大型地下室基础结构抗浮锚杆施工工法

1、地下室基础抗浮锚杆施工工法 编制人： 林发荣 江苏省苏中建设集团股份有限公司一、前言近年来，为了更好的解决用地紧张，地下空间的应用越来越广泛，工程中就出现了遇到地下水位较浅的大型地下构筑物如地下或露天游泳池、大型地下室、大型地下洞室等。由于该类地下结构物建筑面积大、基础埋藏较深，建筑层数相对较少，在历史最高地下水位情况下，结构自重不足以抵抗地下水的上浮力，地下结构物的抗浮问题日益突出。因此，这些地下结构在抗浮设计中较多的采用抗浮锚杆和抗浮桩等形式。其中，岩体抗浮锚杆因为抗拔力高、经济、环保，且不占用空间，具有极高的经济效益和社会效益。2.1本工法能有效的保证锚杆的抗拔承载力，可避免锚杆部位底板

2、的渗漏。2.2本工法潜孔钻机操作简单，工艺先进，施工作业面小，可以有效的缩短施工工期。2.3本工法抗浮锚杆技术能够减少环境污染，降低施工成本。二、工法特点利用潜孔钻机在地基岩石内成孔，通过设置抗浮锚杆将结构物或构筑物基础与地基岩石层连成整体作为基础或上部结构的一部分共同工作，这样地基基础可有效的抵抗地下水的上浮力。四、工艺原理三、适用范围构筑物体型较大、地下水位较浅、基础埋藏较深，建筑层数较少、结构自身重量不能满足抵抗地下水浮力的结构物或构筑物的抗浮施工。五、工艺流程及操作要点5.1工艺流程锚杆制作与基本试验锚杆定位放线 钻机就位接钻杆校正孔位调整角度打开风源钻孔反复升降钻杆清洗（风力清渣）钻

3、至设计深度锚杆安装压力灌浆二次补浆养护锚杆试验验收。5.2操作要点5.2.1 锚杆制作与基本试验（1）锚杆采用 325 的 HRB400 钢筋呈圆形组合，固定钢筋采用环形 128，每隔 1.5m 加 1 段，与 325 钢筋焊牢定位，如图所示（2）锚杆正式施工前，首先进行锚杆基本试验。锚杆基本试验的地质条件、锚杆材料和施工工艺等应与工程锚杆一致。基本试验时最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍。基本试验主要目的是确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺。每种试验锚杆数量均不应小于3根。锚杆基本试验应采用循环加、卸荷法。锚杆基本试验要点参照建筑边坡工程技术规范 G

4、B50330-2013附录C.2执行。5.2.2锚杆定位放线：先按设计图纸用经纬仪或全站仪测放出各施工区抗浮锚杆的孔位，用木桩或钢筋作标记并编号。锚杆孔位允许偏差50mm。5.2.3钻机就位：测放出锚杆孔位后，钻机即可就位。用木枋将钻机垫平稳，保证施钻过程中钻机不会有较大的晃动而影响成孔质量。用罗盘仪或吊线法调整好钻杆的垂直度。垂直度要求，要求钻头对准所要施工的锚杆孔位。孔位得到管理人员签名确认后方可开钻。5.2.4校正钻孔：锚杆成孔直径为150mm，孔位偏差不得大于50mm。结合现场实际，在成孔过程中施工人员应随时注意孔内返浆的变化，调整施工工艺，确保成孔顺利。成孔深度一般要求比设计深度深2

5、030cm。如钻进过程中出现塌孔，可采用泥浆循环护壁成孔。钻到岩层时需管理人员现场确认并认真做好岩层上部标高、底部标高及入岩总深度的记录。每根锚杆都必须详细做好整个钻孔的原始记录。5.2.5清孔：先用泥浆清孔，再用BM-150型压力泵清水洗孔，排出孔内沉渣， 直至孔口返水干净、 无大量沉渣为止，注意清孔时间不宜过长，以防塌孔影响灌浆质量。5.2.6下锚杆：1）下锚前应检查灌浆管有无破裂或堵塞，接口处是否牢固，防止压力加大时开裂跑浆；2）将一根30mm的灌浆管绑扎在锚杆上，绑扎松紧适度，以灌浆后较易拔出为宜。灌浆管下端一般比锚杆体下端短150mm，下端管口用胶布或水泥袋等暂时封闭，防止下锚时孔内

6、土体堵塞灌浆管口；3）用塔吊或钻机架将锚杆和灌浆管一同吊起放入孔中，安放时应避免锚杆扭曲、弯折及部件松脱。下锚过程中若遇杆体无法下至孔底时，应将杆体拔出并用钻机重新扫孔后再下锚；4）锚杆体下到孔位后，要测量顶部标高，做到整体平整。5.2.7压力灌浆：灌浆是锚杆施工的一个重要工序，必须认真进行，并将有关数据记录齐全。灌浆的作用：填充土层中的孔隙，形成锚固体，防止锚杆钢筋腐蚀，形成锚杆抗拔力。锚杆清孔后即可用压浆泵进行灌浆，灌浆采用孔底返浆法。灌浆材料及配合比：灌浆的浆液为水灰比0.5的水泥净浆，选用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥，不宜用高铝水泥。水泥浆应有足够的流动性以便泵送。为防止水

