【摘要】抗浮錨桿解決構(gòu)筑物抗浮具有工期短、造價(jià)低、節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)，已日益得到推廣和應(yīng)用，本文介紹抗浮錨桿的設(shè)計(jì)方法、施工工藝與質(zhì)量控制要點(diǎn)以及積累的施工經(jīng)驗(yàn)。
1工程實(shí)例
某工程，主樓地上26層，裙樓地上5層，地下2層，基坑?xùn)|西長92.4m，南北寬83.43m，基坑周長約400m，開挖基底深度11～13m至中風(fēng)化安山巖。由于地下兩層，地下水位相對(duì)較高，對(duì)地下水的浮拖力很大，在非主樓位置地下水浮力大于建筑物自重。為增加基礎(chǔ)抗浮能力，在地下室非主樓擬采用抗浮錨桿。
2工程地質(zhì)情況
根據(jù)業(yè)主提供的巖土工程勘察報(bào)告，場地自上而下可以分為6層，本工程松散土層8～9m，上部主要為8米左右厚的土層和2.5米厚的粗砂，下部主要為強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化安山巖層。地下水主要為砂層孔隙潛水及基巖裂隙水，粗砂含水層滲透系數(shù)45m/d左右，其水位埋深一般3～5m，地下水對(duì)混凝土無腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋有弱腐蝕性。
3抗浮錨桿設(shè)計(jì)
3.1、抗浮錨桿布置方案
由于非主樓地下室部份柱距較大，水的浮力已經(jīng)大于地下室的自重，采用抗浮錨桿布置于獨(dú)立基礎(chǔ)下的方式較為合理，抗浮錨桿呈矩形網(wǎng)格狀布置，承擔(dān)所有凈浮力。網(wǎng)格間距經(jīng)計(jì)算確定。并按永久性錨桿考慮。
3.2、荷載計(jì)算
需要考慮的荷載為，水壓力、結(jié)構(gòu)板自重、人防荷載：
抗浮水頭：H=73-67.40=5.6m，
每平米底板水壓力標(biāo)準(zhǔn)值：PWk=10×5.6＝56KN/m2
底板及填土自重標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=25×0.3＋19×0.3＝13.2KN/m2
底板人防等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值qe3=25KN/m2（GB50038-2005）4.8.16條
3.3、作用效應(yīng)組合
由于當(dāng)考慮人防荷載時(shí)，材料需采用相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)，并且人防荷載不是長期作用的荷載。所以作用效應(yīng)組合應(yīng)考慮有、無人防荷載兩種情況。
（1）不考慮人防荷載的組合：
SW=1.27PWK-1.0Gk=1.27x56-1.013.2=57.92KN/m2
(系數(shù)取值參見GB50069-2002第5.2.2條)
?。?）考慮人防荷載的組合
根據(jù)人防設(shè)計(jì)規(guī)范GB50038-2005第4.9.4條防水底板位于地下水位以下，荷載組合需計(jì)入水壓力的作用(水壓力按式4.10.2中的永久荷載考慮)，所以有SR=1.2×56+1.0×25-1.0×13.2＝79KN/m2
3.4、錨桿計(jì)算
單根錨桿按承受一個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)格內(nèi)平面荷載考慮，按實(shí)際柱網(wǎng)尺寸，取網(wǎng)格2.2×2.2（m）錨桿拉力設(shè)計(jì)值Na，標(biāo)準(zhǔn)值Nak
（1）不考慮人防荷載時(shí)
Na/SW≥1.05（GB50069-2002）
Na≥1.05SWA=1.05x57.92x2.2x2.2=294.35KN
Nak=Na/γ0=294.35/1.3=226.42KN（參GB50330-20027.2.1）
錨桿鋼筋截面面積計(jì)算（GB50330-20027.2.2）
AS≥γ0Na/(ξ2fy)=294.35x1.3/(0.69×213.5)=1184mm2
?。ㄅ?根HRB400直徑為28鋼筋）
錨桿錨固體與地層的錨固長度計(jì)算：（錨固體直徑按150mm）
（參GB50330-20027.2.3）錨桿錨固體與地層的粘結(jié)強(qiáng)度frb=300KPa
錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度計(jì)算（參GB50330-20027.2.4）
錨鋼筋與錨固砂漿間的結(jié)強(qiáng)度fb＝2.10MPa
la≥Nak/(ξ1nπDfb)=226.42/(0.6x2x3.142x0.028x2100)=1.02m
考慮人防荷載時(shí)按臨時(shí)性錨桿計(jì)算，抗浮安全系數(shù)取為1.0，鋼筋考慮材料綜合調(diào)整系數(shù)
rd＝1.2Na/SR≥1.0（GB50069－2002）
Na≥1.0SRA=1.079x2.2x2.2=382.36KN
Nak=Na/γ0=382.36/1.3=294.12KN（參GB50330-2002）
錨桿鋼筋截面面積計(jì)算（參GB50330-20027.2.2）
AS≥γ0Na/（ξ2fy）=1.0×382.36x103/（0.92×432）＝962mm2
錨桿錨固體與地層的錨固長度計(jì)算：（錨固體直徑按150mm）（參GB50330-20027.2.3）
