河道回填区域旋喷注浆抗浮锚杆施工

易登华 彭德坤 李大可 华雄一 程小龙 张子龙

【摘要】抗浮锚杆技术因其在设计、施工、建造成本的优势，被广泛应用于基础抗浮工程，但在特殊地质条件下，采用傳统抗浮锚杆施工难以保障成孔和注浆质量，因此需要采用创新工法工艺，采用护筒跟管成孔和高压旋喷注浆来提高抗浮锚杆的工作性是提高锚杆施工质量的有效手段。文章以成都天府国际机场航站区施工总承包四标段项目为例，将河道回填区域旋喷注浆抗浮锚杆施工技术作为主要背景，论述了新型抗浮锚杆的工艺工法和控制要点。

【关键词】房屋建筑;抗浮锚杆;旋喷注浆

【中图分类号】 TU472.3＋6          【文献标志码】 B

在建筑设计及现场实施过程中，抗浮锚杆凭借其设计简单、施工效率高且成本优势明显等特点而被作为设计常用的抗浮方式[1]，但如何在丰水季节，城市内涝下，河道回填地质上完成抗浮锚杆的施工，成为现场实际施工时抗浮锚杆研究的重点。本文结合成都天府机场航站区施工总承包四标段项目实践，针对河道回填地质条件下抗浮锚杆的施工展开立项研究，多种成孔注浆工艺进行对比分析，通过项目的实践证明河道回填环境下旋喷注浆抗浮锚杆施工工法安全可靠质量优良，对于解决河道回填地质条件下的抗浮锚杆施工作业具有重要的指导意义。

1工程概况

成都天府机场航站区施工总承包四标段项目，河道回填土区域主要为公共运控中心-公共设施监控楼，回填土为素填土（主要成分为黏性土，含少量碎石角砾）。压实填土（主要成分为含碎石黏性土与碎石土），地下室共有抗浮锚杆216根，锚杆成孔直径小150 mm，单根锚杆轴向拉力标准值Nak为303 kN，钢筋在筏板的锚固段长度 L a2不小于1.1 m;锚杆锚固总长度 L a1不小于7.6 m。

2优势分析

传统抗浮锚杆施工的成桩质量受地质影响严重，对于含水丰富地层易塌孔，丰水季节施工时浆液易随地下水冲刷而流失，难以形成有效桩身，在河道回填区域使用传统抗浮锚杆施工更是难以满足设计及施工质量要求。若采用抗浮桩施工，受环境条件、施工条件影响大，机械、人工及材料成本又会大大增加[2]。而使用旋喷注浆抗浮锚杆施工，将回填土体中的细小土粒与浆液结合形成成桩密实、抗拔力高的锚杆体，完美解决河道回填区域抗浮锚杆施工成桩困难的难题，同时抗浮锚杆高压旋喷注浆在时间上缩短了工期，减少了各种材料和机械设备的使用周期，节约了成本，提高了劳动生产率，同时满足了质量要求。

3适用环境

抗浮锚杆高压旋喷注浆施工方法主要适用于河道回填区域、临河富水环境、地下动水位、高埋深及软卧不良地层等环境施工。

4工艺原理

抗浮锚杆高压旋喷注浆法原理是利用设备造孔，将浆液管带到设计标高，然后以不小于30 MPa的高压一边喷射注浆，一边旋转提升[3]，土体被能量较大，喷射速度快的浆液破坏，然后与浆液、钢筋结合，凝结后形成一个锚杆体，此时形成的锚杆体具有较高的抗压强度，较好的拉拔承载力。

5施工工艺流程

抗浮锚杆高压旋喷注浆施工工艺流程如图1所示。

5.1测量放孔

移除杂物，清理工作面，根据交点给定的坐标点设置平面总控制网，将控制点设置在基坑外围，用碎做成保护，做到牢固、精确、便于观测，依据控制点及抗浮锚杆轴网图，放出纵横向轴线[4]，洒好灰线，再根据纵横向轴线放样各个锚杆的中心点位，并做好相应标记，放线孔位偏差应小于50 mm[5]，遇到锚杆位置在独立基础内时，还应作出相应的调整，保证抗浮锚杆在后续施工中的深度。放线完成后，再次复核，复核无误后邀请相关单位进行验线（图2）。

合理安排好施工顺序，将钻机移动至施工位置，调整钻机，保证钻机保持90°垂直于地面施工，调整好角度后，将钻机固定，保证钻机不会在施工过程中有所偏移，确保成孔质量优良，后续杆体能顺利放入。

