地下室抗浮錨桿施工如何保證抗拔力?

由于建筑功能與地下空間開發(fā)利用,許多建筑物常常設置普通梁板結構的地下車庫。地下結構設計、施工都要面臨地下水位對地下室產生的浮力。尤其是大型單建式地下車庫或上部建筑結構為低層的建筑,更需通過抗浮驗算來確定抗拔力,選擇不同的抗浮措施。
地下室浮力為基礎底板底水壓力與地下室頂板頂水壓力之差。在設計過程中,地下水埋深不僅要勘察現(xiàn)場地下水的水位高度,而且要考慮區(qū)域防洪水位的高程,以確保結構安全和抗裂。
地下室抗浮有多種措施:
1、配重法:通常在地下室頂板上覆一定厚度的土體,作為綠化景觀用地,或建停車場,或者在結構設計時,考慮增加頂板厚度,擴大基礎底板面積,增加底板板厚等等,這些措施,其核心是依靠結構自重來抵抗浮力;
2、抗浮樁法:常在柱下、外墻處或縱橫墻交合處布置抗浮樁,利用樁體自重與樁側摩阻力來提供抗拔力,實現(xiàn)抗浮的目的;
3、降截排水法:主要是通過降水,排水、截水措施,減少地下水的浮力作用。采用的降、排水措施一般是在底板下設置濾水層和排水管道,將水匯集到排水井,采用機械抽水排除,或者采取設置無浮力底板,通過設置泄水孔減壓實現(xiàn)。為保證基坑開挖安全而采用的止水帷幕,也是一種較好的截水措施。另外,也可以通過地下室外側設置排水溝來解決地下水對地下室結構產生的浮力影響。
4、抗浮錨桿:抗浮錨桿是用一組鋼拉桿,采用高壓注漿工藝,通過鉆孔,將漿液灌注到巖土層一定深度,當錨桿體固結后的水泥結石體與錨桿、巖土緊密握裹,形成抗拔力。錨桿的所受的拉力通過其握裹力傳遞到錨桿體,錨固段土層摩阻力傳遞到穩(wěn)定土層,形成抗拔力。
抗浮錨桿長度通常由自由段與錨固段兩個部分組成,自由段長度是根據(jù)結構與穩(wěn)定土層之間距離決定。錨固段長度取決于設計抗拔力與地層摩阻力。因此,錨桿的抗拔力作用必須具備錨桿自身強度、錨固段砂漿與錨桿的握裹力、錨固段土層提供的摩阻力、錨桿灌漿工藝與質量、錨桿在土體中的穩(wěn)定性,包括抗腐蝕耐久性等要求。當錨桿體在進入被節(jié)理分割的巖塊時,必須穿越該巖塊。
抗浮錨桿在巖土層埋深不深的條件下,具有一定的優(yōu)勢,但是在地層復雜、巖土層起伏變化大、土巖交互的復雜地質條件下,特別是一旦遇有較弱土層且地下水位較高的土層時,抗浮錨桿施工工藝條件和操作質量十分重要,這關系到抗浮錨桿能否有效地提供抗拔力,確保達到設計要求的抗拔力指標,是一個極大地考驗。
錨桿能否發(fā)揮抗拔力作用,關鍵取決于錨桿體握裹力和土體形成的抗剪力。
錨桿施工工藝一般為制錨—測量定位—機械對中—鉆孔—安放拉桿—制備漿料—壓力灌漿—張拉錨固。
在上述工藝中,壓力灌漿是錨桿施工中的一個重要工藝,壓力灌漿的作用是形成錨固段,使錨桿錨固在土層中,壓力灌漿有一次灌漿和二次灌漿兩種,二次灌漿在錨桿施工中最為重要。
首先,應選擇最佳水灰比,使水泥漿有足夠的流動性,便于壓力泵將其順利壓入鉆孔,清除孔內殘余水和泥漿。嚴格控制制漿過程,防止水灰比或高或低;
其次,掌握二次灌漿漿液的初凝時間,以便于成功形成錨固體的直徑擴大,使錨桿固體與土體接觸面擴散。由于壓力灌漿的擠壓作用,錨固體周邊土體受到壓縮,孔隙比減小,土體的內摩擦角提高了,增加了徑向壓應力,從而保證錨桿抗拔力。
再次,鋼拉桿定位控制也很關鍵,無論是單根鋼拉桿,還是鋼鉸束,應使用定位器,使拉桿在孔內位置居中,這時水泥結石體包裹才能均勻。