某工程抗拔锚杆施工技术介绍

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摘要：抗拔锚杆，也叫抗浮桩 ，是建筑工程地下结构抗浮措施的一种，与抗压桩受力方向相反，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。本文主要介绍某工程抗拔锚杆施工工艺，提供了抗拔锚杆施工长度确认的一种新思路，并对施工过程中影响较大的锚杆对中支架进行了优化，对特殊部位的处理方法和施工注意事项作了简要说明。

关键词：长度确认；试锚；对中支架；特殊部位处理

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言

本文旨在通过对笔者亲历的某工程抗拔锚杆施工全过程的描述，能够为读者在今后类似工程施工中提供依据、参考。

项目概况

（1）总体概况：某工程位于广州市珠江新城，该工程地下3层，地上35层，裙楼8层，地下室埋深约为13.33m，建筑总高度为149.95m，总建筑面积为119768，合同总工期为760日历天。

（2）地下室设计有永久性抗拔锚杆：

序号 项目 内容

1 成孔直径 150mm

2 抗拔承载力特征值 450KN

3 杆体钢筋 432

4 锚固体 M30水泥砂浆

5 水灰比 0.5

6 设计长度 7.0～11.0m

7 数量 907根

（3）地层岩性：根据勘察院提供地质报告，该工程所处土层分为三个亚层，强风化岩、中风化岩和微风化岩（泥质粉砂岩、砂砾岩），岩性特征如下：

强风化岩：该层层顶埋深12～24.10m，层底埋深14～24.60m，分布于大部分场地。

中风化岩：该层层顶埋深12～27.50m，层底埋深13.50～33.00m，平均厚度4.46m，分布于大部分场地。

微风化岩（泥质粉砂岩、砂砾岩）：该层层顶埋深18.50～33.00m，未揭穿。

（4）工程水文概况：场地地下水主要赋存于冲积砂层中，属于孔隙潜水；上部填土层中赋存上层滞水，富水性及透水性一般；深部地下水主要赋存于风化岩石裂隙中，属裂隙承压水，主要受大气降水和侧向径流补给影响。地下水的流向大致为由西北至东南，以渗透方式向珠江方向及周边低洼处排泄。

（5）现场周边环境概况：该工程四周环境较复杂，北侧为市政大道黄埔大道西，其他三侧均为在建工地。

前期准备

3.1 锚杆长度的再次确认

（1）图纸设计要求锚杆杆端入岩深度为：杆端入微风化岩不小于1m或入中风化岩不小于5m。前期设计图纸中根据地勘报告初步选定锚杆长度为7m～11m，并在设计图纸中根据轴网分布进行锚杆长的标识。而本工程在桩基施工前根据业主要求，逐桩完成了超前钻，形成超前钻详勘报告，对比现场初勘报告发现，现场地质条件相差较大，遂提出锚杆长度的再次确认。

（2）由于无法对锚杆逐一进行超前钻，同时为保证锚杆施工速度，经多方权衡协商，决定根据原人工挖孔桩超前钻资料确定抗拔锚杆长度，其长度重新调整为锚杆入中风化岩层7m（入强风化部位，按照3.3m长强风化岩强度相当于1m长中风化岩强度进行折算），各锚杆按照轴线网进行分区，统一进行编号，区域中各锚杆长度取该区域四周各超前钻数据最大值，两相邻轴网交界处的锚杆长度取两轴网中较大值。具体长度确认方式如下：

图1 锚杆长度确定示意图

1）345#锚杆在L～M轴交10～11轴区域中，超前钻数据（即括号内数据，根据人工挖孔桩超前钻柱状图换算得出的锚杆长度）最大值为15.0m，即345#锚杆长度为15.0m；

2）356#锚杆属于L～M轴与K～L轴两轴网交界处，L～M轴交10～11轴区域超前钻数据最大值为15.0m，K～L轴交10～11轴区域超前钻数据最大值为15.7m，即356#锚杆长度为15.7m。其他锚杆长度以此类推。

（3）长度确认方法经几方确认后，现场立即开展试锚工作，经过现场3根试锚结果，调整后锚杆长度可满足设计要求。

3.2 施工重难点分析及应对措施

施工重难点 分析 应对措施

施工场地复杂 锚杆工程施工与人工挖孔桩、基坑及承台土方开挖工程穿行，施工人员、机械设备繁多，对施工管理者的协调管理能力有很大挑战。 对整个施工场地进行分区，按后浇带位置共分为1、2、3、4四个区，根据现场实际情况，优先施工人工挖孔桩和承台土方开挖完成的区域，由点及面，由南向北流水施工，即先施工1、2区，再施工3、4区，交叉作业，保证整个施工有序进行。

