CN110144978A - 一种抗浮锚杆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种抗浮锚杆施工方法，采用改装振动沉管挤密碎石桩机作为锚杆机，将在端部套上活瓣式桩尖的套管通过振动方式沉入土中，在成孔的过程中，有效的将地下水及泥沙层隔离在管壁外侧，从而避免了塌孔及地下水的影响；然后用吊钩在套管内吊入锚杆钢筋，然后边灌注注浆材料边振动拔管，利用拔管时振动使注浆材料振捣密实，同时采用多次灌注浆料，并且加压注浆的方式注入浆料，保证了锚杆的成孔质量及砂浆强度；之后，通过锚杆自带注浆管进行二次加压注浆。本发明在降低成本，缩短工期、节省材料、提高质量，安全文明施工，保证环保卫生等方面，都具有独特的优势，同时也会带来良好的社会效益。

Description

一种抗浮锚杆施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种抗浮锚杆施工方法。

背景技术

抗浮锚杆，是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。抗浮锚杆，指的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，与抗压受力方向相反。目前国内抗浮锚杆施工主要是在基础底标高处进行，在土方开挖至设计标高后，开始进行抗浮锚杆的施工，施工顺序为：先钻孔，然后吊入锚杆主筋，将锚杆主筋伸入基础内一个锚固长度，最后进行基础的混凝土浇筑。

抗浮锚杆施工质量的好坏直接影响着建筑整体的安全性，抗浮锚杆的施工质量问题在建筑业一直是一个难题，采用传统的抗浮锚杆施工方法及施工机械，施工速度慢，经济效益低，施工质量难易保证，特别是在地下水较为丰富、地质条件为泥沙层地质，按照传统锚杆施工工序，施工过程中需要施工人员尤其注意避免出现塌孔，合理控制泥浆配合比、锚杆对中、孔深和标高等质量问题。

因此，需要改进传统的锚杆施工方法，尤其是在高水位泥砂层地质条件下，杜绝施工过程中塌孔、泥浆稀释、锚杆不居中、孔深及标高不一致等质量问题的发生，提高了抗浮锚杆的施工质量也大大缩短了抗浮锚杆的施工工期，减少了人力物力，带来经济效益和社会效益。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种抗浮锚杆施工方法，使用改装的锚杆机械进行抗浮锚杆施工，基本杜绝了施工过程中塌孔、泥浆稀释、锚杆不居中、孔深及标高不一致等质量问题的发生，提高了抗浮锚杆的施工质量也大大缩短了抗浮锚杆的施工工期，减少了人力物力。

一种抗浮锚杆施工方法，包括以下操作步骤：

1）振动沉管成孔：采用振动沉管挤密碎石桩机，将与抗浮锚杆的设计尺寸相适应的套管安装在振动沉管挤密碎石桩机上，并在套管的端部套上活瓣式桩尖后，振动沉入土层设计标高；

2）放入锚杆：在套管内吊入锚杆钢筋至设计标高处；

3）一次注浆及拔管：在套管内泵入预先配置搅拌均匀的水泥砂浆，注浆的同时将套管向上振动拔出，套管内注入水泥砂浆的速率与套管的拔管速率同步；

4）二次加压注浆：在一次注浆的水泥砂浆初凝强度达到指定强度后，采用加压注浆管向孔内进行二次加压注浆，完成二次加压注浆后，在孔内素浆初凝后进行补充注入水泥砂浆直至孔内浆液饱满。

可选的，步骤2）中的拔管采用倒打拔管的方法，用自由落锤小落距不小于40次/分钟，拔管速率≤1m/min。

可选的，一次注浆的注浆量以注满孔为准，充盈系数达1.2以上。

可选的，步骤1）振动沉管成孔采用的套管孔径与抗浮锚杆直径偏差≤2cm，设计深度1%≤成孔深度偏差≤500mm。

可选的，步骤4）中一次注浆的水泥砂浆初凝强度达到5.0MPa后向孔内进行二次加压注浆, 二次加压注浆的压力≥2.5MPa。

可选的，一次注浆采用的水泥砂浆配置采用的水泥为P.O42.5，灰砂比为水泥：中砂=1：1，水灰比为0.38~0.4。需要说明的是一次注浆的浆料中通常需要加入适量的微膨胀剂；二次注浆过程汇总为了提高浆体的早期强度，可以考虑加入适量的外掺剂，起到早强和膨胀的作用；在做配合比实验时，同时做掺加外加剂和不掺加外加剂的两组水泥浆的配合比。根据实验结果进行比较之后，根据实际需要再决定水泥浆是否掺加外加剂。

