預應力抗浮錨桿逆作法施工工法

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》是中建八局第一建設有限公司、中國建築第六工程局有限公司完成的建築類施工工法，完成人是趙海峰、孫俊傑、秦家順、趙小柱、蔣勇，適用於地下室抗浮錨桿的施工，尤其適用於工期緊、抗浮錨桿施工工期長的工程。

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》主要的工法特點是：縮短工期；避免擾動地基；適合狹小空間；不受天氣影響。

2011年9月，《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：預應力抗浮錨桿逆作法施工工法
• 工法編號：GJEJGF024-2010
• 完成單位：中建八局第一建設有限公司、中國建築第六工程局有限公司
• 主要完成人：趙海峰、孫俊傑、秦家順、趙小柱、蔣勇
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

筏板基礎下的抗浮錨桿施工工藝相對比較成熟，主要分為預應力抗浮錨桿和非預應力抗浮錨桿兩種，預應力錨桿更具優勢，施工中多採用該工藝。常規做法是在底板墊層完成後，開始該分項工程的施工。但是由於抗浮錨桿施工工藝複雜，並且大部分工程量較大，該工序的持續時間很長，嚴重製約了上部結構的施工進度。

針對預應力抗浮錨桿的上述問題，必須尋找更加合理的新工藝，確保能在利用該工藝優點的同時，儘可能避免工期過長的負面作用。中建八局第一建設有限公司通過對預應力抗浮錨桿常規施工工藝的創新和改進，研究出一種以多種特殊鑽機組合為基礎的新型施工工藝，在地下室結構完成後再進行預應力抗浮錨桿的逆作法施工方法，避免了抗浮錨桿較長的持續時間對上部結構的工期影響，並形成了《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》。

工法特點

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的工法特點是：

1、縮短工期：先施工地下室結構，再施工抗浮錨桿，同時可以進行上部結構施工，縮短整體工期。

2、避免擾動地基：抗浮錨桿是在地下室施工完成後進行施工的，相對於常規做法（墊層完成後施工錨桿），可以有效地避免錨桿施工過程中對地基的擾動。

3、適合狹小空間：通過套用新型的鑽機設備，設備高度可以調整，適合地下室有限、狹小的空間。

4、不受天氣影響：預應力錨桿的施工在室內進行，各種天氣情況下均能正常施工。

操作原理

適用範圍

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》該工法適用於地下室抗浮錨桿的施工，尤其適用於工期緊、抗浮錨桿施工工期長的工程。

工藝原理

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的工藝原理敘述如下：

在墊層施工前，安裝抗浮錨桿的鋼套筒，在底板上預留出錨桿的預留孔，但是暫不施工抗浮錨桿，待地下室結構施工完並拆除模板後，再在地下室內進行抗浮錨桿後續工序的施工，使抗浮錨桿的施工與主體結構的施工同步進行。

施工工藝

• 工藝流程

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的施工工藝流程：

鋼套筒安裝→地下室結構施工→抗浮錨桿成孔→放置預應力錨桿→注漿→張拉、鎖定→錨頭處理。詳細施工工藝流程見下圖。

施工工藝流程圖

操作要點

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的操作要點如下：

施工準備

1.錨桿桿體加工場、水泥堆放場、機械設備場地布置：地下室外料場一處，用於堆放水泥、錨桿等材料；地下室內錨桿加工場一處，用於預應力鋼絞線的製作和加工。場地應平整、無積水、無雜物，實際位置根據工程施工進度適當調整。

