CN106013143B - 一种地下工程抗浮体系施工用锚杆及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下工程抗浮体系施工用锚杆及施工方法，锚杆包括锚杆骨架，所述锚杆骨架的顶部固定安装有带有垫板的锚头，所述锚杆骨架包括导管，所述导管的内部设置有注浆管一，且该导管的外部固定安装有注浆管二。本发明的有益效果为：采用传统支护型锚杆施工机械，解决了传统工艺在高强度硬岩下施工抗浮桩的施工难度大、功效低；施工周期长，投入成本高；进度慢导致开挖与结构施工两工序不能有效衔接的缺点；实现了进度快、质量好，给企业带来较大的经济效益。

Description

一种地下工程抗浮体系施工用锚杆及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种地下工程抗浮体系施工用锚杆及施工方法。

背景技术

近年来，城市地下工程发展迅速。南部沿海地区地下工程多处于弱风化岩石之上，加上近海富水地层，结构对抗浮的要求相对较高，浮力克服不了将给工程造成巨大损失，结构的开裂、使用年限降低，而传统抗浮往往采用抗拔桩设计，且抗拔桩在硬岩上的施工又是对传统施工工艺的考验。

传统的抗拔桩设计与施工的方法是：1)采用机械在围护结构施工初期进行施工，此方法在硬岩中施工难度大，成本高，周期长；2)基坑开挖结束后人工挖孔桩施工，此工法耗费人工多，且功效低，周期长，成本高。

传统抗拔桩设计与施工的缺点是：1）施工成本高；2）施工周期长；3）不能够使开挖与结构施工两工序有效衔接。

因此，研制出一种快速、高效的抗浮体及施工方法，便成为业内人士亟需解决的问题。

发明内容

本发明的提出了一种地下工程抗浮体系施工用锚杆及施工方法，采用传统支护型锚杆施工机械，解决了传统工艺在高强度硬岩下施工抗浮桩的施工难度大、功效低、施工周期长，投入成本高、进度慢导致开挖与结构施工两工序不能有效衔接的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，包括锚杆骨架，所述锚杆骨架的顶部固定安装有带有垫板的锚头，所述锚杆骨架包括导管，所述导管的内部设置有注浆管一，且该导管的外部固定安装有注浆管二。

进一步地，所述导管的外部圆周均布有4根支撑筋。

进一步地，所述支撑筋的材质为PSB1080。

进一步地，所述导管的固定连接有与所述支撑筋对应的限位筋。

进一步地，所述垫板内设置有加劲板。

进一步地，所述注浆管一为φ25mm的PVC袖阀管。

进一步地，所述注浆管二为普通PVC管。

进一步地，所述锚杆骨架均布有若干定位器。

本发明还提供一种采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法，包括以下步骤：

1）钻孔施工，利用潜孔钻机进行锚杆孔的施工；

2）清孔，利用清水清孔以排出残留在孔内的沉渣，直至孔口返水较干净、无大量沉渣为止；

3）锚杆安装，利用人工或机械将本发明上述的锚杆置入孔中；

4）孔内注浆，注浆采用二次注浆方式，第一次注浆使用注浆管二，压力为0.5MPa，第二次注浆使用注浆管一，压力为4MPa，第二次注浆应在第一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0MPa后用高压注浆泵进行，并且第二次注浆需掺入占水泥用量10%的微膨胀剂；

5）安装锚头，锚杆注浆锚固完成后，将垫板安装在锚杆骨架上，并扭紧YGM32螺母，使其与垫板紧密接触；

6）防水处理，在孔口处安装缓膨性止水条进行封口，并在地下工程抗浮体系施工用锚杆周围的地表上设置防水垫层；

7）锚固底板，在防水垫层表面涂刷钢筋环氧防锈涂层，将锚杆设置有锚头的一端锚入底板或底板梁中，锚入深度大于等于二分之一底板或底板梁厚度，并与底板或底板梁中的结构钢筋绑扎连接。

