抗浮锚杆设计与施工质量控制_技术服务_中国百科网
抗浮锚杆设计与施工质量控制
    　　摘要:由于施工便捷且造价低廉，建筑物抗浮普遍采用抗浮锚杆进行处理。本文阐述了如何从设计和施工方面来控制抗浮锚杆的质量，以满足规范和工程要求，并结合工程实例进行分析和探讨。
　　关键词:抗浮锚杆,抗拔承载力
　　Anti-floatinganchordesignandconstructionqualitycontrol
　　Caigengmin（JinjiangPlanning,ConstructionandRealEstateAdministrationBureau）
　　Abstract:Asaconvenientandlowcostofconstruction,buildinganti-floatingwidelyusedanti-floatinganchorforprocessing.Articleexplainshowtocontrolthequalityofanti-floatinganchorindesignandconstruction,inordertomeetthespecificationsandengineeringrequirements,andanalyses&discusssomeengineeringexample.
　　Keywords:Anti-floatinganchor,Upliftcapacity
　　随着城市高楼大厦的兴建，埋置于地下的车库、人防工程逐渐增多，建筑物的基础采用抗浮设计普遍存在。建筑物抗浮一般有三种方法：第一种是配重法；第二种是“排”的方法；第三种是“抗”的方法。由于抗浮锚杆施工便捷且造价低廉，目前普遍采用抗浮锚杆进行抗浮处理。抗浮锚杆工作原理是利用其所能承受或提供的拉拔力大小，以满足建（构）筑物的抗拔荷载要求。
　　2抗浮锚杆设计
　　2.1适用的规范
　　抗浮锚杆的设计没有相应的规范条文，可参考《建筑地基基础设计规范GB》中“岩石锚杆基础”部分以及《建筑边坡工程技术规范GB》。
　　2.2抗浮锚杆设计顺序和内容
　　首先根据岩土勘察报告和建筑物形式，按阿基米德定律(荷载-浮力)×抗浮稳定安全系数(一般取1.3)÷单根锚杆的抗拨承载力=n(锚杆根数)。锚杆抗拨承载力按GB相关条文进行估算和设计（锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定），具体顺序和内容为：①计算锚筋（或预应力钢铰线）截面面积（m2），式中―工程重要性系数；―锚杆轴向拉力设计值；―锚筋抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69；―锚筋或预应力钢铰线拉力强度设计值（kPa）；②确定锚杆锚固段长度（m），式中―锚杆轴向拉力标准值；―锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00；D―锚固体直径（m）；―锚固体与地层粘结强度特征值（kPa），应通过试验确定；注浆材料和工艺；③确定锚杆自由段长度和锚杆总长；④土体或者岩体的强度验算；⑤外锚头及防腐等构造设计，以及预应力锚杆张拉值和锁定值确定。
　　2.3抗浮锚杆的布置方式
　　通常，抗浮锚杆的布置方式有集中点状、集中线状、面状均匀布置三种形式，其中集中点状布置推荐用于坚硬岩，集中线状布置推荐用于坚硬岩与较硬岩，面状均匀布置推荐用于所有情况。
　　2.4关键性技术要求
　　2.4.1抗浮设计水位
　　抗浮设计水位的确定应合理可靠，准确的确定场地的地下水位是抗浮设计是否成功的前提。一般做法是，按施工期间的进度来考虑，如果在一年内上部结构能做起来，荷载>浮力，这时仅考虑近5年来，一个水文年的最高水位；若荷载<浮力，是一个永久作用，按1/50年一遇水位设计，特殊的建筑物按1/100一遇水位。
　　2.4.2群锚作用
　　锚杆抗拔承载力特征值现场试验时由于一般为单根锚杆加载，未考虑锚杆间距影响。按《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ71-节规定，如果抗浮锚杆间距不满足《建筑桩基技术规范》的规定，要考虑群锚作用的影响，一般按0.8折减。
