1、1德阳市某三层地下室抗浮锚杆的设计与施工论述【摘要】：抗浮锚杆是建筑工程中，在自重无法平衡地下水浮力时所采取的一种锚杆形式。本文以某小区三层地下室工程为例，讲述了复杂条件下抗浮锚杆的设计与施工。 关键词：抗浮锚杆；设计；施工 中图分类号： U417.1+16 文献标识码： A 文章编号： 1 工程简介 某小区工程三层地下室，考虑周围环境、上部荷载及工程地质情况，本工程采用抗浮锚杆设计。工程抗压采用钻孔灌注桩，基底下卵石层以稍密或中密卵石为主。在勘探深度范围内构成场地的地层为：第四系全新统人工填土层，第四系全新统冲积砂土、圆砾、松散卵石，第四系上更新统冲积卵石层，第四系中更新统冰水堆积-冲积，下
2、伏白垩系下统天马山组砂泥岩。 2 抗浮锚杆的设计 2.1 抗浮方案选择 地下三层浮力很大，底板厚 400mm，锚杆布在抗水板内。锚杆杆体采用热轧钢筋 HRB400（级钢筋） ；，锚杆钢筋的预留筋（35d）锚入基础中，不设置锚头，注浆材料采用 P.C32.5R 硅酸盐水泥，水灰比为0.360.45 的纯水泥浆。 2.2 锚杆参数计算 22.2.1 抗浮锚杆设计轴向拉力值的确定 根据设计提供的设计参数、场地地层及水文地质条件，综合考虑，单根锚杆的轴向拉力标准值取值为 200kN。依据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002） ，按下式计算单根锚杆轴向拉力设计值： 式中：Nak锚杆轴向拉力标准
3、值(kN)，取 200kN；rQ荷载分项系数，取 1.3；Na锚杆轴向拉力设计值(kN)，最终算得，单根锚杆轴向拉力设计值为 260kN。 2.2.2 抗浮锚杆钢筋截面面积的计算 本工程抗浮锚杆按照设计属于永久性锚杆。依据岩土锚杆（索）技术规程 （CECS22：2005） ，按下式计算配筋量：1040mm2 式中：As钢筋锚杆杆体的截面面积(mm2)；Kt抗拉安全系数，取1.6；Nt 锚杆轴向拉力设计值(kN)，取 260kN；fptk钢筋抗拉强度标准值(kPa)，本工程拟采用 22HRB400（级）钢筋作为锚杆杆体材料，其抗拉强度标准值 400N/?2。 本工程拟采用 22HRB400 热轧
4、钢筋作为锚杆杆体材料，其有效截面积 A 为 379.94mm2。每根锚杆中需配置钢筋根数 n 按下式计算： 2.74 单根锚杆抗拔力设计值取 260kN，代入上式，则每根锚杆应配置22HRB400（级）钢筋 3 根。 2.2.3 锚杆直径与长度 3依据岩土锚杆（索）技术规程规定，抗浮锚杆锚固段长度可按下式进行估算，并取其中的较大值： 表 1-1； 表 1-2。 式中：K?锚杆锚固体的抗拔安全系数（永久性锚杆取 2.2） ；Nt?锚杆轴向拉力设计值（kN）,取 260kN；La?锚杆锚固段长度（m） ；fmg?锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（kPa） ，按表 1-1，按不利的钻孔 19#钻
5、孔考虑，取 190kPa；fms?锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（kPa） ，按表 1-2 条取 2000kPa；D?锚杆锚固段的钻孔直径（mm） ，取146mm；d?锚杆的直径（mm） ，取 22mm；?采用 3 根钢筋时，界面的粘结强度降低系数，取 0.6；?锚固段长度对粘结强度的影响系数，按表 7.5.2条取 1.3；n?钢筋根数，取 3； 由上式得出5.1m；1.8m 根据以上公式及相关参数的计算结果，取两式中的大值，锚杆锚固长度为 5.1m；结合德阳地区施工经验锚杆无效段长度取值为0.51.0m，则单根锚杆设计长度 L=5.8m。即锚杆施工长度为地下室抗浮板底面以下 5.8m
6、段进行施工。 计算表格如下： 3.抗浮锚杆的施工 3.1 施工工艺安排 4经过综合比较后，采用哈迈YXZ70 型锚杆钻机成孔，此型地质钻机带有小型组合牙轮可钻破砂卵石地层，利用组合的正反循环系统，将破碎的小颗粒砂卵石带出孔底。护壁则采用水泥浆跟进钻机成孔护壁，根据不同地层及地下水位的情况，采用相适应的水泥浆，能较好地保证成孔孔壁稳定。施工工艺流程为：测量放孔成孔记录孔深度下热轧钢筋 HRB400（级钢筋）填砾拔管压力注浆二次补浆质量自检基础施工。 3.2 钻孔 测量放孔，先由总包单位施放基础轮廓线，然后我院根据建设单位提供的测量控制点，用全站仪放孔 （2）安装锚孔钻机、调平、调立、稳固；导杆与
7、钻杆倾角一致并在同一轴线。 （3）锚杆水平方向孔距误差不应大于 50mm，垂直方向孔距误差不应大于 100mm；锚杆孔深不应小于设计长度，也不宜大于设计长度的 1%。孔位准确，钻孔垂直，孔深符合设计要求并及时做好成孔深度记录。 （4）粘土地层选用导式三翼钻头正循环清水钻进，砾砂地层选用组合牙轮钻头；在钻进过程中及时采用水泥浆进行护壁。 3.3 清孔 （1）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，同时不断补充水泥浆，使比重不大于 1.05，沉渣不大于30cm。 （2）做好孔口维护，防止泥浆流入孔内。 53.4 压力注浆，决定锚杆施工质量的重要工序 （1）浆液配制：水灰
8、比为 0.360.45，水泥采用 P.C32.5R 硅酸盐水泥 （2）水泥浆搅拌均匀，具有可靠性，低沁浆性。 （3）注浆前先泵送清水至孔口返水以疏通管路，再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）注浆采用孔底注浆方式，分两次进行，灌浆压力不应小于2.0Mpa，要求第一次灌浆至浆液返出地面为止,再间隔 5 分钟左右观察如孔内浆液低于地面 10cm 时应进行第二次压力补灌浆，直至浆液稳定。 4 劳动力与机械设备投入 4.1 主要劳动力投入 劳动力配备包括:项目经理、项目技术负责人、施工员、安全员、质检员、材料员、测量员各 1 人，电工 1 人，锚杆钻工 50 人
9、，钢筋工 10人，水泥浆制作工 5 人，压浆工 8 人，机修工 1 人，共计 82 人。 4.2 机械设备投入 由于该工程抗浮锚杆数量多达 2398 根，需要在短短的 35d 内完成，为此项目部决定采用哈迈YXZ70 型锚杆钻机，具有低能耗、高效率、便于运输和野外施工的优异性能，整车动作机构由液压系统实现。回转机构采用新型双马达回转头，具有机动灵活、爬坡能力强、穿孔移位方便的特点，适用于崎岖场地作业。 主要施工机械设备见表。 65 结束语 锚杆设计应综合考虑锚杆与底板的共同作用，兼顾底板的抗裂要求并控制锚杆的位移。施工采用哈迈YXZ70 型钻机综合利用导式三翼钻头和组合牙轮钻头成孔，并结合不同配比水泥浆护壁的施工工艺，是切实可行且十分经济的。 参考文献： 1CECS22:2005，岩土锚杆设计与施工规范S.中国工程建设标准化协会 2王建胜，贾金青，等.某大型地下建筑抗浮锚杆的设计J.建筑结构，2004
