抗浮锚杆结构体是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。抗浮锚杆结构体,指的是抵抗其上建筑物向上移位而设置的结构构件,与地下水位高低及变化情况有关,与抗压桩受力方向相反。不同于一般的基础桩,有其自身的独特性能,与一般基础桩的最大区别在于:基础桩通常为抗压桩,桩体承受建筑荷载压力。
抗浮设计水位的确定应合理可靠,一般应由地质勘测单位提供,比较可靠和有说服力,应设置水位观测井,对于超出抗浮设计水位的情况应有应对措施;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,特别是锚杆间距较为密集时的情况;当单根锚杆影响范围内的土体自重大于锚杆拉力时,可以不考虑锚杆间距影响;
1 浅谈地下室抗浮锚杆设计 郑震东 【关键词】 结构抗浮 锚杆 地下室 裂缝 渗漏 【摘 要】 本文阐述了地下室防抗浮设计中锚杆的内容和原则, 通过实例讨论了锚杆抗浮设计 中应注意的几个问题,对地下室锚杆抗浮设计有一定的实际指导意义。 一. 概述。 在大部分高层建筑中,均有几层突出高层部分的裙房,当地下室深度较深(如为两层及两 层以上)时,这些裙房及地下室往往因为其容积大而靠自重不足以抵抗浮力,于是便存在地下 室防抗浮设计的问题。地下室抗浮设计经常采用的方法有:增加自重(在地下室或裙房板上覆 土);盲沟排水(人工降低水位减少水浮力);锚杆抗浮(用锚杆将地下室锚固在稳定的地层 上)。由于覆土增加自重影响地下室或裙房的净高,而盲沟排水受诸多条件限制且实际运行时 操作烦琐,并且这两种设计的工程造价也较高。而采用锚杆抗浮不仅不影响地下室或裙房的净 高,而且施工简便造价经济,所以其在地下室防抗浮设
抗浮锚杆,是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。抗浮锚杆不同于一般的基础桩,有其自身的独特性能,与一般基础桩的最大区别在于:基础桩通常为抗压桩,桩体承受建筑荷载压力,受力自桩顶向桩底传递,桩体受力大小随着建筑荷载的变化而变化;而抗浮桩则为抗拔桩体承受拉力,普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递,桩体受力大小随着地下水位的变化而变化,但两者受力机制恰好相反。
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当建筑物地下室的自重及覆土不能抵消地下水产生的浮力时, 通过设置垂直抗浮锚杆, 可以消除地下水浮力产生的不利影响, 保证地下室的稳定和安全。
一、抗浮锚杆受力特性
抗浮锚杆受拉构件,一端锚固在建筑物底板,另一端锚固在地基的持力层中,受力过程首先是通过锚固体钢筋与注浆体之间的作用将上拔力传至注浆体上;而后通过注浆体与周边土层之间的摩擦力将注浆体所受到的力传至周围稳定土体中去,从而形成具有一定抗拔能力的抗浮锚杆,起到抗浮锚杆的抗浮作用。
采用抗浮锚杆除了平衡地下水浮力作用外,还可起到加固地基的作用,从而减小地基变形及不均匀沉降。
二、抗浮锚杆杆体
抗浮锚杆:杆体 架立筋 注浆管
三、抗浮锚杆施工工艺
四、抗浮锚杆施工质量问题
1、锚杆制作易出现问题
①锚杆下料平直段长度不够。②起弯点位置、弯起角度与设计图纸不符。
制作不合格的锚杆严禁投入使用。
整改措施:
要求锚杆加工下料时,依照设计要求严格控制下料长度,各型号锚杆平直长度不得低于设计长度。
2、抗浮锚杆焊接质量不满足要求
锚杆架立筋焊接质量差,锚杆吊运到现场后,易出现架立筋脱落、偏位现象
