【摘要】當(dāng)前,隨著建筑地下室開發(fā)的日趨成熟,如何處理地下水浮力作用產(chǎn)生的不良影響,預(yù)防上浮事故,確保地下室的安全穩(wěn)固,成為廣大工程技術(shù)人員關(guān)注的焦點。本文結(jié)合實踐經(jīng)驗,從抗浮錨桿的作用機(jī)理出發(fā),簡要介紹了某地下室工程的抗浮錨桿施工工藝,并提出節(jié)點防水措施,有一定參考價值。
當(dāng)前,隨著工程建設(shè)的快速發(fā)展,建筑地下室的開發(fā)日益成熟,如何處理地下水浮力作用產(chǎn)生的不良影響,預(yù)防上浮事故,確保地下室的安全穩(wěn)固,成為工程界關(guān)注的焦點。針對地下室的抗浮問題,長期以來主要有直接采用底板抗浮、采用底板與抗拔樁共同抗浮以及采用底板與錨桿共同抗浮三種方式【1】。其中,抗浮錨桿具有地層適應(yīng)性強(qiáng)、受力均勻合理、布置靈活、施工簡便、錨固效率高、造價低廉等諸多優(yōu)點,近年來在地下室工程中得到廣泛應(yīng)用?,F(xiàn)結(jié)合實踐經(jīng)驗,就該技術(shù)相關(guān)問題進(jìn)行粗淺探討,以促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
1抗浮錨桿原理概述
所謂抗浮錨桿,是指地下水對建筑物的浮力大于建筑物重力及其與周邊土體摩擦力之和時,為預(yù)防建筑安全事故而采取的基礎(chǔ)樁體【2】。其作用機(jī)理具體如下:先結(jié)合工程設(shè)計要求在基槽內(nèi)鉆孔,再將混凝土注入樁孔內(nèi)并確保其注滿整個樁孔,接著,將鋼絞線對準(zhǔn)抗浮樁中心植入抗浮樁內(nèi),并預(yù)留一定長度,再對筏板基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行澆注,當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%后張拉鋼絞線。此時,鋼絞線便具備了一定的預(yù)應(yīng)力,再將抗浮樁與工程主體進(jìn)行錨固處理,則抗浮樁便承擔(dān)了工程主體的一部分地下水浮力作用,從而避免了工程主體因地下水浮力過的而向上漂浮的問題。
2抗浮錨桿在地下室工程中的應(yīng)用
2.1工程概況
某商住綜合樓,地上20層,地下2層。該工程場地平整,地層自上而下分別為:種植土、粘性土混礫砂、花崗巖中風(fēng)化帶、花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶、花崗巖微風(fēng)化帶,因場地地下水位較高,而設(shè)計時建筑物重力及其他外部因素產(chǎn)生的綜合荷載小于地下水浮力,為抵抗基礎(chǔ)上浮,擬計劃在基礎(chǔ)底板布置570根垂直抗浮錨桿,錨桿結(jié)構(gòu)形式為3根25mm的HRB400鋼筋為一組,錨桿孔徑為150mm,入巖深度3.3m,單根錨桿設(shè)計抗拔承載力特征值為350kN。
2.2施工準(zhǔn)備
2.2.1成孔設(shè)備。液壓鑿巖機(jī)1臺、履帶式潛孔鉆機(jī)1臺、砂漿擠壓注漿泵1臺、砂漿攪拌機(jī)2臺、漿液攪拌器1臺以及加工錨桿所用的鋼筋加工配套設(shè)備(如切斷機(jī)、電焊機(jī))。
2.2.2主要材料。325普通硅酸鹽水泥,中砂,HRB400級25鋼筋,直螺紋套筒,環(huán)氧樹脂防腐漆及032塑料軟管等。為確保材料質(zhì)量合格,必須對水泥、砂、碎石等進(jìn)行復(fù)檢,并對鋼筋進(jìn)行直螺紋連接試驗。
