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　　 在當前建筑工程施工過程中，應(yīng)用比較廣泛的抗浮技術(shù)有抗拔樁和抗拔錨桿兩種，其中抗拔樁的抗拔承載力較高，但成本也較高；抗拔錨桿承載力相對低一些，成本也低得多，但其施工技術(shù)并不是很成熟。本文研究在不大幅度增加成本的前提下，通過改進抗浮錨桿的施工工藝，加強各專業(yè)工序協(xié)調(diào)配合，既要將抗拔錨桿的抗拔承載力提高到一個新的水平，又要解決地下水位較高情況下錨桿處基礎(chǔ)節(jié)點防水施工難題。

 

 

　　 該工程建筑總面積63314.39m2，其中地上47868.66m2，地下15445.73m2。主體建筑4層，地下1層，屋頂為橢球狀鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，外墻多為玻璃幕墻，局部為干掛石材，為威海市標志性建筑。地下室設(shè)有文物倉庫等重要場所，防水等級為I級，采用4mm厚聚氨酯防水涂料。由于工程鄰近海邊，地下水位較高，設(shè)計有898根預(yù)應(yīng)力抗浮錨桿，錨桿孔徑110mm，預(yù)應(yīng)力筋采用?s12.7mm鋼絞線，每束3根，錨桿全長13～14m，錨桿下段錨入花崗巖層≥8.2m，先灌漿成錨固體，上部自由段長度約5m，待基礎(chǔ)筏板混凝土施工完成并達到一定強度后進行張拉，然后對自由段灌漿完成錨桿施工，最后錨具處要進行防水和封錨處理。應(yīng)確保錨桿抗拔承載力280kN，錨桿試驗樁抗拔承載力440kN，同時確保其節(jié)點和地下室的防水質(zhì)量達到I級。

 

　　2施工難點及影響因素分析

 

　　 1)抗浮錨桿抗拔承載力保證通過分析試驗數(shù)據(jù)和錨桿的破壞情況，錨桿的破壞形式主要有錨固體破碎、鋼絞線從錨固體中拉出以及部分錨固體從土體中拉出3種。應(yīng)通過對施工工藝的改善，有效提高抗浮錨桿的抗拔承載力性能。

 

　　 2)節(jié)點防水施工

 

　　 抗浮錨桿防水是整個地下室防水的關(guān)鍵。從地下承壓水滲流路徑分析，需要解決的問題有：①穿越基礎(chǔ)筏板的錨桿套管外側(cè)防水處理；②套管內(nèi)注漿密實；③錨桿頂部封錨預(yù)留坑內(nèi)防水處理。

 

　　3改進的施工工藝流程

 

　　 多專業(yè)施工穿插配合直接影響抗拔承載力和防水質(zhì)量，其改進的施工工藝流程：鉆機鉆孔→清孔返渣→灌錨固漿體→錨索制作及防腐蝕→下放錨索→下放自由段套管→接波紋管→基礎(chǔ)墊層施工→墊層及波紋管外側(cè)防水→基礎(chǔ)筏板鋼筋綁扎→錨墊板安裝→封錨坑模板安裝→筏板混凝土澆筑→養(yǎng)護→錨索張拉錨固→孔道灌漿→封錨坑內(nèi)防水處理→封錨坑混凝土澆筑。

 

 

　　 4.1鉆孔影響因素及改進

 

　　 1)保證鉆孔垂直度采用回旋鉆機配金剛石鉆頭鉆孔。在每個孔位施工前，鉆機底座應(yīng)墊平，鉆桿角度應(yīng)采用羅盤校核。鉆進過程中遇孤石等有可能使鉆孔出現(xiàn)偏差，將直接影響錨索受力，必須隨時觀測鉆桿垂直度，將其偏差控制在1%內(nèi)。

 

　　 2)保證錨固端入持力層深度為保證鋼絞線錨固端嵌入中風(fēng)化花崗巖深度滿足設(shè)計要求，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)勘察情況，隨時取樣觀察。當發(fā)覺鉆機鉆進困難時，及時撈渣取樣進行辨別，經(jīng)甲方和監(jiān)理單位共同鑒定，確定已進入持力層以后，可繼續(xù)進行成孔施工，直至嵌入深度滿足設(shè)計要求。在巖層段施工過程中，應(yīng)根據(jù)巖層硬度和鉆進情況及時調(diào)整氣壓及鉆進速度，氣壓一般控制在8～10MPa，確保錨固段深度符合設(shè)計要求，避免因錨固深度不足而影響錨固段的錨固效果。