　　2.4.3抗浮锚杆防水
　　抗浮锚杆防水更是一个大问题，要锚入坚硬岩土层为好。灌浆强度最好与地下室砼强度在一个等级上，并且应加入微膨胀剂，防止形成地下水的通道。锚杆钢筋会穿过底板外防水，锚杆钢筋应有防水措施。
　　3施工质量控制
　　3.1钻孔施工工艺
　　根据锚杆设计、成孔地质条件和以往成功的工程经验，基本可确定锚杆钻孔成孔工艺。
　　(1)地质钻机泥浆护壁成孔工艺
　　利用地质钻机，通过泵送人工配置的优质泥浆，利用组合的正反循环系统，使所造的钻孔壁在相当长的时间内不坍塌。但施工的难点是在砂层、卵（砾）石层等复杂土层中成孔，由于砂层和卵（砾）石层无胶结性，在回转钻机的搅动下产生动水压力而形成流砂，砂层部位垮孔严重。同时卵（砾）石层钻进时不是被钻碎，而是被钻头挤裂或挤开，当钻孔达到设计孔深起钻后，钻孔空间又被垮坍的流砂及滚动的卵（砾）石回填，采用浓泥浆和水泥浆也无法护孔。这时可采用套管护壁，如先用三翼合金尖钻头泥浆钻穿砂层后，井口下入套管，再改用小二级三翼合金尖钻头钻穿圆砾层后，换用活门合金钻头干钻捞取圆砾石。活门捞碴钻头为下部钻孔的顺利成孔起到了保证作用。
　　(2)泥浆配比设计
　　成孔工艺中最重要的是泥浆的配比，根据实际情况，在钻孔前在实验室内要做好配比试验。根据以往的工程经验，采用类似工程使用的钻孔泥浆配比。泥浆配比设计是确定泥浆各组分在泥浆中所占比例的过程，目的在于使所配泥浆的性能符合钻进的需要。因此，泥浆的性能设计须经初选―应用―改性―再应用，直至基本达到要求这样一个过程。
　　3.2注浆
　　3.2.1配合比实验
　　为了提高浆体的早期强度，可以考虑加入适量的外掺剂，起到早强和膨胀的作用。在做配合比实验时，同时做掺加外加剂和不掺加外加剂的两组水泥浆的配合比。根据实验结果进行比较之后，根据实际需要再决定水泥浆是否掺加外加剂。
　　3.3.2埋入式注浆
　　在砂、卵（砾）石层注浆，考虑到起拔套管将引起砂砾层垮坍回填钻孔而无法下入注浆管，只有将插入式注浆改为埋入式注浆，即将注浆管绑扎钢筋杆体上，成孔后，将绑扎注浆杆体事先插入钻孔内，为防止起拔套管后，坍垮的砂砾堵塞注浆管底口。绑扎前，要在注浆管的底管下部(约1m长左右)的周侧用电钻钻入30@300的出浆孔，以保证被砂、卵（砾）石层埋住的注浆管能顺利出浆。
　　3.3.3二次注浆
　　为了提高注浆效果和质量，待一次注浆体初凝强度达5.0MPa后，即可用高压注浆管进行二次高压注浆，注浆材料采用纯水泥浆(水灰比为0.45～0.5)。锚固段注浆采用孔底返浆法，将注浆管插入到距孔底50cm处，用压浆泵将水泥浆通入注浆管注入孔底，水泥浆则由孔眼处挤出并冲破第一次注浆体。二次注浆时间、压力、注浆量等工艺参数可通过试验确定。
　　3.3锚杆基本试验
　　(1)基本试验锚杆，用作基本试验的锚杆参数、材料及施工工艺和工程锚杆相同。
　　(2)加力总量为0.8fptk或破坏。
　　(3)加载要求：加载宜按设计荷载的：初级加载0.1Afptk，以后为1/10～1/15Afptk，循
　　环加载依次进行，直至达到0.8fptk或破坏。
　　(4)根据试验中得出的荷载、位移值绘制P～S曲线，并对设计参数及施工质量进行评价。
　　4工程案例分析
　　4.1案例1
　　1.工程概况
　　拟建某酒店主楼11层，附楼5层，设置二层地下室。该建筑物地基基础采用桩基础，桩型采用φ500PHC静压管桩。现因建筑物北侧地下车库部分的抗浮设计不能满足地下室抗浮的要求，导致该侧地下室底板、基础等出现不同程度的破坏。
　　2.地下室抗浮设计方案
　　设计拟采用加设抗浮锚索的方法对已有地下室进行加固以满足地下室抗浮的要求。
　　①为了增加基础的抗浮能力，在地下室承台周边及底板布置预应力抗浮锚索。
　　②在地下室周边与原基坑支护桩之间浇捣素混凝土，对地下室外墙与原基坑支护桩作有效连接（采用设置拉结钢筋等方法），以利用支护桩的抗拔力，达到增强地下室抗浮能力的目的。
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　　3.质量控制
