《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》是中國京冶建設工程承包公司、中國建築工程總公司國內業務部完成的建築類施工工法，作者分別是ト慶龍、柳建國、李保平、程良奎、耿冬青；適用範圍：建築物自身重量不足以克服地下水對建築物整體上浮力的工程。
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》主要的工法特點：將集中拉力轉化為幾個較小的壓力，分散地作用於幾個較短的錨固段上，分別自下而上傳遞岩土阻力，大幅度降低了錨桿錨固段的應力峰值，使粘結應力較均勻地分布於整個錨固長度上，顯著地提高了錨桿的承載力；採用無粘結預應力鋼絞線，加之錨桿漿體受壓，不易開裂，形成多層防腐保護，解決了錨桿的耐久性問題。
2006年1月19日，《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2003~2004年度國家級工法。
基本介紹
- 中文名：壓力分散型抗浮錨桿施工工法
- 工法編號：YJGF03-2004
- 主要完成人：ト慶龍、柳建國、李保平、程良奎、耿冬青
- 類別：工程建設類
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 完成單位：中國京冶建設工程承包公司、中國建築工程總公司國內業務部
- 主要榮譽：國家級工法（2003~2004年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,工藝流程,勞動組織,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
當建築物基礎埋藏較深時，在歷史最高地下水位情況下，結構的重量包括靜載荷不足以抵抗地下下水的上浮力，必須增加結構重量或將其錨固於下臥層中，以增強結構對豎向位移的抵抗能力。而增加結構底板的厚度是不經濟的。採用將底板錨固於下臥地層的方法來抵抗垂直位移是較為經濟的。其中壓力分散型錨桿是一種可以有效解決建築物上浮問題的方法，中國京冶建設工程承包公司、中國建築工程總公司國內業務部根據科研成果和施工經驗總結形成《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》。
工法特點
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》最突出的問題是錨孔注漿問題、錨桿防腐問題以及由錨桿引起的基礎底板防水問題。錨孔注漿工藝可採用常壓注漿結合二次高壓注漿工藝。錨桿防腐是由無粘結鋼絞線外包的油脂、塗塑層再加上外裹的水泥漿體構成，形成多層防腐。錨頭外露鋼絞線用防腐樹脂、砂漿封閉，承載體可用防鏽漆及瀝青材料塗刷，進行防鏽、防腐處理。錨桿的防水主要為錨桿與基礎底板的節點處的特殊防水處理措施。
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》通過在錨桿的不同位置設定多個承載體，並採用無粘結予應力鋼絞線將總的錨桿力分散傳遞到各個承載體上，將集中拉力轉化為幾個較小的壓力，分散地作用於幾個較短的錨固段上，分別自下而上傳遞岩土阻力，大幅度降低了錨桿錨固段的應力峰值，使粘結應力較均勻地分布於整個錨固長度上，顯著地提高了錨桿的承載力。由於錨桿桿體採用無粘結預應力鋼絞線，有油脂、聚乙烯護套保護，加之錨桿漿體受壓，不易開裂，形成多層防腐保護，解決了錨桿的耐久性問題。
操作原理
適用範圍
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》適用於建築物自身重量不足以克服地下水對建築物整體上浮力的工程。