 

　　 4.2清孔返渣影響因素及改進

 

　　 1)護壁漿液相對密度清孔返渣時，必須隨時注意調(diào)整護壁漿液的相對密度，一般控制在1.15～1.20，現(xiàn)場應(yīng)配備泥漿密度計隨時檢測。漿液通過中空鉆桿與外部的泥漿池進行反復(fù)循環(huán)，直至翻漿均勻，以確保漿液密度達到最好的清孔返渣效果。

 

　　 2)去除錨固體與周圍土體或巖體之間的泥皮原工藝采用黏土泥漿護壁，這樣在灌注水泥凈漿時不能有效去除黏附于孔壁上的泥皮，造成錨固體與周圍土體或巖體之間形成一層黏土隔離層，降低了錨固體與周圍土體或巖體之間的摩擦力，從而降低了錨索的抗拔承載力。為去除這層隔離泥皮，對施工工藝進行了改進，在原來護壁使用的黏土泥漿中摻加水泥漿，在鉆孔過程中隨著進尺深度的不斷增加而添加，保證鉆孔水泥用量≥50kg/m，并隨時根據(jù)進尺深度和護壁漿液的密度對水泥漿添加量進行調(diào)整，降低泥漿用量，有效去除了錨固體與周圍土體或巖體之間的泥皮。

 

　　 4.3錨固漿體灌注影響因素及改進

 

　　 1)提高錨固漿體強度原工藝中采用純水泥漿灌注，致使水泥漿固化效果不夠理想。經(jīng)分析論證，決定在水泥凈漿中摻加早強劑(NC-4)和膨脹劑(UEA)，摻加比例分別為水泥用量的3%和7%，使錨固漿體強度能盡快增長，并且使其在孔洞中產(chǎn)生適量的膨脹，這樣增加了錨固體與周圍土體之間的摩阻力，在提高漿體強度的同時，增強漿體與土體的黏結(jié)性能，在一定程度上改善了抗拔錨索的受力性能。

 

　　 2)灌漿壓力及補漿高度控制灌漿時宜將水灰比控制在0.4～0.5，灌漿壓力一般≥0.4MPa，也不宜>2MPa。整個灌漿過程應(yīng)連續(xù)進行，中間不應(yīng)有停頓，采用測錘及計算方法控制灌漿體高度，預(yù)留出錨桿自由段高度，因此二次補漿應(yīng)及時。

 

　　 4.4下放錨索中影響因素及改進

 

　　 為避免鋼絞線在孔洞中因自重而呈“S”形彎曲，保證鋼絞線固定在錨固漿體的中心軸，應(yīng)從鋼絞線的制作和安放兩個方面進行改進。

 

　　 1)錨索制作及防腐蝕成孔并經(jīng)各方共同驗收后，根據(jù)實際孔深制作錨索，為防止下料過程中鋼絞線紊亂并彈出傷人，將鋼絞線放在用鋼管搭設(shè)起的井字形安全架內(nèi)，下料時將鋼絞線成盤卷裝在安全架內(nèi)，從盤中央抽出，并采用環(huán)氧樹脂漆進行防腐蝕處理，鋼絞線應(yīng)提前編扎成錨索，每束3根。

 

　　 2)錨索安放灌漿完畢應(yīng)盡快安設(shè)錨索，以防漿液沉淀無法順利下索或無法下放到位。為保證錨索在孔洞中的位置，先在孔口處校直后下放，采用定制對中支架，將錨索的上端吊起，使其緩慢地下放到孔底而始終處于直立的懸掛狀態(tài)，防止錨索端部插入土層段孔壁內(nèi)影響下索工作及擾動的土顆?；渲铃^固段內(nèi)，以免影響水泥漿的純度。下索后應(yīng)隨時觀察孔口漿液的下沉情況，當漿液下沉明顯(下沉量≥1.50m)時，應(yīng)及時補漿，以免漿液沉淀后影響到二次灌漿液間的黏結(jié)效果。錨索頂端可臨時固定在對中支架上。

 

　　 4.5下放自由段套管改進

 