5.2 钻机成孔

钻孔采用气动潜孔锤跟管偏心钻进方法。造孔设备为YG - 90液压锚固钻机，其他机具包括CIR150冲击器，φ157mm套管及其配套偏心钻具，液压拔管机，φ89 mm钻杆。钻孔的孔位、孔轴偏差、孔径及钻孔深度要符合设计要求，履行三检制，并完善相关资料。

5.2.1跟管施工

（1）跟管施工前，应严格检查所有部位设备是否能正常工作，是否符合安全要求，机具设备应进行保养，达到润滑效果;检查机具设备是否灵敏可靠，符合相关要求，连接部位是否牢固可靠，能达到相应效果，检查套管鞋.套管是否存在裂隙，凡有影响强度的缺陷禁止使用。

（2）跟管钻进施工开始前，先将潜孔锤及钻头连接好，拼装好套管及套管鞋，再按设备要求组装好整体机具，提前预埋好导向管，再将拼装好的钻具放入其中。将钻机启动，达到一定转速时，钻头自然分开，才能进行钻进施工。

（3）跟管钻进施工过程中，将提前准备好的钻杆及套管一节一节的进行加接，保证施工安全。钻进施工过程中应向孔内吹高压空气来排出尘土，保证孔底的洁净，每钻进30～50 cm进行一次，做到“短跟进，多排渣”的施工操作。每次钻进2～3 m时，停下施工，提起钻头，对设备进行再检查，保障施工作业的顺利进行，检查连接、紧固机构的安全性，对存在安全隐患的插销进行更换，保障作业人员安全。

（4）钻进结束或需替换中心钻具时，先向孔底排入高压空气，将孔底尘渣吹干净，停止机具工作，直至中心钻具停止转动，再慢慢提起中心钻具，将钻杆用管子钳卡夹住，反时针方向旋转，再次将中心钻具缓慢试提。

（5）影响偏心钻头收起的主要因素是钻进中过多的土体在孔底未被清理干净，土体残渣影响了钻头的合拢。当试过几次几次钻机依然不能提升时，要依照上述方法重新清理孔底的残渣，并短时间的开动潜孔锤作工作，再一次试着缓慢提升机具，若仍不能提升，就重复上述操作，直到保障机具顺利提出（图3）。

5.2.2钻进工艺参数

钻进工艺参数见表1。

5.2.3造孔注意事项

开孔前，详细检查钻具套管等。开孔时，再次复核钻机轴线的垂直度。每使用钻杆进入土体大于1 m，再慢慢将钻杆提升大于1m，来回重复不少于2次，直到没有尘土从钻口处冒出，以便于将孔内尘渣充分排除，避免土体被反复破碎从而导致钻头被卡住。操作时应反复多次的检查查钻杆、钻具的安全情况，对存在施工安全隐患的钻杆、钻具必须进行更换，力争杜绝安全事故的发生。

5.3清孔提钻

钻孔达到设计深度后，现场工长与质检员相互配合，采用垂球与钢尺等仪器对钻孔的深度以及锚杆的偏斜度进行检查，检查无误后报相关单位复验，满足相关要求及完善相应资料后才能进入下道工序施工。钻孔验收合格后，使用空压机的高压空气清孔，伸手感受孔口排出的空气没有尘土感时，再继续吹高压空气5 ～ 10 min，然后缓慢提起钻具。

5.4杆件制作

为保证制作的锚杆符合质量要求和提高制作工效，应根据设计对锚杆的要求，专门由经培训合格的持证技术工人组成锚杆制作组。锚杆加工，依照设计图制作。

施工前，必須按设计及规范要求进行材料准备和原材复检。只有复检合格方能使用。计算好锚杆钢筋的用料长度后，根据设计的锚杆数量制作下料单，交由工人进行批量下料。锚杆制作完成后，严格履行三检制对锚杆的成型质量和锚杆长度进行检查，无误后可进入下道工序施工（图4～图6）。

5.5置入杆体

待钻孔验收合格后，置人锚杆钢筋，下人深度及外露长度必须满足设计要求，误差不超过50 mm，锚杆下人时要垂直无偏差。在主筋放入钻孔安放好后，进行三检制报验，验收合格之后，才能进入下一-道工序施工（图7、图8）。

5.6 高压旋喷注浆

（1）钻孔及锚杆验收合格后，在现场高压喷射注浆作业开始前，邀请建设单位及监理单位，根据图纸要求，在指定区域，进行高压旋喷注浆工艺试验，工艺试验的浆液配合比应符合设计要求，并形成记录，工艺试验完成后方可进行后续施工。

（2）旋喷开始前，首先检验旋喷设备及各种管路安全性是否符合要求，为防止泥浆、岩渣等杂物将管道堵塞，下管前应先进行喷头密封，当所有设备检查完毕，符合安全要求后方可开始施工。

