预应力防腐抗浮锚杆施工技术

0 引言

随着房建工程基坑开挖深度的增加，抗浮问题日渐突出。对于房建抗浮承载力要求不高的工程采用抗浮锚杆，传统拉力型锚杆的荷载依赖其固定端杆体与灌浆体接触的界面上的粘结应力由顶端向底端传递的。锚杆工作时，固定端的浆体极易出现裂缝，防腐性能差。对于抗浮设计承载力较高的工程项目，传统的拉力型锚杆不能满足施工需求。

1 工程概况

东洲人才租赁房项目位于杭州市富阳区东洲街道横山区块，地块南侧为规划道路及农居点，东侧为规划住宅用地，西、北两侧为自然山体。

建设内容及规模：总用地面积约33335平方米，约50亩，总建筑面积为55243.57平方米，其中地上建筑面积33420.57平方米，地下建筑面积21823平方米。

本项目设计防腐抗浮锚杆共392根，抗浮等级为乙级。防腐处理的目的是防止锚固体系钢材锈蚀提高抗浮锚杆耐久性，满足抗浮稳定标准要求，抗浮构件及设施的耐久性年限不少于建筑工程结构设计使用年限。

2 抗浮锚杆施工工艺

2.1 施工准备

①钢材：本工程抗浮锚杆中采用15.2mm规格缓粘结预应力钢绞线，其性能满足《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2014）的规定；钢产品标记为：RPSR-180-540 15.2-1860 JG/T 369-2012。

②缓凝粘合剂的标准张拉期为180d，标准固化时间为540d。缓粘结预应力钢绞线须在张拉适用期内完成张拉。根据现场施工进度要求，在施工之前如需调整标准张拉适用期与标准固化时间，由施工单位提出经设计单位确认后调整。缓粘结预应力筋是由钢绞线、缓粘结胶粘剂和凹凸不平PE材料组成。外包PE表面必须有凹凸不平的压痕，15.2mm规格缓粘结预应力筋肋高不得低于1.5mm，肋中缓凝粘合剂充盈。15.2mm缓粘结预应力筋重量为1.35kg/m。采用直径为15.2mm高强低松驰钢绞线，fptk=1860MPa，弹性模量Ep＝195GPa。

③锚具：张拉端采用YJM-17全封闭防腐锚具体系，固定端采用JYM-17防腐锚具体系，低应力状态下宜采用防松夹片锚，锚具、夹片的硬度及静载锚固性能须满足《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2015和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2010的规定，并提供生产厂家质保书或合格证。

④锚杆浆体材料：采用强度等级不低于M35水泥浆，拌合用水采用施工用水，水泥采用普通硅酸盐水泥（P.O42.5R)，强度等级不低于42.5MPa，注浆水灰比宜为0.50。水泥浆搅拌均匀，随拌随用，防止初凝，浆液应在初凝前用完，并防止石块、杂物等材料混入浆液。

⑤止水环：垫层与抗浮锚杆交界处安装一道金属止水钢环，基础底板厚度范围内缓粘结预应力钢绞线安装两道橡胶止水环，遇水膨胀，隔绝地下渗水。

图1 预应力抗浮锚杆示意图

⑥施工主要设备有空压机、锚杆钻机、注浆机、砂浆搅拌机、电焊机、切割机等。

2.2 施工工艺

测量放线——钻孔机就位（调平）——锚杆成孔、清孔——锚索下放——注浆——筏板施工——第二次浇筑——待强度达到要求后——安装锚具——张拉——锚固端施工。

2.3 施工方法

2.3.1 测量放样

①根据基础平面布置图进行放样，确定锚杆位置，测量放线过程中做好记录，检查无误后报监理审核、审核无误，方可施工。

②在抗浮设计范围外设置复核点，标注清晰，方便测量方案及检查使用，同时保证施工过程中方便进行复测，并确保孔位的准确。

③孔位放样点位保证偏差小于20mm。

④提前清理施工区域内障碍及相关管线的调查，确保施工顺利进行。

2.3.2 钻孔

锚杆位置确定后，移动钻机到位，调整、对准孔位下钻。在钻孔进过程中，经常检测锚杆位置、垂直度，防止钻孔偏位、倾斜。锚杆持力层以强风化花岗岩或中风化花岗岩为持力层，锚杆以桩长控制。

