提高预应力锚杆抗拔承载力施工工法探析

提高预应力锚杆抗拔承载力施工工法探析

摘要：本文结合工程实例，分析了在不大幅度增加成本的前提下，通过改进抗浮锚杆的施工工艺，加强各专业工序协调配合，将抗拔锚杆的抗拔承载力提高到一个新的水平，解决地下水位较高情况下锚杆处基础节点防水施工难题。

关键词: 抗浮锚杆; 抗拔承载力; 防水; 施工工法;改进措施 abstract: combining with the project example, the article has analyzed in not significantly increase the cost of the premise, through improving the construction process of the fe asibility, strengthen the professional coordination process, will fight the resistance of the bearing capacity bamao stem pull up to a new level, solve the underground water level under high in the basic node waterproof construction problems.

keywords: fe asibility rock bolt; resistance to pull out bearing capacity; waterproof; construction methods; improvement measures

中图分类号：tu394文献标识码：a 文章编号： 1 工程概况

湖南某商业广场总建筑面积63 314. 39m2，其中地上47 868. 66m2，地下15 445. 73m2。主体建筑4 层，地下1层。地下室设有仓库等重要场所，防水等级为 i 级，采用 4mm 厚聚氨酯防水涂

料。由于工程邻近江边，地下水位较高，设计有898 根预应力抗浮锚杆(见图 1)，锚杆孔径110mm，预应力筋采用s12. 7mm 钢绞线，每束3根，锚杆全长13～14m，锚杆下段锚入花岗岩层≥8. 2m，先灌浆成锚固体，上部自由段长度约5m，待基础筏板混凝土施工完成并达到一定强度后进行张拉，然后对自由段灌浆完成锚杆施工，最后锚具处要进行防水和封锚处理。应确保锚杆抗拔承载力280kn，锚杆试验桩抗拔承载力440kn，同时确保其节点和地下室的防水质量达到 i 级。

图 1 预应力抗浮锚杆 2 施工难点及影响因素分析 抗浮锚杆抗拔承载力保证

通过分析试验数据和锚杆的破坏情况，锚杆 的破坏形式主要有锚固体破碎、钢绞线从锚固体中拉出以及部分锚固体从土体中拉出3种。应通过对施工工艺的改善，有效提高抗浮锚杆的抗拔承载力性能。

2) 节点防水施工抗浮锚杆防水是整个地下室防水的关键。从地下承压水渗流路径分析，需要解决的问题有:①穿越基础筏板的锚杆套管外侧防水处理;②套管内注浆密实;③锚杆顶部封锚预留坑内防水处理。

3改进的施工工艺流程

多专业施工穿插配合直接影响抗拔承载力和防水质量，其改进的施工工艺流程:钻机钻孔→清孔返渣→灌锚固浆体→锚索制作及

防腐蚀→下放锚索→下放自由段套管→接波纹管→基础垫层施工→垫层及波纹管外侧防水→基础筏板钢筋绑扎→锚垫板安装→封锚坑模板安装→筏板混凝土浇筑→养护→锚索张拉锚固→孔道灌浆→封锚坑内防水处理→封锚坑混凝土浇筑。 4 施工工艺及改进措施 4. 1 钻孔影响因素及改进 保证钻孔垂直度

采用回旋钻机配金刚石钻头钻孔。在每个孔位施工前，钻机底座应垫平，钻杆角度应采用罗盘校核。钻进过程中遇孤石等有可能使钻孔出现偏差，将直接影响锚索受力，必须随时观测钻杆垂直度，将其偏差控制在 1% 内。 保证锚固端入持力层深度

为保证钢绞线锚固端嵌入中风化花岗岩深度满足设计要求，应结合地质勘察情况，随时取样观察。当发觉钻机钻进困难时，及时捞渣取样进行辨别，经甲方和监理单位共同鉴定，确定已进入持力层以后，可继续进行成孔施工，直至嵌入深度满足设计要求。在岩层段施工过程中，应根据岩层硬度和钻进情况及时调整气压及钻进速度，气压一般控制在 8～10mpa，确保锚固段深度符合设计要求，避免因锚固深度不足而影响锚固段的锚固效果。 4. 2 清孔返渣影响因素及改进 护壁浆液相对密度

清孔返渣时，必须随时注意调整护壁浆液的相对密度，一般控

制在 1. 15 ～ 1. 20，现场应配备泥浆密度计随时检测。浆液通过中空钻杆与外部的泥浆池进行反复循环，直至翻浆均匀，以确保浆液密度达到最好的清孔返渣效果。 去除锚固体与周围土体或岩体之间的泥皮

原工艺采用黏土泥浆护壁，这样在灌注水泥净浆时不能有效去除黏附于孔壁上的泥皮，造成锚固体与周围土体或岩体之间形成一层黏土隔离层，降低了锚固体与周围土体或岩体之间的摩擦力，从而降低了锚索的抗拔承载力。为去除这层隔离泥皮，对施工工艺进行了改进，在原来护壁使用的黏土泥浆中掺加水泥浆，在钻孔过程中随着进尺深度的不断增加而添加，保证钻孔水泥用量≥50kg/m，并随时根据进尺深度和护壁浆液的密度对水泥浆添加量进行调整，降低泥浆用量，有效去除了锚固体与周围土体或岩体之间的泥皮。 4. 3 锚固浆体灌注影响因素及改进 1)提高锚固浆体强度

原工艺中采用纯水泥浆灌注，致使水泥浆固化效果不够理想。经分析论证，决定在水泥净浆中掺加早强剂(nc-4)和膨胀剂(uea)，掺加比例分别为水泥用量的 3% 和 7% ，使锚固浆体强度能尽快增长，并且使其在孔洞中产生适量的膨胀，这样增加了锚固体与周围土体之间的摩阻力，在提高浆体强度的同时，增强浆体与土体的黏结性能，在一定程度上改善了抗拔锚索的受力性能。 灌浆压力及补浆高度控制

灌浆时宜将水灰比控制在0. 4～0. 5，灌浆压力一般≥0. 4mpa，

也不宜 >2mpa。整个灌浆过程应连续进行，中间不应有停顿，采用测锤及计算方法控制灌浆体高度，预留出锚杆自由段高度，因此二次补浆应及时。

4. 4 下放锚索中影响因素及改进

为避免钢绞线在孔洞中因自重而呈“s”形弯曲，保证钢绞线固定在锚固浆体的中心轴，应从钢绞线的制作和安放两个方面进行改进。

锚索制作及防腐蚀

成孔并经各方共同验收后，根据实际孔深制作锚索，为防止下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人，将钢绞线放在用钢管搭设起的井字形安全架内，下料时将钢绞线成盘卷装在安全架内，从盘中央抽出，并采用环氧树脂漆进行防腐蚀处理，钢绞线应提前编扎成锚索，每束 3 根。 锚索安放

灌浆完毕应尽快安设锚索，以防浆液沉淀无法顺利下索或无法下放到位。为保证锚索在孔洞中的位置，先在孔口处校直后下放，采用定制对中支架(见图 2)，将锚索的上端吊起，使其缓慢地下放到孔底而始终处于直立的悬挂状态，防止锚索端部插入土层段孔壁内影响下索工作及扰动的土颗粒滑落至锚固段内，以免影响水泥浆的纯度。下索后应随时观察孔口浆 液的下沉情况，当浆液下沉明显(下沉量≥1.50m)时，应及时补浆，以免浆液沉淀后影响到二次灌浆液间的黏结效果。锚索顶端可临时固定在对中支架上。