la≥Nak/(ξ1πDfrb)=294.12/(1.33x3.142x0.15x300)=1.56m
錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度計(jì)算
錨桿鋼筋與錨固砂漿間粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于錨桿錨固體與地層的粘結(jié)強(qiáng)度，所以在此不必計(jì)算。
3.5、錨桿布置圖
3.6、錨桿構(gòu)造及做法
根據(jù)錨桿計(jì)算結(jié)果，錨桿網(wǎng)格尺寸取不大于2.2×2.2m，
錨桿錨固體直徑150mm，鋼筋取2根直徑28mm的HRB400級(jí)鋼筋，錨桿長度為3m全長錨固。
3.6、驗(yàn)收試驗(yàn)荷載
參考建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330-2002，按永久性錨桿驗(yàn)收驗(yàn)收荷載：
1.1ξ2Asfy＝1.1×0.69×2×615.7×360=336.1KN
施工工藝
抗浮錨桿施工工藝如下：
抗浮錨桿孔位測量→鉆機(jī)就位→成孔(沖洗循環(huán))→清孔(排渣)→抗浮錨桿制作及安放→注漿。
4施工工藝要點(diǎn)：
4.1、成孔
4.1.1、抗浮錨桿成孔采用潛孔錘成孔
4.1.2、鉆孔深度要比設(shè)計(jì)要求深200mm，保證錨桿順利放入，孔徑不小于150mm，孔位偏差小于±50mm，垂直度偏差小于1.5%。
4.2、抗浮錨桿加工
4.2.1、桿體HRB400，直徑28mm的鋼筋，長3m。
4.2.2、每隔2米中間夾長度約50mm的鋼筋，將兩根鋼筋點(diǎn)焊到一起。每2米安放一組對(duì)中支架，方向呈120°，每組對(duì)中支架用三根HPB235直徑6.5的鋼筋制作。
4.2.3、采用鋼筋表面刷環(huán)氧樹脂的防腐措施。
4.3、抗浮錨桿安裝
4.3.1、成孔完成并清孔后，需立即安放錨桿，下放過程中要保持平穩(wěn)、勻速、垂直，不要偏斜和碰撞孔壁，并注意注漿管是否隨錨桿一起下至孔內(nèi)。
4.3.2、隨錨桿下放一根注漿管，材料采用6分普通塑料管，注漿管距離孔底100mm，中間不開花孔。
4.3.3、保證錨桿標(biāo)高及垂直度符合設(shè)計(jì)要求。
4.4、注漿
4.4.1、注漿前先用空壓機(jī)吹孔，洗孔至無沉渣、積水。
4.4.2、注漿材料：采用水泥和細(xì)砂，砂灰比0.2，水灰比0.6～0.8。
4.4.3、注漿壓力0.5～1.0MPa。
4.4.4、注漿：注漿料由塑料注漿管從孔底注入，直到孔口返出濃漿時(shí)，停止注漿。注漿管在注漿過程中，隨著漿液注入慢慢拔出，但要保證管埋入水泥砂漿中2～3米，以保證注漿質(zhì)量。漿液硬化后不能充滿錨固體時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿，注漿量不得小于計(jì)算量，其充盈系數(shù)為1.1～1.3。注漿完畢應(yīng)將外露的鋼筋清洗干凈，并保護(hù)好。
5抗浮錨桿施工
抗浮錨桿施工于2009年3月28日開始，到2009年4月3日全部結(jié)束，共完成657根。施工開始之前，進(jìn)行了嚴(yán)格的施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)抗浮錨桿進(jìn)行編號(hào)，以方便施工管理與檢測，施工全過程由監(jiān)理單位進(jìn)行監(jiān)督，所有工序交叉作業(yè)，錨桿加工經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可使用，成孔和注漿作業(yè)從東西兩側(cè)向中間同時(shí)進(jìn)行，共投入4套設(shè)備，并配備專人對(duì)整個(gè)施工過程進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)協(xié)商處理。施工中出現(xiàn)問題應(yīng)采取措施解決。
5.1、注漿質(zhì)量控制。注漿飽滿充實(shí)影響抗浮錨桿的拔承載力，試驗(yàn)得出，將注漿出口出水泥砂漿比重控制在1.7以上，可保證注漿質(zhì)量。
5.2、注漿量大小。漿體的充盈系數(shù)絕大部分在1.1～1.3之間，少部分因遇地下不明空洞充盈系數(shù)達(dá)到5以上，為保證質(zhì)量，要求注漿量要大，并加摻量為0.5%～3%的水玻璃。
5.3、局部塌孔。由于個(gè)別錨桿在錨桿范圍內(nèi)有強(qiáng)風(fēng)化安山巖，且在地下水位以下，塌孔較嚴(yán)重，潛孔錘不能正常成孔，經(jīng)過協(xié)商，采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，拉桿材料改用鋼管，鋼管外纏Ф6.5鋼筋，間距300mm，用以增加鋼管與漿體摩擦力，鋼管同時(shí)兼作注漿管。
6結(jié)論
6.1、試驗(yàn)共抽檢33棵抗浮錨桿，試驗(yàn)結(jié)論抗拔力Ra=294.35，滿足設(shè)計(jì)要求。
6.2、采用高壓空氣和壓力水相結(jié)合的洗孔方法可有效消除成孔中沉渣對(duì)抗浮錨桿抗拔力的影響。
6.3、工程采用抗浮錨桿，經(jīng)檢測質(zhì)量合格，滿足設(shè)計(jì)要求；與采用抗浮樁(灌注樁)相比，具有質(zhì)量可靠、施工方便易行、工期短，造價(jià)低等特點(diǎn)。
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