可选的，二次挤压注浆采用的水泥砂浆为水灰比为0.45~0.5的纯水泥浆。

可选的，二次加压注浆后还包括锚杆端部弯钩施工、及防水、防腐养护操作。

可选的，所述锚杆端部弯钩施工方法为：使用水准仪在锚杆钢筋弯曲处划线标记，采用液压弯曲机进行锚杆端部弯钩施工。

可选的，所述防水、防腐养护操作包括以下步骤：A：清理锚杆桩头，对穿过底板防水层的锚杆，在抗浮锚杆桩头四周150mm范围内涂刷1.2mm厚水泥基渗透结晶性防水涂料一层，并在抗浮锚杆桩头四周300mm范围内涂刷12mm厚聚合物水泥防水砂浆一道；

B：锚杆头外露锚杆体用防腐树脂、砂浆封闭；对基础底板与土层界面上下各200mm范围内的锚杆周身涂环氧树脂。

可选的，步骤2）放入锚杆前还包括首先制作锚杆，所述锚杆包括由两个钢筋间隔相悖设置组成的锚杆本体，锚杆本体上间隔焊接固定定位中心支架，锚杆本体两钢筋之间焊接固定注浆钢管（二次注浆使用）；进一步优选的，锚杆本体的钢筋为三级钢Φ22钢筋，注浆钢管为内径26mm,壁厚3mm的钢筋；定位中心支架为Φ10（HRB400）三级钢形成的三角形结构支架，三角形结构支架两相悖的端部具有延伸边，通过延伸边与锚杆本体每间隔1.0米焊接固定；三角形结构支架两相交的端部通过与锚杆本体钢筋平行的连杆连接。

本发明抗浮锚杆施工方法是针对性的解决施工工程中地下水位较高，基底持力层主要为细砂层，清孔工作较为困难，放置锚杆过程中会再次产生沉渣，施工过程中所遇到的塌孔、泥浆配合比改变、锚杆无法对中、孔深及标高不易控制等施工技术难题。

本发明施工方法创造性的改装振动沉管挤密碎石桩机作为锚杆机，将在端部套上活瓣式桩尖的套管通过振动方式沉入土中，在成孔的过程中，有效的将地下水及泥沙层隔离在管壁外侧，从而避免了塌孔及地下水的影响；然后用吊钩在套管内吊入锚杆钢筋，然后边灌注注浆材料边振动拔管，利用拔管时振动使注浆材料振捣密实，同时采用多次灌注浆料，并且加压注浆的方式注入浆料，保证了锚杆的成孔质量及砂浆强度；套管拔出土面后，通过吊钩调整锚杆钢筋顶部标高；之后，通过锚杆自带注浆管进行二次加压注浆，并在车库垫层施工完成后，采用液压弯曲机进行锚杆端部弯钩施工，以保证所有锚杆顶部弯钩标高及弯起方向一致，基本杜绝锚杆弯钩顶标高不一致现象的发生。

本发明施工方法相比传统抗浮锚杆施工方法具有以下有益效果：

1）节约成本：本发明施工方法无需采用泥浆护壁措施，有效的避免了注浆材料的浪费，节省注浆原材料6%-8%；

2）缩短工期：与传统抗浮锚杆施工相比，本发明施工工艺施工效率高，施工速度由传统的60min/根提升到20-30min/根，节约工期达1/2以上；

3）提高质量：与传统抗浮锚杆施工相比，本发明施工工艺在成孔的过程中，有效的将地下水及泥砂层隔离在管壁外侧，从而避免了塌孔及地下水的影响，同时结合振动拔管的作用，保证了锚杆的成孔质量及砂浆强度。

4）安全文明：与传统抗浮锚杆施工相比，本发明施工工艺施工起来简单快捷，大大降低了操作工人的施工难度，降低了安全风险。

5）环保卫生：与传统抗浮锚杆施工相比，本发明施工工艺泥浆浪费大大降低，避免了废泥浆的清理与外运，有效降低了污染，方便现场管理，提高了环保效益。

总之，本发明在降低成本，缩短工期、节省材料、提高质量，安全文明施工，保证环保卫生等方面，都具有独特的优势，同时也会带来良好的社会效益。

附图说明

图1是本发明实施例提供的抗浮锚杆施工方法的工艺流程图；

图2是本发明实施例提供的抗浮锚杆施工方法中采用的锚杆整体结构示意图；

图3是图2所示锚杆的A-A剖面图；

图4是图2所示锚杆整体结构中定位中心支架整体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的抗浮锚杆施工方法中锚杆顶部防水构造整体示意。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