进一步地，所述防水垫层从下到上依次包括150mm厚混凝土垫层、优质水泥基渗透结晶型防水涂层、丁基橡胶密封胶粘带、防水卷材、50mm厚细石混凝土保护层和丁基橡胶密封胶粘带。

本发明的有益效果为：采用传统支护型锚杆施工机械，解决了传统工艺在高强度硬岩下施工抗浮桩的施工难度大、功效低；施工周期长，投入成本高；进度慢导致开挖与结构施工两工序不能有效衔接的缺点；实现了进度快、质量好，给企业带来较大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的地下工程抗浮体系施工用锚杆的整体结构示意图；

图2是图1所示的地下工程抗浮体系施工用锚杆的1-1的剖视图；

图3是图1所示的定位器的结构示意图；

图4是本发明实施例所述的采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法的钻孔施工示意图；

图5是图4所示的采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法的清孔示意图；

图6是图4所示的采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法的二次注浆示意图；

图7是图4所示的采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法的锚头安装形式示意图；

图8是图4所示的采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法的防水处理示意图；

图9是图4所示的采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法的锚固底板示意图。

图中：

1、锚杆骨架；2、垫板；3、锚头；4、导管；5、注浆管一；6、注浆管二；7、支撑筋；8、限位筋；9、加劲板；10、定位器；11、缓膨性止水条；12、防水垫层；13、钢筋环氧防锈涂层；14、底板；15、结构钢筋；16、水泵；17、胶皮软管；18、沉渣。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3和图6所示，根据本发明实施例所述的一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，包括锚杆骨架1，所述锚杆骨架1的顶部固定安装有带有垫板2的锚头3，所述锚杆骨架1包括导管4，所述导管4的内部设置有注浆管一5，且该导管4的外部固定安装有注浆管二6。

其中，所述导管4的外部圆周均布有4根支撑筋7；其中，所述支撑筋7的材质为PSB1080；其中，所述导管4的固定连接有与所述支撑筋7对应的限位筋8；其中，所述垫板2内设置有加劲板9；其中，所述注浆管一5为φ25mm的PVC袖阀管；其中，所述注浆管二6为普通PVC管；其中，所述锚杆骨架1均布有若干定位器10。

如图4-9所示，根据本发明实施例所述的一种采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法，包括以下步骤：

1）钻孔施工，利用潜孔钻机进行锚杆孔的施工；

2）清孔，利用清水清孔以排出残留在孔内的沉渣18，直至孔口返水较干净、无大量沉渣18为止；

3）锚杆安装，利用人工或机械将本发明实施例所述的锚杆置入孔中；

4）孔内注浆，注浆采用二次注浆方式，第一次注浆使用注浆管二6，压力为0.5MPa，第二次注浆使用注浆管一5，压力为4MPa，第二次注浆应在第一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0MPa后用高压注浆泵进行，并且第二次注浆需掺入占水泥质量10%的微膨胀剂；

5）安装锚头，锚杆注浆锚固完成后，将垫板2安装在锚杆骨架1上，并扭紧YGM32螺母，使其与垫板2紧密接触；

6）防水处理，在孔口处安装缓膨性止水条11进行封口，并在地下工程抗浮体系施工用锚杆周围的地表上设置防水垫层12；

7）锚固底板，在防水垫层12表面涂刷钢筋环氧防锈涂层13，将锚杆设置有锚头3的一端锚入底板14中，锚入深度大于等于二分之一底板14厚度，并与底板14中的结构钢筋15绑扎连接。

其中，所述防水垫层从下到上依次包括150mm厚混凝土垫层、优质水泥基渗透结晶型防水涂层、丁基橡胶密封胶粘带、防水卷材、50mm厚细石混凝土保护层和丁基橡胶密封胶粘带。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

