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摘要:随着城镇化的发展,城市建设用地越来越紧张,对地下空间的开发利用受到关注。由于地下水的作用,以及地下空间利用深度不断增加,地下室抗浮问题突出。抗浮锚杆是地下工程抗浮设计的方法之一。通过锚固岩土层的摩擦力、灌浆与杆体形成的锚固体,形成抗拔力。抗浮锚杆价格低廉,受力合理,施工方便,在工程中广泛应用。本文选取实际工程为例,探讨抗浮锚杆的应用。
关键词:抗浮锚杆,实际工程,应用,控制
城市建设高速发展,所需空间急剧膨胀,合理配置土地是城市建设中急需解决的问题。开发利用地下空间成为必然的趋势,以应对地上空间资源的紧张情况。地下建筑越来越多,大型综合体、地下停车场、地下商业街等等。单层多层地下室越来越多,其建筑层数相对较少,基础埋藏较深,建筑面积大,如果地下水管破裂,暴雨,出现最高地下水位,地下水的上浮力超过结构自重,出现地下结构抗浮问题。随着建筑物向下发展,在工程建设中,需要关注抗浮问题。抗浮方法有多种,抗浮锚杆法、抗浮锚杆法、配重法等,其中抗浮锚杆法的抗浮受拉体为垂直土层锚杆,可以节省材料,有造价低、工期短的优势,并且能够抵消地下水出现的水浮力。在应用抗浮锚杆中,要加强施工控制,保证工程质量。
拟建场地位于北京市昌平区阳坊镇,西至温南路,南至碧春园南街,东至阳坊中路,北至阳坊北街。本工程由住宅楼、商业办公及地下车库组成,基础形式为筏板基础。地基基础设计等级为二级。根据岩土工程勘察报告,本次勘探深度(30.0m)范围内的地层划分为人工填土层、新近沉积层和一般第四系冲洪积层。根据岩土工程勘察报告,本次勘察钻探深度范围内观测到2层地下水,具体水位参数见下表。
表1-1 地下水类型及埋深分布表
地下水类型 | 初见水位埋深(m) | 初见水位绝对标高(m) | 稳定水位埋深(m) |
上层滞水(一) | 7.20~11.40 | 46.33~51.58 | 7.00~10.80 |
潜水(二) | 15.50~17.60 | 40.95~42.37 | 15.00~17.10 |
抗浮锚杆具体设计参数如下表。
表2-1 抗浮锚杆参数设计
项目 | 参数 | |||||||
型号 | MG1 | MG1(改) | MG2 | MG3 | MG4 | MG5 | MG6 | MG7 |
孔径(mm) | 200 | |||||||
设计锚杆长(m) | 5.8 | 5.0 | 5.0 | 7.1 | 5.0 | 5.1 | 5.8 | 7.1 |
保护桩长(m)35d | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.77 | 0.875 | 0.875 | 0.77 | 0.77 |
锚杆长度(m) | 6.5 | 5.7 | 5.7 | 7.87 | 5.88 | 5.98 | 6.57 | 7.87 |
配筋 | 2*∯20 | 2*∯20 | 2*∯20 | 2*∯22 | 2*∯25 | 1*∯25 | 2*∯22 | 2*∯22 |
锚杆数(根) | 2669 | 147 | 124 | 30 | 108 | 130 | 111 | |
单根锚杆竖向抗拔力值(KN) | 130 | 111 | 105 | 155 | 199 | 101 | 145 | 160 |
静荷载试验值(KN) | 260 | 220 | 210 | 310 | 400 | 200 | 290 | 320 |
抗拔力检验试验 | 检验数量不少于总数量3%,且不少于6根。 | | ||||||
81 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | |
水泥净浆强度等级 | M30 | |
施工准备→钻机就位→校正孔位角度→钻孔→起拔内钻杆→插送杆体→灌注水泥浆→拔套管、补浆→杆体养护。