7、泥浆泌水、干缩和降低水灰比，可加入水泥重量5的FDN-5高效减水剂以保证浆液的流动性和强度。用压浆泵进行灌浆时，将一根30mm的PVC管或胶管作为导管，一端与压浆泵相连，另一端与锚杆同时送入孔底。灌浆管端保持距孔底150mm，灌浆压力宜保持0.40.6MPa。随着浆液的灌入，当见到浆液从孔口外溢时，即可将灌浆管逐步向外拔出，但管口要始终埋在水泥浆中直至孔口，这样可把孔内的水和空气全部挤出孔外，保证灌浆质量。浆液应严格按设计的配合比配制并搅拌均匀，经过筛选后方可泵送。灌浆要连续，不得中断，并应在初凝前用完。因浆液凝固时收缩使浆面回落，必须及时进行补浆。灌浆完后应将锚杆头临时支撑好，以保证锚杆位于

8、孔中央。灌浆过程中若中途耽搁时间过长超过浆液初凝时间，应重新清孔、灌浆。灌浆过程应做好详细、完整的施工记录。灌浆后，在浆体强度未达到设计要求前，锚杆体不得承受外力或移动。5.2.8锚杆验收试验验收锚杆待锚固体灌浆强度达到设计强度的90后，可进行锚杆验收试验。锚杆验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求。验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%（自由段位于、或类岩石内时取总数的3%），且均不得少于5根。验收试验的锚杆应随机抽样。质监、监理、业主或设计单位对质量有疑问的锚杆也应抽样作验收试验。当验收锚杆不合格时应按锚杆总数的30%重新抽检；若再有锚杆不合格时应全数进行检验。锚杆总变形量应满足

9、设计允许值，且应与地区经验基本一致。六、材料与设备6.1材料6.1.1 锚杆杆体材料主要采用HRB335级以上螺纹钢筋。锚杆防腐材料应与杆体无化学反应，且在施工期间或主体结构设计使用期间不发生损坏。6.1.2锚固体采用 M30 水泥砂浆（水灰比 0.5），水泥砂浆要求使用自来水和普通硅酸盐水泥， 细骨料采用中砂，砂的含量（按重量）不得大于 3%。 锚孔注浆压力约 0.5MPa。砂和水泥必须提前进行材料复试，检验合格后方可使用。 当采用细石混凝土作为注浆材料时，混凝土强度等级不宜小于C30，石子粒径最大不大于15mm。6.2设备 设备一览表序号设备名称设备型号单位数量用途1潜孔钻机kQ150台2

10、钻机成孔2空压机DT-1.15/1.4台1压力注浆3制浆机100/3.5台1压力注浆4挤压式注浆机SBJ3台1压力注浆5压力泵MB150台1清孔6电焊机BX7台1杆体制作7钢筋切断机GQ40台1杆体制作8钢筋弯曲机GW40B台1杆体制作七、质量控制7.1质量控制标准锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2011 土层锚杆设计与施工规范CECS 22-1990 建筑地基基础设计规范GB 50007-2011 建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012地下工程防水技术规范GB50108-2008 钢筋焊接及验收规程JGJ18-2012建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001（201

11、3版）7.2抗浮锚杆的质量控制措施7.2.1根据设计要求、地质水文情况和施工机具条件，认真编制施工组织设计，选择合适的钻孔机具和方法，精心操作，确保顺利成孔和安装锚杆并顺利灌注。7.2.2锚杆的制作应符合设计及施工验收规范要求，钢筋、水泥等材料应有出厂合格证和检测报告；7.2.3锚杆灌浆应按设计要求，严格控制水泥砂浆配合比，做到搅拌均匀，并保持注浆设备和管路处于良好的工作状态，灌浆过程不得中断且浆液要在初凝前用完；7.2.4锚杆的施工位置、尺寸等的允许偏差和检验方法见表7.2.4。锚杆锚孔允许偏差和检验方法表7.2.4项次检验项目允许偏差检验方法及频率1孔位孔口标高100mm用水准仪或拉线和尺

12、量检查2孔向孔轴线倾角0.5用测角仪或地质罗盘检查3孔径设计孔径的5%，0验孔或尺量检查4孔深大于设计深度200500mm验孔或尺量检查7.2.5在钻进过程中，应认真控制钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻、坍孔、掉块等各种通病的出现，一旦发生孔内事故，应尽快进行处理，并配备必要的事故处理工具。7.2.6锚杆安装应按设计要求，正确组装，正确焊接，认真安插，确保锚杆安装质量。7.2.7压浆过程中应详细的记录水泥浆用量，一般实际用量应高于计算用量的20%，孔口应流出灰浆。如用浆量太大，应做好记录，根据实际情况，判别是否由岩层裂隙或空洞造成。7.2.8注浆结束后养护期间，不得利用锚杆作为固定钻

