中建城发城市广场项目抗拔锚杆优化

城发城市广场项目抗拔锚杆优化项目概述工程概况城发城市广场项目位于位于烟台市莱山区，总建筑面积约27万平方米，建筑总高度73m，其中地上17层，地下三层，地上建筑面积约15万平方米，地下建筑面积约12万平方米。工程开工日期为2018年12月22日，竣工日期2020年10月14日，工程质量目标合格，争创鲁班奖。工程建成后将承担烟台市政务服务中心功能。图1工程效果图双优化概述1、抗拔锚杆施工将原设计做法M35水泥砂浆注浆优化为同强度水泥净浆；2、锚杆施工根据地勘报告（每30m一个探点）及设计要求（入强风化岩大于10m）计算锚杆钢筋长度，并绘制锚杆标准区域划分及锚杆钢筋理论长度图，结合成品钢筋模数尺寸及锚杆理论长度，选取9m、12m、13.5m、15m、18m、21m和24m进行优化，减少钢筋废料，缩短工期，增加效益。双优化实施情况1、抗浮锚杆注浆优化城发城市广场工程共4376根抗拔锚杆，B版图设计做法HRB400φ28钢筋、强度不低于M35水泥砂浆注浆，考虑到水泥砂浆注浆的施工难度及注浆效率，且该项目抗浮锚杆施工体量较大，工期紧张，经与设计单位及业主沟通，采用图纸会审的形式将注浆料优化为同强度水泥净浆，方便现场施工，节约工期。锚杆原水泥砂浆注浆分包成本单价为260元/立方米，甲方清单单价为310元/立方米；变更后，水泥净浆分包支出单价为260元/立方米，甲方核价为320元/立方米，优化后增加利润，提升品质。2、抗浮锚杆钢筋优化该工程锚杆施工区域地质条件较为复杂，存在地震断裂带，地基持力层种类及标高差异性较大。原设计图纸注明要求抗浮锚杆锚固段需锚入强风化变粒岩、强风化泥质砂岩、断层破碎带分别超过4.5m、6.5m、10m。项目部根据地勘报告中勘探点平面布置图，结合各探点工程地质剖面图，判断出各探点的锚杆锚固段需锚入岩层的顶部标高，再结合设计说明中各地质岩层的锚固段锚入深度，计算出各探点理论锚杆长度。图3勘探点平面位置图图4勘探点工程地质剖面图表1各探点锚杆长度计算表图5各探点锚杆长度计算表经与勘察及设计沟通，结合现有图纸及报告，锚杆施工根据地勘报告（每30m一个探点），将每个勘察点周边范围区域划分为一个标准区域，标准区域范围内的锚杆全部按照中心探点锚杆理论长度进行施工。由于勘察报告结合设计说明计算出的锚杆理论长度与成品钢筋模数不匹配，结合成品钢筋模数尺寸，选取9m、12m、13.5m、15m、18m、21m和24m进行优化，如14.39m锚杆优化为15m，11.65m优化为12m。采用定尺优化后锚杆长度数据结合锚杆施工区域划分图，绘制锚杆钢筋加工图，经设计及勘察单位确认实施。优化后锚杆钢筋加工与钢筋模数相匹配，HRB400φ28钢筋无废料产生，既提升钢筋加工速度，又减少了钢筋损耗，缩短工期，增加利润。图6设计勘察单位确认版锚杆尺寸深化图图7探点周围标准区域锚杆尺寸图不同地质抗浮锚杆施工优化面对复杂地质的情况下，各类型锚杆成孔设备在不同地质情况下工作效率有明显差异，为提升施工速度，在不同地质区域采取不同的施工方案。1）在岩层较深的区域采用先施工锚杆后浇筑基础垫层的施工方法，采用水钻钻机泥浆护壁的成孔方式成孔，考虑到水钻泥浆对基槽影响较大，预留500mm人工清土层后清槽清理，该类型钻机主要适用于地下的粘性土、粉土、填土，中等密实以上的砂土，风化岩层。粘性土地质施工效率高，岩层施工效率低。图6先进行锚杆施工图7后进行垫层浇筑图8长螺旋360°旋转打桩机2）在岩层较浅的区域采用先基础垫层浇筑，随后在基础垫层上施工锚杆的施工方法，采用潜孔锤钻机成孔，该类型钻机主要适用于地下的适用于在卵石层、硬岩层、含水层、粘土层、流砂层。