锚杆施工时场地内障碍物较多 混凝土内支撑、集水井、塔吊基础等与锚杆点位冲突或构成影响。 在施工前，联系设计院进行调整。

锚杆锚固体M30

水泥砂浆在施工过程中容易堵管 在施工过程中，水泥砂浆凝结过快且和易性相对较差，如不及时清洗容易堵管。 在施工前，联系设计院进行调整。调整为相同强度的水泥浆。

锚杆头容易渗水 在锚杆成型后地下水容易沿锚杆边渗出，防水质量难以得到保证。 在施工前，联系设计院对锚杆头防水节点深化，加强该部位的防水处理。

3.3 机械选型

为了保证现场施工速度，本工程淘汰了传统的地质钻机，而选用新型DPJ-300型钻机成孔，其主要有如下特点：占地面积小、成孔速度快，遇岩层无影响，干成孔，现场安全文明施工易保证；此外还具有操作简便，成本低，适应范围广等特点。其主要技术参数为：凿孔直径，90－300（mm）；凿孔深度，0－120（m）；凿孔速度，600－1000（mm/min）；冲击频率，60－100（Hz）。

图2DPJ-300型钻机

3.4 施工安排

根据图纸设计，锚杆共907根，每台钻机施工的速度约为10根/天，考虑到现场实际施工情况，对应布置2台钻机即可满足施工进度要求。基于工期和设备考虑，将施工场地分为4个区进行施工。施工顺序为：2区1区4区3区。

图3 施工分区示意图

施工工艺

4.1 施工流程

图4 施工流程示意图

4.2 施工方法

4.2.1 施工准备

（1）现场开挖至基底标高，做好垫层，施工现场无杂物堆积。

（2）根据施工平面布置图，在施工现场准备好各种材料堆场，安设好钻机、电焊机、搅浆机、注浆泵等施工机械设备，并调试正常。

4.2.2 技术准备

（1）根据现场业主提供的坐标、标高进行基线复核。

（2）会同业主、监理、设计等各方有关人员做好图纸会审工作。

（3）认真熟悉地质报告及抗拔锚杆桩施工平面图，节点大样图等，编制切合实际的施工方案，并对各班组施工人员进行详细的技术、安全交底。

4.2.3 材料准备

（1）组织钢筋、水泥等原材料进场，报请监理验收并送检测中心检验，所用材料必须具备出场合格证并经试验复检合格方可投入使用。

（2）材料进场后堆放到指定堆放区，做好现场材料的防水，防潮措施。

4.2.4 试锚介绍

（1）根据《岩土锚杆技术规程》规定，锚杆极限抗拔试验采用的地层条件、杆体材料、锚杆参数和施工工艺必须与工程锚杆相同，且试验数量不应少于3根，结合现场施工条件以及钻孔柱状图综合考虑，选取三个比较有代表性的试验点。

（2）锚杆锚固段浆体强度强度达到15MPa或达到设计强度等级的 75%时可进行锚杆试验，最大试验荷载不应小于为锚杆设计拉力值的2 倍即900KN。锚杆极限抗拔试验应采用分级循环加荷，加荷等级和位移观测时间应符合相关规定。

（3）该工程试锚施工及抗拔试验结束后，由专业检测单位进行数据分析得出原图纸设计抗拔承载力特征值满足要求，可以按最新方案确认的锚杆长度进行施工。

4.2.5 测量定位

按设计施工图纸平整场地，用全站仪，测放出抗拔锚杆的孔位，并插钢筋标记，并编号。测放务必准确，要求测放过程中做好记录，检查无误后报监理审核，孔位放测完毕后保证偏差＜20。

4.2.6 钻机就位

锚杆孔定位后，即可移钻机就位，按照设计的锚杆倾角，调整好钻杆的角度，再适当调整钻机的位置，使钻头对准所要施工的锚杆孔位，锚杆倾角允许偏差为±1°。

图5 钻机就位

4.2.7 成孔

（1）锚杆成孔采用钻机干成孔（空气压缩机配合），钻孔直径为 150mm，钻孔位置纵横向偏差均不得大于±100mm。

（2）在钻进过程中，应精心操作，精神集中，合理掌握钻进参数及钻进速度， 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。

（3）达到设计深度后，不得立即停钻，稳钻 1～2min，防止底端头达不到设计的锚固直径以及后来的灌浆充分。

（4）每根锚杆的钻孔必须详细做好钻孔施工记录。

图6 成孔

4.2.8 护孔清孔

提钻后，应在钻孔孔口放入长2m的护壁套管，以保证孔口处不坍塌。当成孔达到设计深度后，注浆前用高压水清孔，排出孔内沉渣，直至孔口返出较为干净的无大量沉渣的水为止。但需注意清孔时间不宜过长，以防塌孔影响拔管及注浆质量。