13、机或其它设备的辅助工具，并严禁外力触动锚杆。7.2.9锚杆验收试验。验收试验的锚杆数量按设计要求，当设计无要求时，不少于锚杆总数的5%，且不得少于3根。永久性抗浮锚杆的最大试验荷载取锚杆轴向拉力值的1.5倍，验收试验应分级加载，初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.10倍，分级加载值宜取锚杆轴向拉力设计值的0.50、0.75、1.00、1.20、1.33、1.50倍。每级荷载均应稳定510min，并记录位移增量，最后一级荷载应维持10min。7.3抗浮锚杆节点防渗措施7.3.1锚杆部位垫层浇筑时，预留边长为500mm500mm250mm高的凹槽。7.3.2地下室底板抗浮锚杆采用直径25mm的带肋

14、钢，在锚杆锚入岩层段距上下端20cm处各焊接一根6与孔径同长的定位筋，确保锚杆筋能够放置在细石混凝土的中间部位，便于混凝土浇筑密实。填充锚杆钻孔预留凹槽的细石混凝土采用抗渗混凝土并留置试件，其抗渗及强度等级同基础混凝土抗渗及强度等级。7.3.3用聚氨酯防水涂料对锚杆钻孔处进行封灌，并沿锚杆上翻250mm高。二遍聚氨酯防水涂料施工完毕且涂膜固化后，在锚杆处铺贴防水卷材附加层，卷材在锚杆处进行割“十”字花穿过。地下室正常防水施工至锚杆处上返20mm，防水层施工完毕后，在锚杆周围的防水卷材收口处用聚氨酯防水涂料涂刷封闭，然后用遇水膨胀止水圈箍紧，预防后续工序破坏。具体做如图所示7.4抗浮锚杆防腐措施

15、所有抗拔锚杆中的受力钢筋，均先手工除锈St2.5 级， 并须采用涂膜镀锌对钢筋进行防腐处理，涂层厚度不小于 35m。八、安全措施8.1健全安全管理组织，根据国家有关规定、条例，结合实际情况和工程的具体特点，设立由专职质量安全员和兼职安全员以及工地安全用电负责人组成的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好安全生产。8.2认真贯彻“安全第一、预防为主”的安全工作方针，加强安全教育，严格执行安全生产制度和操作规程，进场前，应对工人进行技术交底，并做好记录。8.3 钻孔机械的起重、吊装、运输等涉及到特种设备或特殊工种等特种作业人员的，必须要持有主管部门核发的上岗证。8.4机械设

16、备进场前，要对设备进行详细检查，要保证机械设备的完好性，不符合要求的设备严禁进入现场。加强机械维护、检修、保养，机电设备由专人操作。8.5进入施工现场，要严格按施工现场临时用电安全技术规范来规划现场用电，要时常对用电设备的漏电保护器进行检查。九、环保措施9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。9.2锚杆施工要在节能减排的框架下认真做好施工方案，包括材料选择、设备选择、方法选择等，合理安排工期，以最大限度地降低材料消耗、废水排放等环保措施。9.3钻孔机械的噪声是锚杆施工重要污染源，应结合现场实际情况，离居民区的远近等采取相

17、应措施，当对操作人员造成伤害时，在不影响安全操作的情况下，应配带耳塞。9.4锚杆成孔的产生的灰尘较多，应避免在大风天施工，或以彩条布等材料进行遮挡，并应尽量选用噪声低、节能型锚杆钻机，随时对道路等进行洒水湿润，减少扬尘。9.5施工现场的易燃、易爆物品应严格按体系文件的要求存在专用仓库。十、效益分析10.1 本工法劳动强度低，施工安全，操作简便，特别是适用于受场地局限比较大的施工环境，有效地减少了机械设备的投入，在岩体中锚杆的施工效率，加快施工进度，缩短了施工周期保证杆体的抗拔要求，根据不同的岩体情况，通过选择不同的钻机及相配套的空压机、钻杆、钻具等施工锚杆，从而来达到建筑物永久抗浮的需要，具有

18、很高的推广价值。10.2用抗浮锚杆施工工艺取代了传统桩基施工工艺，节约了资源，降低了成本。锚杆作为一种抗浮措施，充分体现了绿化建筑的概念，是一种因地制宜，符合“节水、节能、节地、节材”的四节一环保及绿色施工要求的抗浮措施，相比其它方案，具有很大的成本和环保优势。10.3以上城梦想项目为例，该工程共计锚杆数量584根，长度为1012m ,孔径150mm，人工费节约12548元，节约工期15天。十一、工程应用实例丹东华孚上城梦想工程11.1本工程位于辽宁省丹东市东齐路东侧，1号干线北侧，本基坑位于地块西侧的居民楼用房地下室基坑，基坑周边总长度270m。11.2本工程地下室内设有一大型地下游泳池，该游泳池建筑面积1300m2,钢筋混凝土构造底板厚600mm，底板底标高7.4m，地下水主