高層建筑地下室抗浮施工技術

摘要：隨著高層建筑的大量興建，人們對其地下空間的開發利用越來越重視，資金投入比重不斷增大，地下室正朝著多層和超深的規模發展。為了充分利用建筑紅線內的地下空間，多數地下室的占地面積會遠大于上部建筑塔樓，造成一部分地下室上部沒有足夠的建筑重量來壓浮，永久抗浮安全度往往不夠，近年高層建筑地下室整體或局部上浮的工程事故時有發生，給國家和建設單位造成了巨大的損失。本文結合具體的工程實例，介紹了高層建筑地下室抗浮施工技術，以期對高層建筑地下室抗浮問題的解決提供有價值的參考。

關鍵字：深基坑  新型抗浮錨桿 

High rise building basement anti floating construction technology

Abstract: with the construction of a large number of high-rise buildings, people on the underground space development and utilization of more and more attention,investment proportion increases unceasingly, the basement is toward thedevelopment of multilayer and ultra deep scale. In order to fully utilize the building line in underground space, the majority of the basement area will be far greater than the upper building towers, causing part of the basement upper not enoughweight building to floating and permanent anti floating safety often enough.engineering accidents in basement of high-rise building whole or partial floatinghave occurred, resulting in the massive loss for the country and the construction unit. In this paper, combined with the specific engineering examples, introduces the anti floating construction technology of basement of high-rise building, and provide valuable reference to solve the high rise building basement anti floatingproblem in the period of.

1 工程概況

鄭東新區某項目建筑高度95.8米，基坑平均深度約16米，勘察期間地下水位埋深6.84ｍ～7.14ｍ左右，水位標高77.50ｍ，地下水位多年變幅在2.0ｍ～3.0ｍ。結合場地調查的歷史最高水位，抗浮水位標高按現地表以下2.0ｍ考慮，抗浮水位標高82.50ｍ。抗浮部位為主樓周圍地下車庫部分，東、西側平行于基坑支護面長約為95米，距離地面深度約16米。南、北側平行基坑支護面長約為60米，距離地面深度約16米。

圖1  基坑平面布置圖

2施工難點分析    

基坑北面為龍子湖，水位較高，導致地下水源豐富，水浮力較大，如若處理不當將對地下室產生嚴重后果。該項目為23層辦公樓，對主樓周圍車庫部分抗浮壓力大。同時該工程地下三層及夾層，基坑平均深度-19.0m，屬深基坑，對抗浮又是一項考驗。該工程北側為高校園區，對防塵、防噪音等要求較高。

3抗浮施工技術

為解決抗浮問題，保證工程質量，工程采用了一種新型抗浮錨桿。本工程采用承壓型擴體錨桿作為永久抗浮構件,抗浮錨桿有效長度為15.0m，錨桿普通錨 固段孔徑180mm，長度為10.0m；旋噴擴體段直徑為800mm，旋噴擴體長度4.5m；筏板預應力錨固長度0.5m，擴體錨固段置入第9層密實中砂層。與普通錨桿相比，其抗拔力高，在相同地質條件下，其抗拔力至少比普通抗拔錨桿提高三倍以上。錨桿施工成孔直徑150mm,旋噴擴孔后立即下錨并及時注漿；注漿管與鋼筋綁扎在一起放入鉆孔,采用的注漿管能承受5.0MPa的壓力,能使漿液順利壓灌至鉆孔底部擴體錨固段；擴體錨固段注漿采用高壓注漿工藝,水泥凈漿灌注,漿液攪拌均勻,并過篩,隨拌隨用,漿液在初凝前用完,注漿水灰比0.4～0.5,注漿體設計強度不小于30MPa,漿體強度檢驗采用的試塊每50根錨桿不少于1組,每組不少于6個試塊。抗浮錨桿在結構底板施工完成并完全達到設計強度后進行鎖定。

4 施工要點

4. 1場地平整

4. 1.1采用工程機械（或人工）對施工場地進行平整，滿足旋噴鉆機在組裝、旋噴鉆進及行走移機等作業時對場地平整度的要求。

4. 1.2施工現場應達到“三通一平”的標準，以便施工機械及人員進場之后能夠順利開展工作，同時提供主要材料（水泥、鋼材等）的堆放和加工場地。

4.1.3應對需要進行旋噴鉆進的施工區域內的地面及地面以下一定深度范圍內，影響旋噴鉆機鉆進的建構筑物、建筑垃圾及孤石進行探查與挖除，不便挖除的可原地進行破碎處理。