质量整改措施:
锚杆架立筋需焊接饱满,吊运时注意成品保护。如锚杆吊运到现场出现架立筋偏位、脱落现象,需在现场进行二次焊接,补焊到位。
现场样板:在锚杆上焊接架立筋样板,严格按样板施工。
3、抗浮锚杆成孔清渣不及时和整改情况
钻渣清理不及时
钻渣及时清运
质量整改措施:
锚孔成孔结束后,锚孔周边成孔产生的碎石等垃圾立即清理到位,至少保证锚孔周边50cm范围之内无垃圾锚孔成孔后如未立即进行下锚注浆施工导致淤泥污水流入的下锚施工前需进行二次清孔。
4、注浆管长度过短
注浆管长度过短,严重影响注浆质量
5、锚杆下锚定位不正
(1) 原因分析: 个别锚杆下锚定位不正或注浆过程中锚杆偏位未及时采取纠正措施,导致注浆结束后锚杆偏位严重
锚杆注浆完成后偏位严重
(2)整改措施:锚杆下锚时需保证锚杆居中,在注浆过程中如果锚杆发生偏移需及时扶正,待注浆结束后检查锚杆是否居中,如有偏位扶正并固定 。
6、锚杆标高超差
(1)原因分析:
a、锚杆加工时,锚弯折角度不够,导致锚头端部翘起,锚杆标高超差。
b、锚头部分加工尺寸不符合要求。弯平段至锚杆起弯点垂直距离过大。
(2)整改措施:
要求锚杆加工时锚头端部弯折角度符合要求,弯平段弯平切勿翘起。
各型号锚头锚杆加工尺寸严格按照设计要求进行加工。
7、注浆、补浆
注浆:先用钢丝橡胶复合型高压注浆管将水泥砂浆送到孔口处与已插入锚杆孔中的高强度PVC注浆管连接牢固, 先将注浆泵的吸口(俗称莲蓬头)放入盛满水泥砂浆贮浆池中,然后启动注浆泵进行常压注浆,注浆压力为0.5~1.0Mpa。自孔底开始注浆,便于空气和沉渣排出孔口。注浆必须连续不断地进行,中途间断时间不能太长。直到孔口溢出的浆液全为水泥砂浆后方可慢慢抽出PVC注浆管,并且一边抽管,一边注浆,直至全部的注浆管拨出孔口后方可停止注浆。
补浆:第一次注浆终凝后,检查锚杆注浆体孔口饱满度,根据实际情况进行补浆。 补浆完成后方可慢慢抽出PVC注浆管,并且一边抽管,一边注浆,直至全部的注浆管拨出孔口后方可停止注浆。
8、锚孔注浆结束后面层处理不及时
锚孔注浆结束后,未及时将锚孔内40厚的水不漏施工面层留出,影响后续防水施工进度 。
锚孔注浆结束后,尤其是夜间注浆施工时需当天待砂浆初凝前将锚孔内40厚的水不漏施工面层留出 。
9、水不漏、JS涂料防水施工
水不漏施工质量要求:
共80厚,每次40厚分两次成活,锚孔内60厚与垫层平,垫层面以上20厚、直径220
10、锚杆架立定位短钢筋翘出防水层
(1)原因分析:锚杆起弯部位焊接的支撑钢筋未在锚杆注浆结束后,水不漏防水施工之前割除,造成支撑钢筋过长,水不漏无法将其隐蔽,影响防水效果。
(2)整改措施:锚杆弯起部位支撑钢筋在锚杆注浆结束后,防水施工之前将其去除掉。
JS涂料抹面施工质量要求:
JS涂料2厚,直径600分两次成活,要求JS涂料涂抹前基层清理干净、平整后再施工。如果基层坑洼不平则用水泥浆进行找平 。
要求JS施工涂抹均匀,不得出现气泡
JS涂料成膜后方可进行防水砂浆保护层施工
原因分析:
抗浮锚杆注浆完成水不漏施工前未将锚杆杆体上的浮浆去除,影响后续JS土层的涂刷
质量整改措施:
将锚杆上浮浆涮除后重新进行JS土层涂刷
JS涂层验收合格后进行保护层施工
完成防水施工后对抗浮锚杆进行编号
抗浮锚杆的大面观感
抗浮锚杆施工中易出现的质量问题已经总结完了,只要每个工程师努力控制,对易出现质量问题的严格把控,最终还是顺利按质按量完成了抗浮锚杆的施工。
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【学员问题】抗浮锚杆怎样施工?