2.2.3鋼筋加工。1)由3根25mm的HRB400鋼筋呈三角形狀組合成錨桿,為保證鋼筋位置,分別在錨桿兩端加焊定位器。2)鋼筋下料長度為外露長度+入巖深度,并結(jié)合設(shè)計要求加工其平直部分,需確保所有尺寸偏差在規(guī)范范圍內(nèi)。3)為最大限度地降低錨桿的銹蝕度,在其墊層上下各200mm范圍內(nèi)均勻地涂刷防腐漆(環(huán)氧樹脂)。
2.3主要工藝流程
為確保注漿飽滿,本工程施工方法為先注漿后插錨桿,具體流程如下:
2.3.1定位。先做好工作面的清理工作,在結(jié)合控制點、軸線及錨桿平面布置圖進(jìn)行測放,并邊測放邊做好原始記錄。為確??孜徽_,在邊坡上布置可供測放、恢復(fù)及檢查樁的永久控制點,以確保在施工過程中隨時都能進(jìn)行復(fù)測。孔位位置的偏差需小于10cm。將場地進(jìn)行平整處理后,對錨桿樁中心位置進(jìn)行準(zhǔn)確放樣。用紅油漆涂抹要鉆孔的樁位,以確保鉆孔目標(biāo)清晰醒目。
2.3.2成孔。錨桿孔位確定后,采用液壓鑿巖機(jī)勻速鉆進(jìn),并在鉆孔過程中將開孔直徑由146mm逐漸擴(kuò)大到150mm,為避免因鉆孔變形或彎曲而造成下錨困難,需嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度。同時,為避免底端頭達(dá)不到設(shè)計的錨固直徑以及后來的灌漿充分,即便已鉆到設(shè)計深度也不能立即停鉆,而是要繼續(xù)穩(wěn)鉆1~2min。此外,在鉆進(jìn)過程中,為避免縮頸或者塌孔,可結(jié)合場地的地質(zhì)狀況適當(dāng)采取水泥漿護(hù)壁、鋼套筒或井點降水等防范措施。
2.3.3清孔。當(dāng)鉆進(jìn)深度較設(shè)計深度深300-500mm時立即停止,用高壓水泵將孔內(nèi)的碎屑及泥砂排出,直至孔口返水干凈即可完成清孔作業(yè),需注意的是,為預(yù)防塌孔影響注漿質(zhì)量,清孔時間不宜過長。
2.3.4灌漿。灌漿直接關(guān)系到錨桿是否能達(dá)到設(shè)計的預(yù)應(yīng)力噸位及預(yù)期的工程加固效果,需認(rèn)真進(jìn)行。注漿漿液水灰比為0.4-0.45,灌漿分兩次進(jìn)行,第一次灌漿壓力控制在0.4~1MPa之間,在第一次灌漿初凝之后、終凝之前或強(qiáng)度達(dá)到5MPa時(時間一般為第一次灌漿6-8h后)進(jìn)行第二次灌漿,并摻入分別占水泥用量1%的早強(qiáng)劑及6%的膨脹劑,注漿壓力控制在1~1.5MPa之間。灌漿方式采用反向注漿法,即將灌漿管下到孔底,在漿面緩步上漲后在一點點地將灌漿管撤出,等到漿面灌到設(shè)計位置時便可停止灌漿。
2.3.5試驗。在全面實施抗浮錨桿工程前,必須抽舉總樁數(shù)的l%做抗拔極限承載力實驗。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,以10級加載制度檢測錨桿,最大試驗荷載為單根錨桿設(shè)計抗拔承載力特征值的2倍即700kN,在施加完每級荷載后馬上對位移量進(jìn)行測讀,之后測讀規(guī)律為每5min/次。當(dāng)同一級荷載下錨桿拔升值連續(xù)4次<0.01mm時可認(rèn)定該荷載下的位移已趨穩(wěn)定,則可進(jìn)行下一級的荷載施加。本工程中各試驗錨桿的檢測結(jié)果如表1所示,其表明在≥700kN荷載情況下錨桿的極限抗拔承載力沒有出現(xiàn)破壞或滑移等情況,滿足設(shè)計要求,可進(jìn)行錨桿的全面施工。
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