工藝原理
在基槽開挖至基礎底板板頂標高以上1~2米（預留保護層）時，即可施工抗浮錨桿。錨桿的注漿體直徑及樁長根據抗浮錨桿所承受的抗拔力而定。錨桿施工結束並達到養護齡期，即可進行錨桿驗收試驗。之後，進行清槽工作，施工基礎底板，期間做好錨桿與基礎底板間的防腐及防水。在建築物主體結構封頂時，可對錨桿進行張拉、鎖定，將錨頭鎖定在基礎底板頂。
工藝流程
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》施工工藝流程見圖1。
壓力分散型抗浮錨桿施工工藝流程（圖1）
- 錨桿成孔施工工藝
錨桿成孔可採用泥漿護壁成孔工藝。利用地質鑽機帶動小型組合牙輪鑽破砂卵石地層，通過泵送人工配置的優質泥漿，利用組合的正反循環系統，將破碎的小顆粒砂卵石帶出孔底；實踐表明優質泥漿可以有效地穩定砂卵石層的孔壁，使所造的鑽孔壁在相當長的時間內不坍塌。地質鑽機錨孔鑽進方法如下：
（1）安裝錨孔鑽機、調平、調立、穩固。
（2）粘土地層選用前導式三翼鑽頭正循環清水鑽進，卵石地層選用組合牙輪鑽頭。
（3）遇砂、卵石地層需採用泥漿護壁。
（4）錨孔鑽進經常檢查鑽頭尺寸，保證鑽孔孔徑。
（5）掌握錨孔中心度，防止錨孔偏斜，跑斜後應採取措施，重新成孔。
（6）錨孔成孔後，將連線空壓機的洗井管置入孔內，由上往下，再由下往上反覆沖洗，同時不斷補充清水至孔內泥漿比重小於等於1.05，沉渣小於等於30厘米。
（7）做好孔口維護，防止泥漿流入孔內。
- 錨桿注漿施工工藝
該工法注漿採用普矽水泥，漿液水灰比0.4:1，錨桿注漿每延長米水泥用量不小於設計用量，減水劑用量為水泥重量的0.8％，水泥漿攪拌均勻，具有可靠性，低泌漿性。
注漿採用常壓注漿和二次高壓注漿。注漿前先泵送清水至孔口返水以疏通管路，後採用常壓泵送方法注漿，注漿前不得拔出注漿管，以保證錨桿底端注漿充實；採用水下灌注法，首次注漿量以注滿孔為準，充盈係數達1.2以上；注漿作業連續，注漿管要邊注邊拔，拔管高度不超出孔內漿液面。注意上拔注漿管至各層承載體附近時，要充分注漿後再上提。待一次注漿體初凝強度達5.0兆帕後，即可用高壓注漿管進行二次高壓注漿。該工法由於採用的是純水泥漿液，二次注漿的時間可在一次注漿後24小時進行，最多不宜超過40小時。通常二次注漿的開啟壓力宜控制在2~5兆帕之間。錨固段注漿採用孔底返漿法，將注漿管插入到距孔底50厘米處，用壓漿機（泵）將水泥（砂）漿通人注漿管注入孔底，水泥（砂）漿從鑽孔底口向外依次充滿並將孔內空氣壓出，而水泥漿則由孔眼處擠出並衝破第一次注漿體。
- 錨桿防腐
該工法錨桿的防腐是由無粘結鋼絞線外包的油脂、塗塑層再加上外裹的水泥漿體構成，形成多層防腐。防腐主要是包括聚酯纖維承載體的鐵鑄頭和擠壓錨承載體的擠壓錨具、鋼板以及鋼絞線塗塑層的損壞處。錨桿頭外露鋼絞線用防腐樹脂、砂漿封閉，承壓板用防鏽漆及瀝青材料塗刷，進行防鏽、防腐處理。同時防止錨桿構造鏽蝕發生，對定中心裝置、定位架等，外塗防鏽漆。
- 節點防水
因抗浮錨桿錨固在建築物基礎底板上，即抗浮錨桿要穿過基礎底板防水層，因此錨桿與底板的節點處需採取特殊防水處理措施。具體做法見圖2。
節點防水做法（圖2）
在混凝土澆筑前，對鋼絞線全部進行檢查，並進行二次防腐。如果鋼絞線表面的橡膠保護層被破壞，則以膠帶纏繞，並在表面刷環氧樹脂進行加強保護。
對穿過底板的預應力鋼絞線防水措施，如果採用預埋止水鋼套管技術，有可能會產生地下水從鋼管內壁滲出的隱患。因此採用在鋼絞線部位纏繞遇水膨脹橡膠。由於鋼絞線在底板部位外套遇水膨脹橡膠，為了避免遇水膨脹橡膠在混凝土澆筑前因下雨等意外原因造成失效，遇水膨脹橡膠外面須以塑膠膜進行保護。當混凝土澆築至該部位時才拆除。
- 錨桿張拉、鎖定施工工藝