1、制作锚杆

(1)如图1-3和图6所示，根据锚固长度以及设计要求，并考虑与底板的锚固段长度，将φ60mm的钢管以及4根PSB1080（精轧螺纹钢）材质的支撑筋7共同组成锚杆骨架1，为了固定支撑筋7，在锚杆骨架1上设置了十字形分布的限位筋8和定位器10，将两根注浆管捆绑在杆体锚筋骨架上，两根注浆管一般比锚杆骨架1的下端短150mm，注浆管二6绑扎松紧适度，以注浆后较易拔出为宜，注浆管一5应绑扎密实，注浆完毕将注浆管割断，注浆管一5和注浆管二6用塑料扎丝与锚杆骨架1连接；注浆管二6采用普通PVC管，位于导管4外部，注浆管一5采用直径25mm的PVC袖阀管，位于导管4内部。

(2)锚杆骨架1上每间距1500mm(按设计要求)处设置一定位器，保证骨架制作平顺，焊接牢固。锚杆骨架1的保护层不小于25mm。

2、钻孔施工

(1)如图4所示，岩层采用潜孔钻机配合空压缩机进行作业成孔，成孔直径300mm，注浆前保证孔干净。

(2)成孔垂直度允许偏差应≤2%，结合现场实际，调整施工工艺，保证成孔顺利。

3、清孔

如图5所示，水泵16通过胶皮软管17向孔内灌注清水来排出残留在孔内的沉渣18，直至孔口返水较干净、无大量沉渣18为止，但清孔时间不宜过长，以防塌孔影响注浆质量。

4、锚杆安装

(1)锚杆制作完成后，下锚前检查注浆管有无破裂或堵塞，接口处是否牢固。

(2)结合设计的杆体长度和现场实际，可用人工、机械等将锚杆吊入孔中，安放时避免锚杆扭曲、弯折及部件松脱。下锚过程中若遇杆体无法下至孔底时，应将杆体拔出并用钻机重新扫孔后再下锚。

(3)杆体下至孔位后，应测量顶部标高，并做记录，保证整体平整，以防杆体在混凝土底板中的锚固长度不够或影响混凝土底板受力钢筋的安放。

5、孔内注浆

(1)如图6所示，压力注浆是锚杆施工中的一个重要工序。施工时，应将有关数据记录下来，以备将来查用。注浆的作用是：①形成锚固段，将锚杆锚固在土层中；②防止钢拉杆腐蚀；③充填土层中的孔隙和裂缝。

(2)注浆采用孔底返浆法，第一次注浆从孔底开始，注至孔口反浆，然后手动缓缓将注浆管二6拔除，减少注浆管壁带出浆液。注浆采用聚丙烯酸酯乳液与水泥砂浆粉料两种材料，首先搅拌乳液一分钟，然后加入粉料将两者搅拌均匀即可，乳液与粉料质量比为1:4。

(3)地下工程抗浮体系施工用锚杆的注浆采用二次注浆方式，第一次注浆压力为0.5MPa，第二次注浆压力为4MPa，第二次注浆应在第一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0MPa后(用同条件试块来确定强度)，用高压注浆泵进行，第二次注浆掺入占水泥用量10%的微膨胀剂。由于浆体凝结收缩，应在孔口处随时补浆。注浆时，当见到浆液从孔口外溢时，剪断注浆管一5，注浆应连续进行，不得中断。

(4)第二次注浆，通过注浆泵增加径向压应力，观察油压表，确定压力注浆增大到4MPa。由于挤压作用，使锚杆周围受到压缩，提高地下工程抗浮体系施工用锚杆与岩石的内摩擦角。因此，二次灌浆法可以显著提高锚杆的承载能力。

6、安装锚头

如图6所示，锚杆注浆锚固完成后，将垫板2安装在锚杆骨架1上，并扭紧YGM32螺母，使其与垫板2紧密接触。

7、防水处理

如图8所示，地下工程抗浮体系施工用锚杆防水采用全包防水，防水等级为一级。施工期间应通过降水和堵水措施，作到无水作业。在孔口处安装缓膨性止水条11进行封口，并在地下工程抗浮体系施工用锚杆周围的地表上设置防水垫层12，防水垫层12为多层结构，由下到上依次为150mm厚混凝土垫层、优质水泥基渗透结晶型防水涂层、丁基橡胶密封胶粘带、防水卷材、50mm厚细石混凝土保护层和丁基橡胶密封胶粘带，操作时需应加强防水材料收口处理，确保收口处的防水效果。

