浅谈抗浮锚杆在复杂地质如何保证抗拔力的研究

■于德洋，宋云霞，张永平，孙东杰 ■中建八局第一建设有限公司广东分公司，广东 广州 510665

随着城市经济的快速发展，如何通过有效措施，增强建筑的安全性与稳定性成为建筑设计单位与施工单位始终关注的首要问题。同时，建筑环境的复杂化，尤其是对于地质条件的信息收集较为困难，地下施工面临很多不可测因素，建筑安全也受到很大程度上的影响。因此，开展抗浮锚杆在复杂地质如何保证抗拔力的研究就显得尤为重要。

1 抗浮锚杆抗拔力达不到设计要求原因分析

在抗浮锚杆抗拔力检测过程中，发现部分锚杆抗拔力达不到设计要求，经过对现场施工工艺流程及地质的分析，主要原因如下。

1.1 试验锚杆参数设定缺乏实践性

抗浮锚杆作为建筑建设过程中尤为重要的结构构件，其对地下水位的监测关系到建筑的安全与稳定。因此，在建筑的前期准备过程中，需要进行大量的信息采集(具体采集的内容)，以提升抗浮锚杆试验的准确性。但是，很多单位在试验锚杆提供的参数上具有局限性，不能代表全部地质，锚杆设计长度富余值偏小，考虑施工过程中损值偏小。也就造成了试验锚杆参数在设定上缺乏足够的实践性，致使参数设定并不能对整个地质情况进行准确反映［1］。

1.2 抗浮锚杆成孔时易造成缩孔与涨孔现象

施工单位在施工过程中，抗浮锚杆成孔时在砂质黏土层地质区域存在缩孔现象。同时，注浆过程中浆体对侧壁挤压又出现涨孔现象，在浆体凝固过程中，浆体体积会发生收缩，进而导致凝固后浆体与孔侧壁接触不密实。深层次的原因是施工单位对现场施工把握深度不足，无法有效对施工过程进行科学掌控，造成了施工过程中所存在的较大程度上的偏差，导致抗浮锚杆在成孔过程中，出现缩孔与涨孔现象。

1.3 孔壁坍塌所造成的孔深小于设计深度

施工单位在完成成孔作业之后，需要采取下放抗浮锚杆措施。但是，在下放抗浮锚杆的过程中，受到多种原因的相互作用，造成孔壁坍塌并引起孔深小于设计深度。同时，孔壁坍塌所造成的原因是极为复杂的，施工单位对于过程管理把控不严是重要原因之一。抗浮锚杆抗拔力达不到设计要求，对抗浮锚杆的设计深度与坍塌造成的孔深之间存在很大的相关性。

1.4 地下水对砂浆的影响

在进行锚杆注浆过程中，受到多种因素的共同影响，孔内极易被地下水侵蚀，造成砂浆被稀释，进而改变了砂浆的原设计配合比造成抗浮锚杆抗拔力达不到设计要求。另外，砂浆的设计配比需要在施工过程中，通过多种措施加以保护，以有效避免其在孔中被稀释［2］。同时，对于地下水的防控是施工单位在施工过程中，关注的重点问题，需要从多方面给予考虑。

2 抗浮锚杆施工质量控制措施

2.1 提供锚杆握裹力地质分析

在设计单位出具施工图纸后，在每一个设计长度区域内大面积施工前，选择本区域地质条件最差的位置，做3 条试验锚杆进行破坏性试验。通过实验数据验证本区域内锚杆设计长度值能否满足要求，若在地质条件最差的区域锚杆抗拔力都能满足设计要求，那么说明在本长度区域内，所有锚杆在保证施工质量情况下都可以满足设计要求，若通过破坏性试验所得抗浮锚杆抗拔力不能满足设计要求，此时需加大锚杆破坏性试验密度，再加做3 条锚杆进行破坏性试验，取6 条锚杆抗拔力平均值为N，原设计值为N，则可取修正系数为λ=N/N(这个地方是我自己根据经验写的，是否正确是否与设计规范不符)，原设计长度为L 修正后建议长度为L1=λ* L。

2.2 抗浮锚杆施工工艺

抗浮锚杆的施工工艺需要具有严格的层次性与系统性。施工单位根据施工设计图纸，严格规范施工行为，保障施工安全，从而为工抗浮锚杆的施工提供更高的质量保障(安全与质量之间联系)。抗浮锚杆需要进行有效测量，利用钻机打下成孔，并需要采取措施(具体措施)，保持孔内的清洁。同时，加强对杆体制作质量保障，提升杆体的质量水平。锚杆的下放需要严格按照施工设计要求，有效执行设计标准。最后，要做好相关的注浆工作，严格控制好一次注浆与二次劈裂注浆的施工进度，进而完成抗浮锚杆的施工作业。如下图1 所示:

图1 抗浮锚杆施工工艺示意图

2.3 抗浮锚杆成孔控制措施

地质构造中包含淤泥质易踏孔层，如何避免踏孔，若采用泥浆护壁，泥浆的配制方法。

为保证在各类地质条件下，保证成孔质量，则首先应选择合适的施工机械。本工程锚杆成孔需采用履带式钻机带动小型组合合金(是否正确，麻烦发下这种设备性能参数)，将中分化粉岩、中分化石英砂地层击破。同时，通过人工配置的优质砂浆，并且采用二次注浆方式。在抗浮锚杆的控制环节中，关键在于泥浆的配比。如何根据现场的实际情况，在钻孔之前先在实验室中做好配合比实验，并成功应用到实际的工程建设中，成为施工单位需要着重考虑的问题［3］。在钻进作业中，泥浆的性质会因为钻孔的变化而产生变化。例如，在施工作业中，当钻头钻到粘土层时，泥浆就会变稠，粘度、泥包钻头的情况就会增多。当钻到砂层中时，大量的砂粒就会混入到泥浆中去，从而导致泥皮松散、砂量增多，引发护壁性能下降，水泵磨损速度加快，严重的会导致孔内坍塌，发生孔内事故。当遇到承压水层时，大量的地下水会对泥浆产生稀释作用。因此，在抗浮锚杆的施工作业中，要加强对泥浆性能的调整(怎么调整)，以利于钻机正常的钻进。

2.4 抗浮锚杆注浆控制措施

在施工作业中，第一次注浆时首先要保证注浆压力值，图纸设计值为1～2MPa，同时，当抗浮锚杆初次注浆后，在初凝前水泥砂浆会因凝固出现体积收缩现象，故存在浆体与周围土体接触不良现象处现，此时需要在注浆后根据注浆当天气温确定二次劈裂注浆时间，以增强锚杆锚固力［4］。待第一次注浆体初凝强度达到5.0MPa 之后(如何知道初凝强度已经达到5.0MPa)，即可利用高压注浆管采取二次高压注浆作业，同时，注浆的材料宜选在择纯水泥浆(水灰比可以设置为0.45～0.5)。第二次注浆时间可以根据注浆工艺所通过的试验进行确定，同时，为了提升浆体的早期强度，以及适当采用外掺剂，从而发挥早强与膨胀作用［5］。

2.5 浆体配合比补偿设计

对于同一长度区域锚杆单独试配水泥砂浆，本工程要求水泥砂浆强度值为M30，锚杆成孔孔径为200mm，通常情况下经过统计成孔直径一般都在210mm 左右，故存在水的孔内注浆时，为防止水泥砂浆强度损失，则需考虑孔内水的影响［6］。水的体积取V、孔深取L、孔径取d 表示，V=π* d2/4* L，在配制水泥砂浆时考虑孔内水的影响，因孔内水不会与水泥砂浆完全混合，故在考虑配合比的时候根据经验值宜取V/5。

3 结束语

抗浮锚杆作为提升建筑安全性的重要组成部分，在建筑的建设过程中，得到了广泛的实践与应用。但是，在实际的抗浮锚杆的执行过程中，如何对其科学掌握，使其更加适应建筑施工的发展要求，成为十分重要的研究课题。

［1］齐君，林通，杜军等.土层抗浮锚杆抗拔力试验和检测问题的探讨［J］.工程质量A 版，2010，28(7):4-8，18.

［2］李于中.关于地下室底板抗浮锚杆施工技术的探究［J］.建筑工程技术与设计，2014，(33):23-23，211.

［3］戴西行，杜涛，李轶慧等.抗浮锚杆在烟台某大型车库中的应用［J］.中国水运(下半月)，2011，11(2):209-210.

［4］张文群，闵耀泽，杨建波等.抗浮锚杆干取土成孔施工技术的应用［J］.建筑技术，2012，43(5):469-471.

［5］陈帅，卢廷浩，马露等.抗浮锚杆的抗拔承载力分析和数值模拟［J］.水利与建筑工程学报，2013，(5):39-44.

［6］欧阳华林.浅析地下室抗浮锚杆结构的设计和应用［J］.城市建筑，2014，(20):72-72.