（3）旋喷作业时，要保证管道的通畅，因此输水试管，确定设备及管道正常后再输送预配好的浆液。旋喷开始时，应先坐底试管，一边旋转，一边注浆，直到压力达到要求，管道能够正常喷浆，孔内泥浆从孔口处排出后，再开始缓慢提升喷射管。注浆过程中，应旁站监督提速不能过快，不能私自降低压力，抽测浆液水灰比，严格按照设计要求进行配比，禁止私自更改。

（4）旋喷作业完成后，孔内的浆液会因为析水而沉淀，孔内浆液会下沉，此时应该通过送浆管路及时的向孔内充填灌浆，直到孔内浆液饱满，孔口浆面不再下沉为止，灌浆需要反复多次进行。充填的浆料可以使用旋喷时配制的浆液，使用孔口返出的浆液时只能是砂砾石层旋射作业时的返浆。

（5）高压旋喷注浆，应该自下而上，连续进行，因不可避免的意外原因造成喷射注浆作业停止，若中途停止作业的时间太长，恢复作业时，应从当前液面高度以下50 cm重新进行旋喷作业，以此来保证锚杆体的完整。

5.7冲洗

旋喷作业完成后，应立即清洗注浆管、高压泵等机具设备，防止残存水泥浆在管内凝固，堵塞管道，从而影响后续工作的进行，影响后续锚杆施工质量。

5.8拉拔试验

抗浮锚杆施工完成后必须进行基本试验及验收试验。基本试验时最大试验荷载应取杆体极限抗拉强度标准值的75%或屈服强度标准值的85%中的较小值，基本试验数量每种类型锚杆为3根。验收试验数量不得低于锚杆总数的5%且不少于6根，试验应进行多循环张拉验收试验[7]。

6质量控制要求

（1）基本试验时最大试验荷载应取杆体极限抗拉强度标准值的75%或屈服强度标准值的85%中的较小值，基本试验数量每种类型锚杆为3根。

（2）验收试验数量不得低于锚杆总数的5%且不少于6根，试验应进行多循环张拉验收试验。最大试验荷载：永久性锚杆应取锚杆拉力特征值（标准值）的2倍，加荷级数不宜小于5级[7]。

（3）锚杆孔位偏差±100 mm;锚杆杆体长度-30 mm、+100 mm;钻孔偏斜率2%。锚杆钢筋必须居中，从而使保护层厚度满足要求。

（4）抗浮锚杆上端钢筋伸人基础（抗水板）长度不小于35D，若底板混凝土厚度不足35D，则钢筋末段采用弯钩形式（钢筋上端距基础底板顶面不小于5 cm）。锚固体强度不低于 M30[7]。

7结束语

本文以成都天府国际机场航站区施工总承包四标段项目为工程载体，详细介绍了河道回填区域旋喷注浆抗浮锚杆施工技术的主要内容。

旋喷注浆抗浮锚杆将传统锚杆施工与高压旋喷注浆相结合，使抗浮锚杆施工具有了更好的适用性，拓宽了抗浮锚杆的使用范围，其锚杆体成桩密实、抗压强度高，拉拔承载力较好，能适应河道回填区域、富水高水位、降水难度大及软卧不良地质等环境，能很好满足结构抗浮所需拉拔力，同时锚杆体有较好的耐久性，为抗浮锚杆创新施工工艺，解决河道回填区域不良地质条件下的成桩难题，提供了宝贵的经验和方案。

参考文献

[1]申诗文，孟珊，徐国艳，等.抗浮锚杆在地下室抗浮中的应用与优化[J].建筑技术开发，2021，48（21）：125-126.

[2]袁贵兴，何小淘.成都地下结构抗浮锚杆应用实例[J].四川建筑，2007（s1）：94-95+97.

[3]牛瑛华.地基加固技术[J].科技与企业，2014（2）：1.

[4]廖庆椿.抗浮锚杆施工工艺的探讨[ J].福建建筑， 2013（12）：3.

[5]黄能方，谢上冬.高压旋喷地基处理施工工艺[J].工程质量，2002（9）：30-33.

[6]张文虎.高压喷浆技术在南水北调中线易水倒虹吸工程施工中的应用[J].南水北调与水利科技，2007（s1）：66-67.

[7]成都市城乡建设委员会关于印发《成都市建筑工程抗浮锚杆质量管理规程》的通知：成建委[2018]573号[s].

[8]陈舒豪，吴晓刚，霍佳天.高压旋喷桩锚杆在结构抗浮技术的应用前景[J].工程建设与设计，2018（5）：226-228.