錨桿張拉、鎖定須在建築物主體結構封頂後方可張拉。抗浮錨桿的張拉、鎖定採用隔二拉一的方法施工。張拉方法採用錨夾具式直接拉拔法，具體步驟見圖3。
錨桿張拉、鎖定施工工藝流程（圖3）
（1）清洗錨桿的預應力筋、工作錨及夾片、工具錨及夾片、限位板和承壓板等張拉用部位。
（2）將工作錨板套置在預應力筋上並緊貼承壓板，放入夾片並固定，注意應使自由段內預應筋相互平行，不得交叉纏繞。
（3）將限位板、工作錨千斤頂和工具錨板依次套在預應力筋上，放上工具錨夾片預緊。
（4）將高壓油管與高壓油泵和千斤頂相連，即可施加預應力。
（5）隨著千斤頂進入工作狀態，預應力筋被固定在工具錨板上，限位板會使工作錨夾片就位，預應力筋被拉伸。
（6）錨桿進行正式張拉之前，每個單元應取0.1~0.2軸向拉力設計值Nt，對錨桿預張拉1~2次，使其各部位的接觸緊密，桿體完全平直。
（7）千斤頂的拉力按荷載分級逐漸增大至所要求的張拉荷載。
（8）千斤頂卸壓至鎖定值，工作錨夾片回縮並自鎖。
張拉、鎖定按從遠端到近端順序進行，最大張拉荷載為1.1Nt，按0.1Nt、0.5Nt、0.75Nt、1.0Nt、1.1Nt分五級張拉，並記錄每級的位移值；然後卸荷至設計鎖定荷載值進行鎖定。荷載皆指單元體荷載（2根鋼絞線之和），但變形則為1根鋼絞線的變形。（Nt：軸向拉力設計值）
勞動組織
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》需用的勞動組織人員按工種分成幾個專業隊，具體如下：
1．抗浮錨桿成孔、泥漿疏導（泥漿護壁）：
泥漿護壁成孔：組長1人，機長1人，技工3人，力工5人。
套管跟進護壁成孔：組長1人，機長1人，技工2人，力工2人。
2．抗浮錨桿注漿、返漿清理：組長1人，機長1人，技工2人，力工5人。
3．錨桿製作、吊放：組長1人，技工10人，力工5人。
4．錨桿驗收試驗：組長1人，技術員2人，技工2人，力工4人。
5．錨桿防腐、防水：組長1人，技工10人，力工10人。
6．錨桿張拉鎖定：組長1人，技術員2人，技工10人，力工5人。
材料設備
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》需用的主要材料及施工機具有以下6項：
1．錨桿桿體及承載體
主要材料：桿體採用無粘結預應力鋼絞線，承載體列舉兩種做法見圖4和圖5。
施工機具：擠壓機、液壓油泵、打包機。
2．錨桿成孔
主要材料：膨潤土。
主要機具：普通地質鑽機。
3．錨孔注漿
主要材料：普矽水泥、減水劑。
主要機具：高壓注漿泵。
4．錨桿驗收
主要機具：張拉千斤頂4台，高壓油泵1台，靜載試驗儀配接精密壓力感測器，電子位移感測器4隻，高精度校驗荷載感測器1台。
5．錨桿防腐及防水
主要材料：防腐採用環氧富鋅底漆。防水：SBS改性瀝青，聚合物水泥防水砂漿，水泥基滲透結晶型防水塗層（二遍濃縮型，一遍增效型），遇水膨脹止水條，防水密封膏。
6．錨桿張拉、鎖定
主要機具：液壓油泵1台、千斤頂1台、高壓油管2根、與油泵配套的油壓表2隻及測量鋼絞線位移的量具。張拉設備在施工前應進行校核和標定，以保證數據的真實性。
質量控制
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》質量控制應遵循以下要求：
抗浮錨桿工程驗收，按《建築樁基技術規範》（JGJ 94-94）和《土層錨桿設計施工及驗收規範》（CECS22：90）相應條款。
錨桿驗收檢驗：採用四台相同規格的張拉千斤頂並聯由一台油泵均勻供壓，驗收試驗裝置見圖6，確保試驗過程中，四個承載體受力相同。測試壓力的同時，分別測試4組鋼絞線的變形，即“相同拉力不同變形”。檢驗數量為錨桿總數的5％，檢驗方法為現場拉拔試驗，拉拔力為1.5倍的錨桿設計值。當錨桿錨固體達到設計強度後，可以進行驗收試驗。依據《土層錨桿設計施工及驗收規範》（CECS 22：90），採用單循環試驗方法。