　　 安設(shè)錨索完畢隨即下放自由段套管，采用?100mmPVC套管，底端伸入錨固漿體內(nèi)500mm，頂端標高為混凝土墊層底，由于波紋管具備一定的彈性，張拉過程中不易損壞，內(nèi)壁凹凸不平，灌漿后不易滲水，在基礎(chǔ)墊層和筏板內(nèi)套管改用波紋管。

 

　　 4.6基礎(chǔ)墊層及套管外側(cè)防水作法改進

 

　　 基礎(chǔ)及主體施工階段，基坑周邊以及基坑內(nèi)設(shè)置降水井，保證地下水位在基礎(chǔ)墊層以下50cm。施工基礎(chǔ)墊層時，先將波紋管安裝好，與墊層混凝土澆筑成整體；施工筏板防水層時，首先進行波紋管根部的防水處理，增做一遍防水附加層，然后將筏板防水層上返至波紋管上≥10cm高。

 

　　 4.7基礎(chǔ)筏板鋼筋綁扎及錨墊板埋設(shè)改進

 

　　 由于波紋管強度較低，為避免碰撞造成套管外防水層損壞，筏板鋼筋綁扎時，波紋管中間改用?8鋼筋設(shè)井字架，使波紋管和其內(nèi)的鋼絞線固定在筏板鋼筋和加強網(wǎng)片上，然后套入錨墊板，并按尺寸要求把錨墊板焊在鋼筋上。錨墊板標高應(yīng)按設(shè)計要求低于筏板頂200mm，為了預(yù)留四棱臺形錨桿坑，改用安放棱臺形木盒模板，其底模夾緊錨墊板，然后用棉花塞緊灌漿孔，塞緊錨墊板和波紋管之間的縫隙，防止?jié)仓炷習(xí)r漏漿。

 

　　 4.8錨桿張拉及錨具改進

 

　　 在筏板混凝土達到100%設(shè)計強度后方可進行錨桿預(yù)應(yīng)力筋張拉。每束3根?s12.7mm低松弛有黏結(jié)鋼絞線，張拉端改用932套WDM-4型錨具，錨墊板上原有一出氣孔，采用四孔錨環(huán)，以便留一孔當灌漿孔。整束預(yù)應(yīng)力設(shè)計張拉力：Pj=σconAp=280kN，施工張拉應(yīng)力0～1.03σcon，即：Pj′=1.03σconAp=288.4kN。采用200kN千斤頂單根張拉。

 

　　 4.9孔道灌漿改進

 

　　 錨桿張拉完成后進行錨桿內(nèi)注漿，采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比<0.40，流動度為200mm的水泥漿，水泥漿摻10%UEA膨脹劑和2.5%高性能外加劑，抗壓強度≥30MPa；由于灌漿口與出氣孔處于同一標高，改用1.5m長漏斗注漿，第一次注漿完成，待注漿料泌水后進行二次注漿，確保套管內(nèi)注漿飽滿密實。封錨前應(yīng)用手持砂輪切割機切除外露多余長度，剩余長度≥30mm。

 

　　 4.10錨桿坑防水改進

 

　　 錨桿坑側(cè)壁必須進行鑿毛處理，錨桿坑防水改用水泥基滲透結(jié)晶涂料配合聚氨酯防水涂膜。施工時水泥基滲透結(jié)晶涂料應(yīng)沒過錨具1cm，且施工后表面干燥，便于進行鋼絞線端頭的聚氨酯防水涂膜處理，從而充分發(fā)揮兩種防水材料的性能。防水處理完畢后即可采用膨脹混凝土灌注錨桿坑并振搗密實。

 

　　 抗浮錨桿施工后，經(jīng)抗拔試驗檢測，錨桿試驗樁抗拔承載力均>440kN，采用整束預(yù)應(yīng)力張拉力280kN進行張拉施工過程中，未見異?，F(xiàn)象，表明預(yù)應(yīng)力抗浮錨桿抗拔承載力均大于設(shè)計要求的280kN；地下室和錨桿節(jié)點無滲水、結(jié)構(gòu)表面無濕漬，防水質(zhì)量同時也達到了I級。該工藝的應(yīng)用成功地解決了沿海地區(qū)預(yù)應(yīng)力抗浮錨桿的施工難題，取得了顯著效果。