抗浮锚杆施工技术在地下室中的应用

杨星

【摘要】由于我国建筑面积的不断增大，人们开始不断地扩大空中及地下建筑面积，因此对建筑物性能的要求也随之增高，例如建筑物地下室的抗浮力设计。本文分析了在地下室抗浮力设计中，抗浮力锚杆相比其他措施的优势外，结合自身的这几年的经验，重点介绍了抗浮锚杆施工技术在具体应用中需要注意的问题，包括设计中的注意事项、施工工艺、防腐措施以及问题发生时的补救措施。

【关键词】 抗浮锚杆；地下室；应用研究

1、引言

由于我国人口众多，城市面积有限，中大城市人口数目的不断增长，向空中和地下扩大建筑面积，已成为各城市的良好也是有效的解决方式。随着地下车库、地下广场以及地下交通的建设日趋增多，地下水的水浮力问题成为困绕各工程师的问题。地下水会对建设在地下的结构产生向上的浮力，若向上的水浮力大于结构向下的重力时，结构物的底板可能会发生开裂或者局部向上拱起的现象，当水浮力足够大时，整个结构物便会向上浮起，并发生一定的位移，严重时会引发建筑物倾倒事件，其后果可想而知，在地下水位较高的城市，如深圳、青岛、上海等滨河或者滨海城市这种现象尤为明显。近年来很多地区都已发生类似工程的事故，各个专家学者也做了各种研究，想了很多对策，接下来，我们将比较几种方案。

2、抗浮设计中几种措施的优劣

以下作者将从几种常见的抗浮措施的比较中，得出当下最为流行、性能最佳的抗浮措施—抗浮锚杆。并就此措施进行进一步的分析总结。

2.1 压载

在抗浮设计中，最为简单也最为直接的方法是通过压载的方式，建筑结构物发生上浮破坏的根源在于地下水浮力大于建筑结构物的自重，因此通过增大建筑结构物自重，并令其大于地下水浮力可以达到抗浮的目的。压载的具体方式往往通过增加地基层的厚度来达到目的，此方法的劣势有三：一浮力较大时，容易造成浪费，而且效果不佳；二此种压载方式对地基土层提出了较高要求，当土层质量不佳时在将产生不均匀变形，其后果也是可想而知的；三增加了底板厚度，而较厚的混凝土收缩或者膨胀的幅度会更加明显，这样会导致底板发生开裂或者向上拱起的现象，因而需要时常对工程进行保养与维护，将会增加对后期的维护成本。

2.2 抗浮桩：

抗浮桩可以扮演着承压、抗浮以及抗倾覆等多重角色，具有较为丰富的使用功效。但造价最贵，施工工艺要求较高，同时还容易引起连锁破坏。

2.3 抗浮锚杆

构造简单，成本低廉，施工容易，同时它是一种受拉杆件，相当于小型的抗浮桩，可承受地下水或者风荷载对结构产生的拉力，从而保证结构物保持稳定的状态，它发挥作用的方式类似于抗浮桩，但不同是它是由周围土层与杆体发生相对位移所形成的摩阻力是来提供抗拔力的。

因此是抗浮锚杆当前最为流行也是性能最好的一种抗浮措施，也是本文讨论的焦点，下面将对抗浮锚杆设计的一些问题进行总结。

3、当下最优措施—锚杆设计中的注意事项

3.1 要有相应的参考标准和验算依据

由于抗浮问题较大，各位工程师设计锚杆时要尽量参照相关标准，虽然我国目前对锚杆的设计并没有相应的明文规定，但是可以参考《地下室抗浮锚杆设计与施工规范》《建筑地基基础设计与施工规范》《建筑边坡工程技术规范》中与锚杆有关的部分，但是这些仅仅适宜用于估算，还应通过现场的抗拔试验来确定较为精确的锚杆抗拔承载力特征值。

3.2 锚杆验算不可或缺的几项内容

锚杆验算的内容有很多，各位设计人员可根据各地的地形特点、水文特征等具体情况做一些相应的验算分析，但不可少的几项验算应包括：1）锚杆钢筋截面面积；2）锚杆锚固体与土层的锚固长度；3）锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度；4）土体或者岩体的强度验算等。