　　①锚钻孔式预应力锚索孔径为φ168；
　　②锚索注浆采用两次注浆工艺；
　　③锚杆注浆采用纯水泥浆，水灰比0.4:1，水泥采用P.o42.5R硅酸盐水泥；
　　④锚索抗拔力检验，应由设计单位和监理单位选定锚索总数的10%进行锚索验收试验。
　　4.2案例2
　　以某已建游泳池为例，该游泳池是一个50m×25m的长方形结构，最深处离地面2.5米，最浅处离地面1.1m，游泳池底板厚度为0.3m。由于当时水文资料不全，加上没有作好基坑的排水措施。施工期间，地表水渗入基坑内，致使地下水位高度超过设计的地下水位高度，游泳池的过渡区及深水区的底板有上浮的可能。
　　游泳池抗浮分整体抗浮稳定及局部抗浮稳定。该工程为局部抗浮控制，即池中部抗浮稳定控制。游泳池中部抗浮稳定力为底板自重，即（以单位面积进行计算）0.3×2.5+0.1×2.3=0.98（t/m2）。抗浮水位按照常规方法应为池外地面，考虑池外地面已硬化，且设有排水沟，故建议抗浮水位设于-0.20米标高。浅水区最小浮力为1.1t/m2，最大浮力为1.4+0.4-0.2=1.6（t/m2）；深水区最大浮力为2.5+0.4-0.2=2.7（t/m2），浮力均大于底板自重（0.98t/m2），故全池范围均应采取抗浮措施。
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　　参考文献
　　[1]GB，建筑边坡工程技术规范[S]
　　[2]GB，建筑地基基础设计规范[S]
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济宁联合机械知识分享：抗浮锚杆属于锚杆施工的一种。抗浮锚杆是指抵抗建筑物向上位移的各种桩型的总称,抗浮锚杆不同于一般的基础桩,有其自身的独特性能。抗浮锚杆的主要原理为全长粘结型锚杆，该锚杆采用C40细石砼灌浆，最大限度的发挥补偿砼作用，使锚杆的摩擦力大于水压浮力，从而达到抗浮锚杆的目的。抗浮锚杆施工采用机械成孔、冲孔，人工灌注补偿砼，操作简便，施工快捷，便于提高质量和效率。本产品网址：/b2b/jnlianhe/sell/itemid-.html您所在位置： &
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提高超大超深地下室抗浮锚杆施工质量.ppt29页
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河南 国基 提高超大超深地下室抗浮锚杆施工质量 目
录 一、课题简介 二、QC小组概况 三、选题理由 四、现状调查 五、目标设定及可行性分析 六、原因分析 七、要因确认 八、制定对策
九、对策实施 十、效果检查 十一、巩固措施与标准化 十二、体会及展望 一、工程简介 黄河水利委员会黄河水利科学研究院职工住宅楼危旧房改造工程位于郑州市水科路以北、东砂路以西，共有1号、2号、3号、4号、5号楼和地下车库六项工程组成，建筑总面积O，建筑高度99.7米，地下车库长294米，宽105米，建筑面积为43770.14O。建筑基础位于黄河冲积平原，自然地下水位高（埋深1.3―2.73m），地质条件复杂，基础施工难度大。 为防止水浮力作用造成建筑物结构损坏，地下车库基础形式采用筏板+抗浮锚杆，单根锚杆的竖向抗拔承载力特征值为210KN。锚杆孔径为171mm，长度为14.5m,笼底钢筋标高为-24.85m，笼顶标高为-10.35m，地下车库抗浮锚杆共计2472根。 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 职工住宅楼危旧房改造工程效果图 三、选题理由
本工程为公司重点创优工程，公司领导高度关 注，工程目标为 “中州杯”。 地质条件复杂，自然地下水位（埋深1.3―2.73 m）高，大面积、大数量、深基坑，抗浮锚杆施 工为项目部第一次接触，没有施工经验。
工程成本控制要求，必须提高抗浮锚杆施工一 次合格率。
提高超大超深地下室
抗浮锚杆施工质量
四、现状调查 1、2012年4月，我小组成员通过对以往项目及兄弟公司关于抗浮锚杆施工质量问题进行了调查访问，共检查230个点，其中存在问题点有59个，合格率为74.3%，质量问题汇总分析后如下：