【解答】1、施工工艺流程锚孔定位编号→钻机就位→钻孔→下锚→注浆拔管→二次注浆→封锚
2、施工工艺
1)放线定位
①按施工桩位平面布置图放线确定桩位,做好标记和预检;
②桩位误差控制在规范要求之内。
2)地质嵌风钻机锚孔钻进方法
①安装锚孔钻机、调平、调立、稳固;
②锚孔孔径160mm,孔径偏差不大于2cm,钻孔深度偏差不应小于设计深度1%,也不宜大于设计深度500mm,成孔深度达到设计要求;
③锚孔钻进经常检查钻头尺寸,保证钻孔孔径;
④掌握锚孔中心度,防止锚孔偏斜,跑斜后应采取措施,重新成孔。
3)洗孔
①锚孔成孔后,将联接空压机的洗井管置入孔内,由上往下,再由下往上反复冲洗,沉渣小于等于30cm;
②做好孔口维护,防止渣土流入孔内。
4)锚杆体加工制作及孔内安装
①锚杆体为3Φ25(HRB400),采用1Φ6(HRB400)长度200mmd的焊接短钢筋按间距2000mm将主筋点焊成束;
②锚杆按2.0m间距焊接3Φ6(HRB400)定位中心支架,以使锚杆体保持平行,保证锚杆在锚孔中心;
③注浆管内径20mm,长度要求能满足能自孔底开始依次向上的注浆长度;
④锚杆体采用人工安放;下锚前,锚杆制作质量和锚杆长度需经监理验收合格后,方可下入孔内。
⑤锚杆按设计及规范制作组装;
⑥锚杆结构示意图
5)注浆
①浆液配制:M30水泥砂浆,水泥采用P.O.42.5(普硅525R)
②水泥浆搅拌均匀,具有可靠性,低泌浆性;
③注浆前先泵送清水至孔口返水以疏通管路,后采用常压泵送方法注浆,注浆前不得拔出注浆管,以保证锚杆底端注浆充实;
④采用水下混凝土灌注法,首次注浆量以注满孔为准,充盈系数达1.2以上;
⑤注浆作业连续,注浆管要边注边拔,拔管高度不超出孔内浆液面;
⑥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。二次注浆时间可根据注浆工艺通过试验确定。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。
⑦锚固段注浆采用孔底返浆法,将注浆管插入到距孔底50cm处,用压浆机(泵)将水泥(砂)浆通入注浆管注入孔底,水泥(砂)浆从钻孔底口向外依次充满并将孔内空气压出,而水泥浆则由孔眼处挤出并冲破第一次注浆体。
⑧试块制作,除见证取样外,每天或每20根(锚)桩做3组,规格70.7mm×70.7mm×70.7mm,取28d抗压强度值;基本试验则取同条件养护下试块强度;
⑨补浆:待孔内素浆初凝后,开动注浆泵先用清水冲洗孔内泥浆,再用上述方法注浆,直至孔内浆液饱满。
6)防水、防腐
①清理锚桩头、与建筑基础防水施工一起做好抗浮锚杆的防水施工;对穿过底板防水层的锚杆,采用一层渗透性结晶防水材料和两层高分子聚合物卷材进行防水处理。
②锚杆头外露锚杆体用防腐树脂、砂浆封闭,承压板用防锈漆及沥青材料涂刷,进行防锈、防腐处理;
7)施工注意事项:
①锚杆体应无损伤,并应作除锈处理。
②锚杆体的选择试验(基本试验、验收试验),质量的要求等,应严格按有关规范、规程进行,禁止盲目操作,以免发生危险。
③锚孔内的水泥浆应有足够的养护时间,在养护期内不得移动锚杆。
④设计与现场实际情况有出入时,经设计单位同意后,可酌情调整。
3、成品保护措施公司成立成品保护领导小组,项目经理任小组组长,生产副经理任小组副组长,组员为:段绪振、亓愿轻、丁立华;现场成立成品保护小组,丁立华任组长,成品保护小组每天24小时进行日常检查和维护。
1)抗浮锚杆施工过程中成品保护措施在锚杆完成灌浆工作以后,如何对已完成的锚杆进行保护,是成品保护的重要部分。根据实际情况,计划采取如下措施:
①为了避免后续基础施工对锚杆造成破坏,任何机械不允许进入该区域进行工作。
②对伸出工作面的锚杆体用素水泥浆进行涂抹,以避免锚杆体锈蚀。
③抗浮锚杆必须分区并且按照一定的顺序进行施工,绝对禁止遍地开花,从而增大成品保护的难度。
2)底板施工过程中成品保护措施为了防止在底板施工过程中,锚杆体因钢筋运输、绑扎、焊接、混凝土浇筑等工序施工时造成破坏,根据工程实际情况,将需要采取如下保护措施:
①基础底板施工时,绝对禁止在锚杆部位进行焊接和火焰切割工作。
②在混凝土浇筑前,对锚杆体锚固部分全部进行检查,并进行二次防腐。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。