4、施工工艺

抗浮锚杆施工工序优为重要，它直接决定锚杆的承载能力以及使用寿命，主要的施工工序有：锚杆的制作→成孔→注浆→封锚→养护及清渣等。

锚杆的制作：包括对锚杆的材料选择、钢筋的数量确定、钢筋的绑扎方式确定等方面。而成孔的主要方式有两种，一种是水成孔法，另一种是干成孔法。水成孔法时，孔底残渣有遗留，且操作效率不够高，分布比较分散，但对于有大量地下水的地层运用很为方便。干成孔法：分布较为集中，且没有以上的缺点。在具体的施工过程中，应该根据不同的地质特征不同的施工方案。封锚：应用较好的为锚固段为球体状和端部带扩大头的锚杆，注浆多采用一次注浆或者在一次注浆的基础上再加二次高压注浆，二次注浆的性能较高，但成本也会随之升高，多适用于锚杆需要具备较高的承载力的情况。

5、防腐处理

抗浮锚杆体是建筑物的重要一环，抗浮锚杆的损坏，将会使建筑物的使用寿命大大折，而锚杆是由钢筋制成，钢筋的寿命就直接决决定了抗浮锚杆的使用寿命。钢筋在地下水和地下水中氧气共同的作用下，会发生氧化反应，长时间的氧化反应则会引起钢筋得到耗损，最终抗浮锚杆出现破坏。钢筋的腐蚀速度是惊人的，例如法国的某个大坝工程中若干根承受较大荷载的预应力锚杆在使用了几个月之后就因为腐蚀而发生破坏，而我国一般民用建筑设计的合理使用年限通常是50年，为保证如此长的使用年限，对锚杆进行防腐蚀处理是必要的或者是必须的。

锚杆的防腐方法有很多，国内采用的较多是，外套上塑料管，或者在钢筋表面涂防锈底漆（可采用富锌漆或船底漆）并用两层沥青玻璃布或三层塑料布包扎并扎紧，在与锚固端接触部位将塑料管密封，还有通过注浆的方法对锚杆进行防腐蚀的，同时也要对其他关键部分进行必要的防腐处理，以延长使用年限。不过，防护等级及防护措施会随着工程的安全等级不同采用的的方法也有所不同。具体实施时，可要求勘察单位对相应场地的土层性质以及地下水分布状态做详细侦测，并给出明确的地勘报告，同时标明是否有必要采取防腐措施，做到針对性的防腐，避免浪费。

6、问题应急处理措施

现实情况过于复杂，可能无论是设计阶段还是施工都采取了较好的质量保证，但最终结果还是可能会出现上浮的问题，针对这种情况，有必要做一些应急处理措施的总结。

救火时，我们会将灭火器对准火的根部，地下室上浮事故事件也类似，其事件的起因是浮力过大了，因此我们可以从两个方面进行解决：对建筑物进行加重，并且尽量降低地下水位 。对于降低水位的处理：通常可采用抽水、解压或洗砂等数种处理措施，视现场情况单独使用或者混合使用。抽水和解压操作方法比较类似，都是通过一定方法抽掉一部分地基下面的水来达到效果。洗砂作业，是一种比较有效的方法，这里做一下重点说明。同样是使地下室稳定而缓慢的下沉，不过洗砂主要通过降低侧墙与土壤间的摩擦力和清除底板和基底土之间游积的泥沙两种方式。第一种，利用高压水侧壁洗砂。第二种，底板下方游积的泥砂要从洗砂孔洗出。此外，洗砂作业还需开孔或借助已有洗砂孔，利用污水马达抽出侧壁或底板下方高压水洗出的泥砂。加压方法比较简单，我们这里不做过多累诉。当然要视建筑情况选择是否进行补救，如果建筑物破坏比较严重，没有补救的必要，我们则应当放弃。

7、结束语

地下室的抗浮力的问题，是目前学者及各位工程师需要持续解决的问题，本文结合目前学者的研究和自身这几年工程建设的经验，对抗浮锚杆施工技术在地下室中的应用的问题上常出现的问题进行了总结，特别是注意事项，更是进行了比较系统的介绍。希望能给各位同行人士起到启发与借鉴意义。

参考文献

[1]王 飞. 锚杆施工技术在深基坑工程中的应用分析.[J]工程管理.2011（3）

[2]王 晋. 某工程地下室上浮事故浅析与处置加固补救措施[J]. 福建建筑.2013（3）

[3]陈秋南，王祥秋.抗浮锚杆和钢筋混凝土联合加固地下室地板[J].建筑技术开发，2001（8）