比為0.4~0.5,充盈系數(shù)≮1.15,砂的含泥量按重量計≯3%,砂中云母、有機物、硫化物和硫酸鹽等有害物質(zhì)的含量按重量計≯1%。漿體配制的灰砂比宜為0.8~1.5,水灰比宜為0.38~0.5。施工時要嚴格按照試驗室的配合比配置砂漿,控制好水灰比,注漿時密切關(guān)注液面情況,遇到下降及時補注。
施工時應(yīng)由專人清理錨桿施工區(qū)域的地坪積水和灰漿,一旦完工就清理干凈場地,確保錨桿施工的順利進行。漿體強度檢驗用試塊的數(shù)量每30根錨桿不應(yīng)小于一組,每組試塊應(yīng)不少于6個。
灌漿應(yīng)持續(xù)至孔口流出水泥漿為止。第一次注漿壓力為0.5~0.8MPa;待第一次注漿體強度達15 MPa時;待一次注漿體初凝強度達5.0MPa后,即可用高壓注漿管進行二次高壓注漿,注漿壓力為0.3MPa。二次注漿時間可根據(jù)注漿工藝通過試驗確定。為了提高漿體的早期強度,可以加入適量的外摻劑。并應(yīng)根據(jù)實際需要,決定水泥漿是否摻加外加劑錨桿注漿管邊灌邊浮。
總之,應(yīng)該重視建筑施工中的抗浮錨固問題,尤其要注重鉆孔環(huán)節(jié),確??锥吹馁|(zhì)量和孔洞的豎直,同時要清理干凈,避免雜物影響錨桿性能。
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