8、与底板锚固

如图9所示，在防水垫层12表面涂刷钢筋环氧防锈涂层13，将锚杆设置有锚头3的一端锚入底板14或底板梁中，锚入深度大于等于二分之一底板14或底板梁厚度，并与底板14或底板梁中的结构钢筋15绑扎连接。

综上所述，借助本新型实用的上述技术方案，采用传统支护型锚杆施工机械，解决了传统工艺在高强度硬岩下施工抗浮桩的施工难度大、功效低；施工周期长，投入成本高；进度慢导致开挖与结构施工两工序不能有效衔接的缺点；实现了进度快、质量好，给企业带来较大的经济效益。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，包括锚杆骨架（1），其特征在于，所述锚杆骨架（1）的顶部固定安装有带有垫板（2）的锚头（3），所述锚杆骨架（1）包括导管（4），所述导管（4）的内部设置有注浆管一（5），且该导管（4）的外部固定安装有注浆管二（6），所述注浆管二（6）用于第一次注浆，所述注浆管一（5）用于第二次注浆。

2.根据权利要求1所述的一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，其特征在于，所述导管（4）的外部圆周均布有4根支撑筋（7）。

3.根据权利要求2所述的一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，其特征在于，所述支撑筋（7）的材质为PSB1080。

4.根据权利要求3所述的一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，其特征在于，所述导管（4）固定连接有与所述支撑筋（7）对应的限位筋（8）。

5.根据权利要求4所述的一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，其特征在于，所述垫板（2）内设置有加劲板（9）。

6.根据权利要求5所述的一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，其特征在于，所述注浆管一（5）为φ25mm的PVC袖阀管。

7.根据权利要求6所述的一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，其特征在于，所述注浆管二（6）为普通PVC管。

8.根据权利要求7所述的一种地下工程抗浮体系施工用锚杆，其特征在于，所述锚杆骨架（1）均布有若干定位器（10）。

9.一种采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）钻孔施工，利用潜孔钻机进行锚杆孔的施工；

2）清孔，利用清水清孔以排出残留在孔内的沉渣（18），直至孔口返水较干净、无大量沉渣（18）为止；

3）锚杆安装，利用人工或机械将锚杆置入孔中，所述锚杆包括锚杆骨架（1）所述锚杆骨架（1）的顶部固定安装有带有垫板（2）的锚头（3），所述锚杆骨架（1）包括导管（4），所述导管（4）的内部设置有注浆管一（5），且该导管（4）的外部固定安装有注浆管二（6）；

4）孔内注浆，注浆采用二次注浆方式，第一次注浆使用注浆管二（6），压力为0.5MPa，第二次注浆使用注浆管一（5），压力为4MPa，第二次注浆应在第一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0MPa后用高压注浆泵进行，并且第二次注浆需掺入占水泥用量10%的微膨胀剂；

5）安装锚头，锚杆注浆锚固完成后，将垫板（2）安装在锚杆骨架（1）上，并扭紧YGM32螺母，使其与垫板（2）紧密接触；

6）防水处理，在孔口处安装缓膨性止水条（11）进行封口，并在地下工程抗浮体系施工用锚杆周围的地表上设置防水垫层（12）；

7）锚固底板，在防水垫层（12）表面涂刷钢筋环氧防锈涂层（13），将锚杆设置有锚头（3）的一端锚入底板（14）中，锚入深度大于等于二分之一底板（14）厚度，并与底板（14）中的结构钢筋（15）绑扎连接。

10.根据权利要求9所述一种采用锚杆的地下工程抗浮体系施工方法，其特征在于，所述防水垫层从下到上依次包括150mm厚混凝土垫层、优质水泥基渗透结晶型防水涂层、丁基橡胶密封胶粘带、防水卷材、50mm厚细石混凝土保护层和丁基橡胶密封胶粘带。