该机械适宜岩层较硬地质，在岩层深度较浅区域，该类型钻机工作效率较高。在抗拔锚杆施工区域清槽至设计标高后，浇筑垫层之前，提前把该区域抗拔锚杆定位放点，随后在锚杆点位放置PVC管（PVC管径200mm，高度100mm）并用钢筋头固定，预留锚杆施工孔洞。PVC管放置固定完成后施工基础垫层。图9锚杆定位PVC套管放置图10PVC管放置后垫层浇筑图11垫层完成后锚杆施工图12全液压履带式多功能潜孔锤钻机三、“双优化”实施中质量、安全、环保情况采用静压弯折机对锚固段钢筋进行弯折，弯折过程中采用液压顶机械性弯折，避免破坏锚杆。垫层施工完毕，在垫层上部采用PVC套管作为模具进行校圆浇筑，方便桩头防水施工。安现场建立用电管理制度及机械管理制度，特种作业人员必须持证上岗。施工现场严禁电线随地走，所有用电设备用电电箱必须配置漏电保护装置及接地零线，开关箱实行一机一闸保护制，并做定期检查、维修；吊装机械使用做好警示标志及安全绳，并按照设备说明要求正确使用，机械须定期检查、维修、保养；现场钻孔、钢筋加工机械宜选用轻型机械，并配备隔音降噪设备；水泥等材料及时覆盖，防止粉尘污染。四、创新点锚杆注浆原图纸设计为M35水泥砂浆注浆，高强度水泥砂浆对砂子、水泥的原材、配合比、搅拌工艺要求较高，现场质量控制难度较大。由于工程锚杆施工工期紧张，水泥砂浆注浆施工难度较大，经于设计院及业主沟通，后优化为同强度水泥净浆注浆，既规避了质量风险，又解决了工程体量大、施工难度大的问题，同时同强度水泥净浆比水泥砂浆的甲方核价要高，为该工程增加利润及工期效益。根据勘察点平面布置图及勘察报告，将每个勘察点周边范围区域划分为一个标准区域并将每个锚杆逐个标号，然后通过设计及图纸要求计算出锚杆的理论长度，再选取9m、12m、13.5m、15m、18m、21m和24m等与成品钢筋12m、9m相匹配的模数尺寸优化钢筋下料长度，定尺加工，根据下料单整体进行钢筋组合匹配优化，便于施工及组织。锚杆钢筋优化后减少钢筋废料，加快钢筋加工速度，节约工期，绿色环保，增加效益。面对复杂地质情况下，根据不同地质（岩层深度不同），选取不同的施工工艺，提高功效。即岩层较深的施工区域可采用先施工锚杆后浇筑基础垫层的施工方法，采用长螺旋钻机成孔；在岩层较浅的施工区域采用先基础垫层浇筑，随后在基础垫层上施工锚杆的施工方法，采用潜孔锤钻机成孔。该工艺施工简单，操作灵活，很好的解决了抗拔锚杆施工慢，成孔困难的施工难题。五、适用范围与应用前景本案例适用于复杂地质条件下的大型建筑地基基础阶段抗拔锚杆施工。其中锚杆水泥砂浆注浆优化为同强度水泥净浆、锚杆钢筋按标准区域定尺加工、不同地质条件选取不同施工工艺等适用于锚杆工程体量大、施工工期紧张的工程，在规避质量风险的同时克服施工难度大、交叉作业等难题，同时也有利于节约施工成本、缩短工期、增加利润，对一般的抗浮锚杆施工具有普适性，适合推广应用。六、获得的经济效益情况抗拔锚杆原做法为水泥砂浆注浆，经计算，工程量为75000立方米，甲方清单单价为310元/立方米；变更后，水泥净浆分包支出单价不变，甲方核价为320元/立方米，钢筋定尺加工增加锚杆收入约450万元，效益合计达520万元。选用同型号机械设备（例如：长螺旋钻机）在岩层深度较深区域平均一台班钻孔20个，但在岩层深度较浅区域平均一台班钻孔8-10个，效率为前者50%，岩层深度较浅区域约为场区总面积1/2,长螺旋钻机租赁费约为500元/台班。共计20台钻机同时24小时施工，工期约为45天。合计费用约为20*1000*45=900000元。选用不同型号机械设备施工，工期为30天，共计12台长螺旋钻机，8台潜孔锤钻机，共计费用约为12*1000*30+8*1200