根据本工程开挖形状、范围及周边场地条件,进行施工现场布置时应遵循如下原则:第一,施工材料、机具放置位置应坚持就近原则,以方便施工,为施工的连续、高效进行创造条件。第二,本工程各分项工序交叉较多,在布置施工场地时应作到既方便本工序施工,又不妨碍其他工序,不妨碍车辆行走[1]。第三,现场临水、临电、临设的布置应遵循安全、整齐的原则。
根据业主提供的地质资料,对原有设计和施工方案进行进一步调整和深化,并进行交底。逐级进行技术交底,指导施工。组织各部门有关人员认真学习施工图纸和设计方案,掌握施工的形式和特点,复核需要采用的新技术,同时审查加工定货有何特殊要求[2]。组织所有技术人员认真学习新规范、新规程、积极推广应用建设部推广的十大新技术,积极学习,吸收国内外的先进施工经验,充分利用已有先进的技术,提高该工程施工的科技含量。认真学习监理规程,积极配合好监理单位的工作,保证各项工作顺利进行。进行成本控制,制定供料计划,编制施工图预算和施工预算[3]。采用项目法施工,合理安排工序的搭接,采用项目管理电脑软件系统,对施工进度计划进行网络优化,积极作好各项技术保障,在保证各项工程质量的前提下,做到交叉施工立体作业,做好实际控制。做好各项见证试验,编制试验计划。
长螺旋成孔、中心压浆施工工艺流程如下:锚孔定位编号→施工准备(施工水电、杆体制作等)→钻机就位→钻孔→中心压灌水泥浆提升钻杆→安放锚杆→结束至下一孔→返回二次注浆→封锚。
图2-1 抗浮锚杆长螺旋成孔施工工艺流程图
跟管钻进施工工艺流程如下:施工准备→钻机就位→校正孔位角度→钻孔→起拔内钻杆→插送杆体→灌注水泥浆→拔套管、补浆→杆体养护。
抗浮锚杆施工工作面一般高出锚杆顶标高约1000mm。抗浮锚杆施工作业面应保持平整坚实。按设计要求测量、施放孔位,宜采用粗钢筋打孔灌注白灰定点,并在孔位上插细钢筋作为标识,便于寻找[4]。孔位放定后请监理单位及相关方进行验收合格后方可进行施工。
抗浮锚杆钻机就位后校验孔位、锚杆编号,调整钻杆垂直度,确认无误后方可进行钻孔施工。孔径Φ200mm,钻孔直径不得小于设计孔径,钻孔深度不得小于设计深度。
灌浆材料水泥采用P.0 42.5纯水泥浆,注浆压力为0.5~1.0MPa。注浆作业应连续,并灌满钻孔。采用长螺旋钻机成孔时,开始注浆后钻杆停留5-10秒,以保证浆液超过钻头高度,然后缓慢上提钻杆[5]。提钻速度不宜过快,以保证浆液始终高于钻头。试块制作,每天或者不小于50m3一组,且每天不少于1组,规格70.7mm×70.7mm×70.7mm,标准养护28d进行抗压强度试验。
成孔后应及时将制作好的锚筋连同注浆管一起插入钻孔中,应平稳插送,不得发生明显扭转。锚筋外露段长度应符合设计要求,当钻孔大于设计孔深时应在孔外对杆体进行固定,保证锚入底板长度不小于35d。
抗浮锚杆砼体养护时间不少于14天,同时应达到设计强度的75%并不低于15MPa。抗浮锚杆的承载力检测主要检测锚杆的抗拔力,应现场进行单桩竖向抗拔静载试验,采用慢速维持荷载法。检测数量不少于总锚杆数的5%,检测锚杆由监理现场指定,检测锚杆的分布应均匀。抗浮锚杆的承载力检测应由有资质的检测单位进行,并应符合相应规范的有关规定。
总之,抗浮锚杆对解决地下工程抗浮问题有重要的意义。抗浮锚杆是一种很好的抗浮措施,造价低,抗拔能力良好。在施工中要保证各个环节很好的衔接。抗浮锚杆的平面布置力求均匀,合理设置注浆材料的配合比,保证施工质量。
[1]周乐庭.锚杆在地下车库抗浮施工中的应用研究[J].建材与装饰,2020,(21):33,37.
[2]张学治.变直径钢筋笼扩大头抗浮锚杆的设计与应用[J].安徽建筑,2020,27(7):112-113.
[3]张廷荣.浅谈某工程抗浮锚杆设计分析[J].百科论坛电子杂志,2020,(6):1825-1826.
[4]宋园园,申振华.某地下室抗浮锚杆设计与试验研究[J].山西建筑,2020,46(10):92-93.
[5]高丽丽,李玉龙.扩体锚杆在地下车库抗浮加固工程中的应用[J].施工技术,2020,49(3):49-5