2.3.3 成孔和清孔

锚杆成孔直径为200mm，本土层锚杆长度10m，共392根。锚孔偏斜度不应大于1%。钻孔深度不应小于锚杆设计长度，也不宜大于锚杆设计长度500mm。

①粘土层成孔。

1）确定锚杆孔位后，移动钻机到位，然后用木方将钻机垫平稳，保证施工过程中钻机不会有较大的晃动而影响成孔施工。

2）钻孔前，调整钻杆的垂直度，使钻头对准施工的锚杆孔位，且倾斜倾角允许偏差为±1°。

3）锚杆成孔直径为200mm，钻孔位置纵横向偏差均不得大于±50mm，锚杆的钻孔必须详细做好施工记录。

4）采用螺旋钻头成孔，在钻进过程中，应精心操作，精神集中，合理掌握钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。一旦发生孔内事故，应争取一切时间尽快处理，并备齐必要的事故打捞工具。另外若出现塌孔现象，及时采用泥浆进行护壁操作。

5）达到设计深度后，不得立即停钻，稳钻1min清空孔内浮土。

②岩石潜孔成孔。

1）岩石潜孔成孔本工艺的重点，正式施工前，需在相同地质条件下试验，确定潜孔施工参数，确保直径、长度等满足设计要求。

2）钻机钻至土岩界面后，将螺旋钻头换成潜孔钻头进行钻进。若地层条件较差，塌孔历害时，采用套管跟钻工艺。

3）潜孔施工过程中，用高压空气将产生的岩石碎屑等高速吹出，确保孔内干净且满足后续施工要求。

2.3.4 锚索杆体安放应严格遵守以下规定

①严格按图纸设计尺寸下料，每根缓粘结钢绞线偏差值不应大于50mm，每根张拉端操作长度不小于1000mm。

②缓粘结钢绞线端部剥除部分PE外套进行挤压，钢绞线露出挤压锚1～5mm，套上固定端垫板，浇筑硬化固定端，拆模后刷两道防水剂。

③预应力锚杆组装前清除缓粘结钢绞线表面的污渍，每隔1000mm安装一块隔离架对中，用绑扎固定。

④插放锚杆时，应防止预应力筋扭压、弯曲，杆体放入角度与钻孔角度保持一致。

⑤底板钢筋绑扎完成后，逐根安装橡胶止水环和焊接张拉端垫板，用聚苯乙烯泡沫板预留张拉槽。

2.3.5 注浆

注浆管与钢绞线绑扎在一起放入钻孔，浇筑的导管端头到固定端面层的距离不小于100mm。一次注浆时，由下到上连续注浆至孔口冒出均匀水泥浆为止，注浆压力为0.8MPa；二次注浆在初次注浆强度达到5.0MPa后进行，注浆压力2.5-3MPa，每延米水泥用量不少于50kg。注浆作业开始和中途停止较长时间，再作业时，要用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路。对承载体附近应采取可靠措施，避免出现夹泥、空洞。二次注浆管在底板以下1.5m范围采用DN15钢管，其下采用DN20PE塑料管；钢管顶部出露底板底面0.5m，二次注浆完成后切除。孔内补浆：水泥初凝后及时检查孔内浆液是否满浆，浆体液面下降时及时补浆。

2.3.6 张拉与封锚

待底板混凝土强度达到设计强度的100%之后，方可进行张拉。本抗拔锚杆工程全面施工前应进行抗拔试验，试验锚杆共6根。本工程抗拔承载力特征值Nka取270kN，试桩锚杆张拉力F1按2倍测抗拔承载力特征值540kN控制。

施工锚杆锁定张拉力F2按365kN控制，张拉时应采用应力控制为主、应变校核的方法进行。实测伸长值力记录。与计算值的偏差应在-6%至+6%范围之内，施工中应做好现场施加预应力记录。张拉应均匀、有序，避免局部区域内集中张拉对邻近锚杆的不利影响，张拉过程中禁止扰动筋体、千斤顶或其他锚夹具。

预应力筋张拉完成后须及时对锚具进行防腐保护处理，严格做好封端工作，具体步骤为：

①采用砂轮片切除多余钢绞线，禁止采用电弧切割，外露钢绞线长度≥30mm。

②清理张拉端周围建筑垃圾，涂刷两道水泥基渗透结晶防水材料。

③用同标号微膨胀细石混凝土封堵张拉端并振捣密实。

2.4 抗拔试验

锚杆施工完成达到强度后进行验收试验，验收试验的锚杆数量取总数的5%，且不少于6根。具体验收试验应按《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ476-2019）附录H的相关规定执行。