4. 2設備組裝與調試

4.2.1根據現場具體情況及現場機械設備布置圖布置安裝調試相關機械設備（如攪拌桶、砂漿泵、高壓泥漿泵等）。

4.2.2組裝旋噴鉆機，連接相關配套設備，并進行高壓試噴。

4.2.3注意事項：

在旋噴鉆機進行高壓試噴時，必須對水泥漿進行高壓噴射，且應保持高壓噴射狀態大于10分鐘；噴射壓力應超過施工要求最大壓力5～10MPa，以便檢驗高壓噴射水泥漿質量、高壓泥漿泵性能、高壓管路的密封性等指標。

4.3測量放線與鉆機定位

4.3.1根據設計內容，對擴體錨桿的位置進行測量放線，并做好標記及施工測量記錄。

4.3.2根據施工測量放線標記對旋噴鉆機進行定位，定位水平誤差控制在20mm以內。

4.3.3操作注意事項

對以測量放線好的錨位應做好標記，標記要清晰牢固，并在其周圍放置醒目的警示標志，以防其他施工人員或工程機械破壞該標記。對于測量放設好的錨位，必須經現場技術人員進行校核，校核合格后在施工測量技術交底文件上簽字。

旋噴鉆機定位完成后，應將鉆機調平（即鉆桿處于豎直狀態）時測量其鉆機定位水平誤差。

4.4下鉆成孔

4.4.1引孔

1）首先用清水（或粉煤灰、水泥混合漿液）引孔，引孔后采用高壓噴射擴徑機械擴徑，非擴徑段直徑180～200mm,以錨桿能順利安放為準。

2）啟動高壓泥漿泵為旋噴鉆機供應高壓水（或水泥漿、粉煤灰漿液），并查看鉆頭噴射情況。

3）當鉆頭噴射穩定且鉆桿轉動平穩后下旋鉆進成孔至設計深度，當鉆進至設計深度后停止向下鉆進，但保持鉆桿轉動和高壓噴射。

4）操作注意事項

在鉆進過程中，不得中斷噴射；若因故中斷噴射，應迅速提升鉆桿至孔外，防止孔壁坍塌發生埋鉆事故。在鉆進過程中，應實時觀測孔口溢漿情況。一旦發現孔口不再溢漿或溢漿量明顯減少，應立即停止向下鉆進、加大漿液流量、檢查管路，若管路未出現泄露或堵塞且溢漿情況沒有明顯改變，及時將鉆桿提升至孔外，進一步查明跑漿原因。采用測量孔外鉆桿長度的推倒方法進行監測成孔深度，計算精度不大于10mm，成孔深度誤差應在+0～+500mm范圍內。

4.4.2高壓旋噴擴孔

1）擴徑段直徑800mm,擴徑采用素水泥漿，水泥強度不低于42.5的普通硅酸鹽水泥（可適當摻入20%粉煤灰，起到水泥漿緩凝及增加和易性的目的）；水泥用量，按照設計圖紙執行；水泥漿水灰比1.0，擴孔噴射壓力約為25～30 MPa，噴射時噴管勻速旋轉，勻速擴孔2遍。

2）當鉆孔深度達到設計要求后，增大噴射壓力至25～30MPa，以15r/min的轉速進行高壓噴射擴孔。

3）采用測量孔外鉆桿長度來推算擴孔長度，當擴孔長度達到設計要求后，為了確保擴體段直徑滿足設計要求，對擴孔段進行復噴，且噴射泥漿采用水泥漿。

4）注意事項：

噴射擴孔時，實時監測漿液狀態、噴射流量、壓力、鉆桿轉速及提升速度等施工參數，確保其符合設計要求。在高壓噴射擴孔過程中，不得中斷噴射；一旦出現噴射中斷，再次噴射時，搭接長度不小于500mm，且間隔時間不大于30min。高壓噴射用水應經濾網過濾，泥漿及水泥漿應采用二次攪拌，并在泥漿轉移過程中進行過濾，以防發生堵管事故。高壓噴射用水泥漿，水灰比1.0