调查表 序号 项目 频数（个） 频率（%） 累计频率（%） 1 锚杆垂直度偏差过
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全长粘结抗浮锚杆施工技术
核心提示：　　摘要：简述常见抗浮锚杆的类型、全长粘结抗浮锚杆的构造与成孔、施工方法、质量控制与检测。　　1概述　　随着城市建设的发展&　　摘要：简述常见抗浮锚杆的类型、全长粘结抗浮锚杆的构造与成孔、施工方法、质量控制与检测。
　　随着城市建设的发展，人们越来越重视地下空间的开发，地下商城、车库等设施日益增多，地下空间的用途变得越来越广泛。停车场、体育场馆、商场和大型公共建筑等大跨度空间结构，普遍存在大面积区域与地下水浮力的平衡问题；尤其是高层群体建筑都设计成纯地下结构或整体裙房，地下室埋深也逐渐加深，大部分地下结构由于受到地下水的侵蚀，抗浮问题逐渐显现。就目前情况来看，建筑行业还没有形成一个统一的关于地下水浮力的确定以及地下结构抗浮计算规则；以往的规范和操作流程都是漏洞百出，这对抗浮设计而言无疑是一大难题，截止目前，出现地下室上浮事故的工程已不在少数。以往的抗浮方法主要以压重法为主，近年来抗浮桩的应用也越来越多，但抗浮桩的裂缝控制与耐久性、抗浮桩与基础的变形协调等问题没有得到很好的解决。抗浮锚杆是一种新的抗浮手段，具有良好的地层适应性，所需作业面小，易于施工。其布置非常灵活，数量较多，锚固效率高，有利于地板均匀受力。由于其单向受力特点，抗拔力和预应力易于控制，有利于建筑结构的应力与变形协调，在许多条件下优于压重和抗浮桩方案。
　　2常见的抗浮锚杆形式
　　2．1全长粘结抗浮锚杆
　　全长粘接抗浮锚杆杆体多是大直径螺纹钢筋，通过扩大钢筋截面、涂刷防腐涂层进行防腐处理，在混凝土底板内浇筑锚杆头部，再进行简单的防水处理即可。其不施加预应力，是一种被动抗力形式，锚固力发挥作用需要较大变形。但由于其构造简单，适合土层、岩层、沙砾层等，且施工效率高、周期短，相比其它形式的抗浮锚杆造价较为经济，是目前广泛采用的一种抗浮锚杆形式。
　　2．2普通预应力抗浮锚杆
　　普通预应力锚杆可施加预应力，有自由段，是一种主动抗力形式，利用钢绞线、钢筋来制作杆体，锚杆通过锚具锚固在底板上，可重复张拉锚杆。
　　2．3压力分散型锚杆
　　压力分散型锚杆基于单孔复合锚杆法原理，主要将多个承载体设置在锚杆的各个方位，采用无粘结预应力钢绞线将总的锚杆力分散给每个承载体，使集中拉力转化成几个较小的压力，并分别作用在几个短的锚固段上。
　　3全长粘结抗浮锚杆施工技术
　　3．1施工流程
　　为确保抗浮锚杆达到设计抗拔力，应先做抗浮实验锚杆。抗浮试验锚杆成功后，才开始大规模的锚杆施工。抗浮锚杆最好在浇筑底板垫层混凝土封闭基底土层后，再开始锚杆施工，以防基底原有土层结构在水的浸泡下被破坏而降低基底土层承载力，结束锚杆施工后不会扰动锚杆，破坏其水泥固结体；并且钻机活动也不会因基底泥泞而受到限制，拖延工程进度。
　　全长粘结抗浮锚杆施工流程如下：
　　3．2施工方法
　　3.2.1制作锚杆
　　①杆体锚筋按设计焊接和弯折，锚固长度和设计要求，并考虑与底板（筏板或承台）的锚固段长度，同时把注浆管捆绑在杆体锚筋骨架上，杆体下端比注浆管长150mm，把握好捆绑的松紧度，太松了注浆管容易掉落，太紧了不易拔出。②杆体锚筋骨架间距1500mm（根据设计要求）装设定位器，确保骨架制作平顺，焊接牢固。杆体保护层不小于25mm，锚头锚固在底板中不小于40d（d为钢筋直径）。③锚杆孔口上下各250～500mm长部位进行防腐处理（可涂环氧树脂）；锚杆头部（按设计尺寸）出垫层处设置压浆封口钢板，尺寸不小于杆体直径。
　　3.2.2锚孔定位
　　①锚杆按设计或自行统一编号，用经纬仪或全站仪测放出各施工区抗浮锚杆的孔位，用木桩或钢筋头做出标记。②锚杆孔位允许偏差&50mm，特殊情况经设计单位与业主单位同意后适当移位。
　　3.2.3成孔