驗收試驗裝置（圖6）
安全措施
採用《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，應遵守注意下列事項：
1．所有用電設備及配電櫃應安裝漏電保護裝置，並張貼安全用電標識，嚴禁無電工操作證人員進行電工作業。
2．施工現場要定期進行安全用電檢查，電工每天對現場的線路、電氣設備進行檢查，不符合要求的立即整改。
3．施工場區內危險區須掛警示牌，場區內配備足夠的滅火器材。
4．各種設備必須嚴格按安全操作規程進行操作，嚴禁違章作業。
5．定期對各種設備進行調試、保養和維修，保證施工設備安全可靠。
6．所有作業人員需配備必備的勞動保護用品。
環保措施
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》應採取以下環保措施：
1．錨桿成孔過程中的廢棄泥漿應集中排至泥漿池，及時消納。
2．水泥漿攪拌站應有擋風裝置防止粉塵飛揚。
效益分析
中國對建築物基礎抗浮大多採用：（1）抗浮鋼筋混凝土灌注樁；（2）抗浮錨桿（拉力型）。其中抗浮樁屬常規做法，工藝成熟，有經驗可循，但由於材料採用鋼筋籠＋混凝土，投資較大，且混凝土抗拉性能差。而抗浮錨桿（拉力型）通長提供的拉拔力較小，對於抗浮設計承載力較高的工程，傳統的錨桿已不能有效的滿足工程建設需要，且固定段的灌漿體易出現張拉裂縫，防腐性能差。
相對於以上兩種施工工藝，《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》則藉助無粘結預應力鋼絞線使之與灌漿體隔開和特製的承載體，將荷載直接傳至底部的承載體由底端向固定段的頂端傳遞的。錨桿工作時，固定段的灌漿體受壓，不易開裂，同時錨桿的防腐是由無粘結鋼絞線外包的油脂、塗塑層再加上外裹的水泥漿體構成，形成多層防腐，用於永久性錨固工程是有發展前途的。
套用實例
《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》套用實例：
北京新保利大廈由1棟高層多功能主體大樓及其四周純地下室部分組成，主體大樓建築總高度99.80米，主結構為鋼筋混凝土框架剪力牆結構＋鋼結構，外圍純地下建築為框架結構，總建築面積100660立方米。該工程設計的壓力分散型抗浮錨桿是在基礎底板下土層內形成直徑150毫米、有效長度23米的錨桿，錨桿極限承載力取1300千牛。錨索為8根鋼絞線，在錨桿有效長度內設定4個承載體，承載體間距設為4.5米，每個承載體分別受2束7Ф4（1860兆帕）低鬆弛無粘結預應力鋼絞線張拉。錨索頂端共8束鋼絞線與基礎底板鎖定。錨桿數量總計649根。錨桿長度25米（含錨入底板內1.0米），設計拉力650千牛。錨桿構造見圖7。
錨桿構造（圖7）
該基礎抗浮工程採用壓力分散型錨桿，在中國同種地層同種施工工藝套用上屬首次，其中錨桿的桿體製作、成孔工藝、注漿工藝、錨桿試驗以及錨桿防腐與防水均達到中國領先水平。
該工藝不僅保證了施工進度，也取得了非常大的經濟效益，利潤達18％。同時通過工程錨桿的工程質量最終驗收檢驗，均達到了設計要求，合格率達100％，表明該項技術在處理基礎抗浮工程中有著廣泛的套用前景。
榮譽表彰
2006年1月19日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《建設部關於公布2003~2004年度國家級工法的通知》，以文號建質[2006]16號公布，《壓力分散型抗浮錨桿施工工法》被評定為2003~2004年度國家級工法。