4.5錨索制作、安放（下錨）

4.5.1現場擴體錨桿組裝：

在平整硬化好的場地上用電動切割機切割φ32mm1080級螺紋鋼，下料長度L=誤差ΔL=+0～+50mm。然后，將切割好的螺紋鋼，穿過擴體錨桿囊袋的預留孔，在囊袋的螺紋鋼固定端，由經過專門培訓的工人和專用設備在螺紋鋼此端安裝直螺紋的固定裝置，因其加工設備便宜、操作簡單，質量穩定可靠，綜合造價低等優點而被廣泛采用）。 

4.5.2采用旋噴鉆機附配吊裝系統，將現場已組裝好的擴體錨桿及時迅速地安放到錨孔中。

4.5.3注意事項

下錨過程中，應盡可能勻速將其下放至設計深度；當遇到下放困難時，可采用下沖法輔助錨桿下放；如果仍無法下放到設計深度，可采用再次復噴方式進行二次引孔。

4.6囊袋內灌注水泥漿

4.6.1采用二級攪拌制配無泌水水泥漿，水灰比0.45；并在水泥漿轉移過程中采用過濾網對其進行過濾，以防發生管路堵塞。

4.6.2待擴體錨桿下放到錨孔的設計深度后，由泥漿泵將制配好的水泥漿壓灌入擠擴體囊內，在孔底旋噴擴體段形成一形狀規則的水泥結石體，強度高且性能穩定。

4.6.3水泥漿灌注完畢后，及時拆除注漿管并回收錨孔內注漿管，隨后對注漿系統進行清洗；可將剩余部分水泥漿灌入錨孔內。

4.6.4注意事項

注漿距離（注漿泵與錨孔間的距離）不宜大于100m。無泌水水泥漿的攪拌量根據囊體擴張后的體積計算。向擠擴囊體內灌注無泌水水泥漿時，采用雙指標控制其灌注總量。通常注漿壓力不超過1.5MPa，灌注量由攪拌桶內泥漿剩余量來推算。在對錨孔內注漿管回收操作中，一定要注意用扳手轉動注漿管的方向（順時針）；一旦注漿管轉動方向相反，通常會引起注漿管中間接口處脫節，無法全部回收注漿管（鋼管），造成不必要的浪費。

4.7錨孔內補漿

4.7.1采用二級攪拌制配水泥漿（可回收利用灌注囊袋剩余部分水泥漿），水灰比在0.45；并在水泥漿轉移過程中采用過濾網對其進行過濾，以防發生管路堵塞。

4.7.2完成囊袋內無泌水水泥漿灌注后，將錨孔內除注漿管與囊體脫離。然后通過脫離后的錨孔內注漿管進行錨孔補漿。

4.7.3錨孔內補漿完畢后立即拔出注漿管，進行下一錨孔注漿或用大量清水對管路進行清洗。

4.7.4注意事項

注漿管出漿口應在已灌注好的囊袋上部約30cm。注漿過程中應適當晃動錨孔注漿管，以便注漿管能順利拔出。

4.8錨桿鎖定

4.9.1清理錨桿承壓面，安放錨桿錨具裝置。

4.9.2錨桿與底板連接詳見抗浮錨桿設計大樣圖。

5 結語

本工程車庫部分采用的新型抗浮錨桿，相對原設計采用的ZH3節約成本56.84萬元，同時其抗拔性能好，實體感強，保證了工程的安全性和穩定性。施工全方位實現機械化，降低了安全風險。且該技術產生的廢漿廢渣少，施工時無噪音污染，環保低碳節能節材無污染。積極相應綠色施工、綠色建筑的號召，吸引多方到項目參觀學習，同時得到了甲方、監理的高度評價，社會效益顯著。

參考文獻:

[1]中華人民共和國國家標準《建筑地基基礎工程質量驗收規范》(GB 50202-2002)

[2]中華人民共和國行業標準《高壓噴射擴大頭錨桿技術規程》(JGJ/T 282-2012)

[3]華錦耀;鄭定芳.地下建筑抗浮措施的選用原則.建筑技術.2003.202-203

[4]曾艷芳.抗浮錨桿在工程地下室中的應用.廣東建材.2005.57-58