下述实施例施工方法实施过程中采用的主要材料和主要设备如下表1和表2所示：。

表1主要材料配备表

序号	名称	类型	备注
				1	水泥	P.042.5	用于一次注浆及二次注浆的原材料
2	钢筋	三级钢22及三级钢10	用于制作锚杆及定位器的原材料。
				3	砂	中砂	用于一次注浆的原材料。
4	注浆钢管	Φ26mm*3mm	二次注浆使用。

表2 主要施工设备表

序号	机械或设备名称	备注
			1	振动沉管挤密碎石桩机	改装锚杆机用于成孔
2	注浆机	锚杆注浆
			3	双轮车	材料运输
4	电焊机	制作锚杆
			5	搅拌机	浆液搅拌

如图1所示，在实施下述实施例所述的抗浮锚杆施工方法之前按照传统的工程施工方法完成施工准备、桩位放样、定孔、振动沉管挤密碎石桩机（改装锚杆机）就位安装等施工过程。

预先按照图2~4所示的结构完成锚杆加工制作，锚杆包括由2根三级钢22钢筋1间隔相悖设置组成的锚杆本体，锚杆本体上间隔焊接固定定位中心支架3，以使锚杆体保持平行，保证锚杆在锚孔中心；定位中心支架为Φ10（HRB400）三级钢形成的三角形结构支架，三角形结构支架两相悖的端部具有延伸边4，通过延伸边4与锚杆本体每间隔1.0米焊接固定，三角形结构支架两相交的端部通过与锚杆本体钢筋平行的连杆5连接；锚杆本体两钢筋1之间焊接固定内径26mm,壁厚3mm的钢管作为注浆钢管2（二次注浆使用），长度为能满足能自孔底开始依次向上的注浆长度；

本实施例抗浮锚杆施工方法的具体操作步骤为：

1）振动沉管成孔

准备孔径与锚杆直径相等，且偏差≤2mm的套管，在套管端部安装活瓣式桩尖，将套管稳定固定在振动沉管挤密碎石桩机，振动沉管成孔，孔深达到设计要求；成孔过程中掌握锚孔中心度，防止锚孔偏斜，偏斜后应采取措施，重新成孔；

2）一次注浆及拔管

ⅰ水泥砂浆配制：配置水泥砂浆采用P.O42.5水泥，灰砂比为水泥：中砂=1:1，水灰比为0.39，水泥砂浆中添加适量微膨胀剂，将配置的水泥砂浆搅拌均匀，确保质量合格，低泌浆性；

ⅱ在孔内插入注浆管，注浆前先泵送清水至孔口返水以疏通管路，后采用常压泵送方法注浆，注浆前不得拔出注浆管，以保证锚杆底端注浆充实；注浆作业连续，注浆管要边注边拔，注浆管拔管高度不超出孔内浆液面；首次注浆量以注满孔为准，充盈系数达1.2以上；

ⅲ 注浆的同时拔套管，采用振动沉管挤密碎石桩机倒打拔管，用自由落锤小落距轻击≥40 次/min，拔管速度为1m/min；

3）二次高压注浆

ⅰ 待一次注浆体初凝强度达5.0MPa后，用高压注浆管进行通过注浆钢管进行二次高压注浆，压力≥2.5MPa,浆液采用水灰比为0.48的纯水泥浆；

ⅱ补浆：待孔内素浆初凝后，开动注浆泵先用清水冲洗孔内泥浆，再用上述方法注浆，直至孔内浆液饱满;

4）液压弯勾

在二次加压注浆及车库垫层施工完成后，采用液压弯曲机进行锚杆端部弯钩施工，施工前，使用水准仪在锚杆钢筋弯曲处划线标记，以便弯曲施工过程中更好控制锚杆标高，保证所有锚杆顶部弯钩标高一致。