4.2.9 锚杆制安

（1）锚杆体制作时，杆体的下料长度应综合考虑锚杆的设计长度、锚固的尺寸。 钢筋应先手工除锈，并涂刷不小于0.2mm厚的环氧树脂以防腐。

（2）将杆体固定在定位支架上，定位支架及保护层焊接应饱满。 本工程针对原设计中锚杆对中支架进行了优化，并申请了相关专利。

图7 原设计对中支架图8 优化后的对中支架（已获专利）

1）原设计对中支架采用镀锌钢管来连接锚杆钢筋，但是在制作锚杆过程中发现，钢筋无法固定在设计位置进行焊接，因此不能保证锚杆的制作质量；同时按此制作，常常无法或不便于加设用于保证锚杆钢筋保护层的对中支架，锚杆工程质量不能得到保证；并且按照原有技术制作锚杆，制作速度较慢。

2）如上图1、图2、图3、图4所示，优化后的对中支架由两个固位件1、4个对中件2构成，固位件1由铸铁加工而成，成圆柱体状，中间设有4个固位孔4，外侧设有4个圆弧限位口5呈均匀分布，固位件1的固位孔4与对中件2的尺寸一致，外侧的圆弧限位口5与锚杆钢筋3的尺寸一致；对中件2由圆钢弯制而成Ω型，每个对中件2的两端分别插入两个固位件1对应的固位孔4内并焊接在一起，对中件2并在固位件1的轴向方向。固位件1的尺寸、对中件2的尺寸、对中件2的数量、锚杆钢筋3的数量，固位孔4的数量、锚杆钢筋限位口5的数量可根据工程设计与施工要求进行调整。优化后的对中支架在使用中能起到固定钢筋位置，保证锚杆加工质量，提高加工速度、确保锚杆钢筋保护层的作用。同时该支架由工厂加工而成在现场直接运用。

（3）锚杆制作好后，将注浆管（事先检查有无破裂或堵塞）插入在锚杆体中，绑扎松紧合适，以注浆后较易拔出为宜，注浆管下端要比锚杆下端短20～30cm， 注浆管与锚杆一同下入孔中。下锚时应避免锚杆扭曲、弯折及各部件的松脱。下锚过程中若遇杆体无法下至孔底或注浆管明显回升过长时，应将杆体拔出并用钻机重新扫孔或安装好注浆管后再下锚。

图9 下锚

4.2.10 注浆

下放锚杆清孔后即可用注浆泵进行注浆，注浆压力为 0.5MPa，从孔底开始，注至孔口反浆。注浆过程中，当见到浆液从孔口外溢时 ，即可将注浆管逐步向外拔出，直至拔出孔口，要求保证孔内水泥浆饱满。若发现注浆量大减少或注浆管爆裂时，应将杆体及注浆管拔出，待更换注浆管后， 再下放锚杆体，若中途耽搁时间过长超过浆液初凝时间，应重新清孔、下锚、注浆。注浆过程应做好详细、完整的施工记录。因浆液凝固时收缩使浆体回落后，必须及时进行补浆。注浆后，在浆体强度未达到设计要求前，锚杆体不得承受外力或由外力引起的锚体移动。

图10 注浆

4.2.11 抗拔试验

锚杆施工完成后，应按规定对锚杆进行抗拔力检验，检验数量取锚杆总数的5%，试验要求同试锚阶段，即锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到设计强度等级的75%时可进行锚杆试验，最大试验荷载不应小于为锚杆设计拉力值的2倍即900KN。

图11 抗拔试验

特殊部位处理

5.1 锚杆头防水

锚杆头属于防水薄弱位置，应做相应的加强处理，本工程开工前即与设计院沟通增加防水加强做法，具体锚杆头防水做法如下：

图12 锚杆头防水大样

5.2 锚杆标高控制

锚杆设计大样图如下：

图13 锚杆大样图

对于现场可能出现的标高偏差进行提前考虑，将设计的锚杆顶部标高进行深化，高度在不影响底板钢筋绑扎的同时又可以作为底板钢筋绑扎的马凳（建议顶部标高较设计标高下移10cm，加长水平长度，保证锚固长度）。

5.3 无法施工或施工难度较大部位的处理

本工程抗拔锚杆设计较密集，部分锚杆位于集水井、坑、洞等处无法施工，且本工程塔吊基础设于地下室底板内，部分锚杆施工受到影响。

对于集水井、坑、洞等处施工受影响锚杆可与设计院联系对其位置进行微调，移至影响范围外；对于塔吊基础影响施工且无法调整位置的锚杆，经计算可用塔吊基础下方桩基础进行替换。如下所示：

施工需注意事项

（1）正式大面积施工前需进行试锚及抗拔试验，以确定设计锚杆长度及抗拔力承载力特征值是否合理。

（2）锚杆长度由设计院根据试锚结果及超前钻资料予以确定。

（3）钻孔中的钻进、出渣、清孔、注浆、二次补浆尽量一次完成。

（4）每日下班前需将现场渣土清除至指定场地。

（5）为防止塌孔，现场应采取“隔一钻一”。

（6）如果在施工过程中出现塌孔应用钻机进行二次清孔后及时注浆 。

结束语

本文就笔者全程参与的某工程锚杆施工工艺技术及遇到的问题予以介绍，不足及不尽之处，望各位同行不吝赐教之。

（该文发表于杂志名称、期刊号）