　　①岩层采用潜孔钻机配合空压缩机进行干作业成孔，成孔直径不小于130mm，注浆前保证空内干净。②土层、沙砾层采用地质钻钻进，泥浆护壁，成孔后清水洗孔除浆。成孔完成后即下入锚杆注浆，以免时间太长塌孔。③流塑性较大的土层、沙砾层当无法钻进成孔时，采用地质钻加钢管套管跟进钻入，进入锚杆底部后立即下锚，然后开始一次注浆，边注浆边拔套管。④锚杆垂直度允许偏差不得超过1%，为避免钢筋底端腐蚀，根据施工要求，成孔深度应该比设计深度深200～300mm。在成孔环节，现场工作人员必须实时监控孔内返浆的情况，及时调整不合理的操作流程，确保成孔效果。同时还要详细记录每根锚杆成孔的具体细节。
　　3.2.4清孔
　　清水清孔将空内沉渣排掉，待孔口返出沉渣较少、洁净的水才可以停止清孔。在这个过程中，注意把握清孔时间，否则时间太长了可能塌孔，破坏注浆质量。
　　3.2.5下锚
　　①制备好锚杆后，下锚前对注浆管进行检查，确保其不堵塞、无裂痕，且接口牢固。②根据所设计的杆体长度及现场情况，可用人工、钻机架、塔吊等将锚杆吊入孔中，安放过程中，可能会发生部件松脱或锚杆弯折、扭曲，应尽量防止此类问题出现。下锚时，如果不能将遇杆体下放到孔底，就要拔出杆体，通过钻机重新扫孔再继续下锚。③将杆体下放到规定的孔位后，量测并记录顶部标高，保持整体平整，以免无法正常安放混凝土底板的受力钢筋，或杆体在混凝土底板中的锚固不够长。
　　3.2.6注浆
　　①在锚杆施工过程中，注浆环节属于关键工序之一。对土层中的孔隙进行填充，使其构成锚固体，以免锚杆钢筋被腐蚀形成锚杆抗拔。②注浆再通过孔底返浆法，导管两端分别连接杆体注浆管和压浆泵，正常情况下都用&P30mm的pvc采管、胶管当作导管。施工时，最好采用42.5MPa以上的普通硅酸盐水泥和0.4～0.6的水灰比设计，同时确保浆液强度及其流动性符合设计要求。根据设计要求以及地质层情况，可选用适合的外加剂掺入浆液中。③锚杆采用简易二次注浆，结合穿越的地质层情况，一次注浆压力参考值可为0.6～1.2MPa，二次注浆压力参考值可为1.5～2.5MPa，一次注浆4～8h后进行二次注浆。注浆过程最好一气呵成，做好全程记录，直到孔口溢出浆液就才可以根据相关规范拔出注浆管。
　　4质量保证措施
　　4.1施工前应会同业主、设计、监理、施工各方进行技术交底，认真分析抗浮实验锚杆的各项基础参数，严格按照施工方案施工。
　　4.2严格检查进场的各种原材料，层层把关，坚决杜绝劣质材料进入施工现场。将锚杆杆体表面的膜锈、油污等清理干净，确认其没有扭曲或损伤后才可下锚。
　　4.3注浆时，注意保持施工场地清洁、卫生，随时清理现场的沉渣、泥浆、废浆液和废水，以免其流入注浆锚孔中。
　　4.4注浆结束后，浆体强度还未达到施工规范以前，注意避免其受到外力扰动。
　　4.5施工过程中，应认真做好成孔以及注浆记录，并做好各个工序的检查记录。
　　5锚杆抗拔承载力检测
　　抗浮锚杆只承受单向抗拔力，因此，检测抗拔承载力的过程实际就是检测抗浮锚杆质量和功效的过程。根据土层锚杆的检测要求，我们将抗浮锚杆的检测数量确定为施工锚杆数量的5%。如果对抗浮锚杆实行分区施工，就将每个区域数量的5%确定为检测数量。
　　锚杆抗拔承载力以单根锚杆抗拔极限承载力标准值（Rk）作为合格与否的评定标准，单根锚杆抗拔极限承载力标准值（Rk）根据试验确定。单根锚杆抗拔承载力特征值（Rt）与单根锚杆抗拔极限承载力标准值（Rk）的关系按下式确定：Rt=Rk/K
　　式中K为安全系数，K=2.0。
　　6结束语
　　对于工程建设而言，抗浮锚杆的受理比较合理，且经济实用，便于施工，因此可以作为一项既经济有科学的施工方法来处理地下建筑物抗浮问题，大量地下工程建设也充分证明了其可行性。但目前，对抗浮锚杆的设计及施工尚无专门的国家规范和标准可循，对一些环节和细部的问题处理还需进一步完善和统一。如抗浮锚杆与底板的节点可能成为防水体系的薄弱部位、对抗浮锚杆的的耐久性也缺乏可靠的技术控制等等。随着抗浮锚杆越来越多的应用在众多工程实践中，我们可以预见抗浮锚杆技术会逐步得到完善和提高。
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全长粘结抗浮锚杆施工技术
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