锚杆锚固质量无损检测要求：本工程锚杆应按JGJ/T182-2009《锚杆锚固质量无损检测规程》进行锚杆锚固质量无损检测；检测内容应包括锚杆杆体长度和锚固密实度检测；采用声波反射法进行检测。检测数量不低于总锚杆数量的10%，且每批不宜少于20根。

待完成锚杆基本试验后，须对锚杆设计承载力和入岩深度等设计参数进行复核和更新。

2.5 其他注意事项

在所有抗浮锚杆强度未达到设计要求前，应持续进行降水，将地下室范围内的地下水降至底板底标高500mm以下。

抗浮设计等级为乙级及以上，采取控制地下水位及其联合方法的抗浮工程应进行水位和抗浮稳定性状态监测。

本锚杆工程后期应按《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ476-2019）的要求进行监测后维护。

降水停止时间：待主体结构封顶及地下室顶板覆土完成后才可停止降水，覆土厚度需满足建筑要求。

施工期间降水要求：主体结构封顶及地下室顶板覆土完成前地下水位需要降至地下室底板下0.5m。

3 质量保证措施

施工前准备工作质量保证措施：

①建立健全工程质量责任制，管理人员各司其责，严格把关每一道工序，确保本工程质量。建立质量管理体系：成立以项目经理为第一责任人、技术负责人和专职质量检查员组成的项目质量管理小组。各施工工点负责人及专职质量检查员对各班组、工序的质量进行全面的检查。

②制定质量方针和质量目标，抓好质量教育工作，提高工作人的质量培训。建立质量管理制度，包括开竣工检查制度、隐蔽工程检查制度、工程质量“三检制”、工程质量检查制、质量定期报告等制度。并树立“百年大计，质量第一”的观念。

③应对锚杆进行性能试验（破坏性抗拔试验），以确定锚杆的极限承载力，检验锚杆在超过设计拉力并接近极限拉力条件下的工作性能和安全程度，以便在正式使用前调整锚杆结构参数或改进锚杆的制作工艺，保证施工质量。

④材料进场，加强材料检查验收，严把材料质量关，用于本工程材料，必须具备正式的出厂合格证、检验报告及质量保证说明书，对于进场材料要严格按照有关规定进行抽样检验，检验方法因符合《建筑材料质量标准与管理规程》。

⑤测量人员根据甲方提供基准点，与监理进行复验，并做好保护。

⑥项目经理和技术负责开工前对施工现场进行自查，不合格坚决整改。合格后填写开工申请单，报总监审批。

施工过程质量保证措施：

①严格执行质量管理体系，坚持各道工序“三检制”。

②坚持各道工序验收合格，方可进行下道工序的原则。

4 成品保护措施

4.1 对已完锚杆的成品保护应采取的措施

①注浆完毕的抗浮锚杆，应按相关规范进行养护。

②因基坑机械施工，为防止抗浮锚杆破坏，采用PE管保护。

③抗浮锚杆露出筏板面杆体部分附近不允许其他材料堆放。

④对伸出工作面的钢铰线采用PE管保护，并用胶带缠绑固定，防止钢绞线破坏，并做好明显标记。

4.2 底板施工过程中成品保护措施

为防止在筏板施工过程中，因材料运输、钢筋焊接、砼浇筑等工序施工时破坏抗浮锚杆外套PE，应采取如下措施：

①抗浮锚杆杆体采用PE管保护，防止破坏，直到张拉开始方可拆除。

②禁止在抗浮锚杆钢绞线部位进行焊接及氧焊工作。

③在砼浇筑前，对钢绞线全部进行检查，并安装橡胶止水环和焊接张拉端垫板，用聚苯乙烯泡沫板预留张拉槽。如果有破坏部位，应及时用胶带包裹好，并在表面刷环氧树脂进行加强保护。

5 结束语

本工程预应力防腐抗浮锚杆施工全过程严抓狠管，按期保质保量的完成施工任务，为后续工程施工奠定坚实的基础。通过本工程的施工，为今后类似工程的提供宝贵的经验。