5）防水、防腐

ⅰ如图5所示：清理锚杆桩头、与建筑车库筏板基础防水施工时一起做好抗浮锚杆的防水工作；对穿过底板6防水层7的锚杆，在抗浮锚杆桩头四周150mm范围内涂刷1.2mm厚水泥基渗透结晶性防水涂料一层，并在抗浮锚杆桩头四周300mm范围内涂刷12mm厚聚合物水泥防水砂浆一道；

ⅱ锚杆头外露锚杆体用防腐树脂、砂浆封闭；对基础底板与土层界面上下各200mm范围内的锚杆（钢筋）周身涂环氧树脂，预防锚筋因锈蚀而降低强度。

对比效果实验说明：

在郑州郑东新区白沙镇地下水位较高，基底持力层主要为细砂层的建筑施工地进行对比效果试验，一种施工方法按照上述实施例所述施工方法，采用振动沉管挤密碎石桩机组成的改装锚杆机进行振动沉孔和振动拔管施工，一种施工方法采用传统的钻杆机，在钻杆机上同轴固定套管，通过钻孔的方式进行施工。两种施工方法对比结果显示，采用振动沉孔结合振动拔管的施工方式能够完全避免出现塌孔、泥浆配合比改变的现象，并且注入砂浆更密实强度更高；然而，采用钻孔的方式施工虽然也采用钢管希望将水隔离在孔外，但是由于采用钻孔的施工方式不可避免的在钻孔过程中低水位的地质条件仍然会存在地下水进入孔内，并且会出现沉渣塌孔的现象，水泥浆配合比改变，影响砂浆的质量。

对比两种施工方法，本实施例施工方法的施工效率高、水泥砂浆使用量少，成本低。

说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种抗浮锚杆施工方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

1）振动沉管成孔：采用振动沉管挤密碎石桩机，将与抗浮锚杆的设计尺寸相适应的套管安装在振动沉管挤密碎石桩机上，并在套管的端部套上活瓣式桩尖后，振动沉入土层设计标高；

2）放入锚杆：在套管内吊入锚杆钢筋至设计标高处；

3）一次注浆及拔管：在套管内泵入预先配置搅拌均匀的水泥砂浆，注浆的同时将套管向上振动拔出，套管内注入水泥砂浆的速率与套管的拔管速率同步；

4）二次加压注浆：在一次注浆的水泥砂浆初凝强度达到指定强度后，采用加压注浆管向孔内进行二次加压注浆，完成二次加压注浆后，在孔内素浆初凝后进行补充注入水泥砂浆直至孔内浆液饱满。

2.如权利要求1所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，步骤2）中的拔管采用倒打拔管的方法，用自由落锤小落距不小于40次/分钟，拔管速率≤1m/min。

3.如权利要求2所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，一次注浆的注浆量以注满孔为准，充盈系数达1.2以上。

4.如权利要求2或3所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，步骤1）振动沉管成孔采用的套管孔径与抗浮锚杆直径偏差≤2cm，设计深度1%≤成孔深度偏差≤500mm。

5.如权利要求1所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，步骤4）中一次注浆的水泥砂浆初凝强度达到5.0MPa后向孔内进行二次加压注浆，二次加压注浆的压力≥2.5MPa。

6.如权利要求5所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，一次注浆采用的水泥砂浆配置采用的水泥为P.O42.5，灰砂比为水泥：中砂=1：1，水灰比为0.38~0.4。

7.如权利要求6所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，二次挤压注浆采用的水泥砂浆为水灰比为0.45~0.5的纯水泥浆。

8.如权利要求1所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，二次加压注浆后还包括锚杆端部弯钩施工、及防水、防腐养护操作。

9.如权利要求8所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，所述锚杆端部弯钩施工方法为：使用水准仪在锚杆钢筋弯曲处划线标记，采用液压弯曲机进行锚杆端部弯钩施工。

10.如权利要求8所述的抗浮锚杆施工方法，其特征在于，所述防水、防腐养护操作包括以下步骤：

A：清理锚杆桩头，对穿过底板防水层的锚杆，在抗浮锚杆桩头四周150mm范围内涂刷1.2mm厚水泥基渗透结晶性防水涂料一层，并在抗浮锚杆桩头四周300mm范围内涂刷12mm厚聚合物水泥防水砂浆一道；

B：锚杆头外露锚杆体用防腐树脂、砂浆封闭；对基础底板与土层界面上下各200mm范围内的锚杆周身涂环氧树脂。