2.水泥漿攪拌站布置：按每1000根錨桿一個攪拌站的比例設定移動式水泥漿攪拌站，隨錨桿施工工作面的變化而移動。

3.對鑽機及設備進行改造：把部分鑽機的履帶行進裝置拆除，通過鑽機的液壓裝置和導軌實現鑽機的移動和定位。加工2米長的鑽桿2~3套，以適應地下室的狹小空間。

4.預應力抗浮錨桿在正式施工前，先進行錨桿試驗，測定錨桿的抗拔承載力實際值，為全面施工做參考。

清槽及鋼套筒定位、安裝

1.基坑清槽完成後，根據抗浮錨桿的間距設計好各個抗浮錨桿的精確位置，並進行定位放線，做好標記。

2.將鋼套筒就位並安放牢固。

墊層及防水層施工

1.固定好鋼套筒後，澆築混凝土墊層。

2.施工地下室底板防水層。鋼套筒節點的防水層應上翻至鋼套筒止水鋼板。鋼套筒節點的做法見下圖。

鋼套筒節點施工示意圖

底板及地下室結構施工

1.綁紮底板鋼筋，澆築底板混凝土。底板混凝土澆築時，應保護好鋼套筒，防止移位，並嚴格控制底板混凝土標高。

2.地下室結構施工，待結構混凝土強度達到要求後，拆除模板及支撐體系。

錨桿成孔

1.鑽機就位，安裝鑽頭鑽桿，將鑽頭放入底板上的鋼套筒內，開始鑽孔。

2.非擴孔段的成孔：採用潛孔錘氣動衝擊成孔或回鑽鑽機成孔的方法鑽孔，孔深根據設計要求確定。對普通土層，採用濕法迴轉鑽進，採用的機械為MGJ-50、HXY-500迴轉鑽機，鑽頭採用新型三翼鑽頭新型三翼鑽頭見下圖。對中風化及強風化岩層，迴轉鑽進的效率較低，因此採用氣動衝擊鑽進，採用的機械為YG-50型衝擊鑽機。

新型三翼鑽頭

3.擴孔段的成孔，根據實際地層土質情況，擴孔採用兩種方法：

1）普通土層採用機械迴轉鑽機或衝擊鑽機配錨桿擴孔器鑽頭進行擴孔。

2）當鑽到地下水位較高的全風化或強風化土層時，採用高壓噴射擴孔技術進行孔底擴孔。

4.狹小空間施工：對於高度小於3米或寬度小於2米的狹窄空間，採用改造後的鑽機進行施工。根據現場情況調整鑽機的高度和鑽桿長度，鑽機採用導軌作為移動裝置，配合支撐裝置進行就位和固定。

放置預應力

錨桿錨桿的製作和放置步驟為：鋼絞線除銹→噴塗（塗抹）防腐劑→穿塑膠套塑膠套端部紮緊裝配隔離支架一將組裝好的錨桿放入孔內。錨桿按設計要求的根數進行組裝，組裝時需將鋼絞線和注漿管綁紮在一起，裝配隔離支架的間距為1.5米。自由段的塑膠套管端部必須紮緊，確保自由段與與錨固段交界處嚴格密封、不漏漿。已經組裝好的錨桿應放置在乾燥處保存。

注漿

採用注漿泵配以攪拌機注漿，注漿材料採用純水泥漿，水灰比0.45~0.5，水泥選用強度等級42.5普通矽酸鹽水泥。錨桿成孔後應立即進行注漿避免長時間未注漿而塌孔。從孔底開始注漿，隨著水泥漿的注入，水泥漿會從鑽孔孔口溢出，待孔口出現純水泥漿時，停止注漿。一次注漿初凝後（3~4小時），根據孔內情況進行二次高壓注漿，注漿管插入預留注漿管內進行二次注漿，注漿壓力不小於3兆帕。

張拉、鎖定

根據預先留置的試塊試驗結果，判定孔內漿體強度達到設計強度後，開始進行錨桿的張拉工作。錨桿張拉採用穿心千斤頂，張拉後的鎖定荷載不小於特徵值的70%。

錨頭處理

張拉鎖定後，先用無齒鋸把裸露在外的多餘的鋼絞線切除，然後對錨頭和錨桿上部的空隙填充無收縮灌漿材料，最後採用C30無收縮性混凝土封口，混凝土保護層厚度不小於50米。錨頭的處理過程見下圖。

錨頭處理

廢渣處理

在施工區段內，廢棄泥漿採用倒排方式排到指定的泥漿沉澱池（集水坑）進行沉澱，然後採用高壓泵將泥漿抽至地面泥漿池中，最後用專用泥漿車輛運出施工現場，並進行集中無害化處理。

材料設備

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》所用的材料及設備明細如下：

主要材料

1、水泥：注漿採用M30水泥漿，水泥強度等級應不小於42.5兆帕，水灰比在0.45~0.5之間，宜採用普通矽酸鹽水泥。使用之前應進行檢測，質量應符合現行國家標準《矽酸鹽水泥普通矽酸鹽水泥》GB 175的規定。

2、水：注漿材料採用的拌合水的水質應符合現行行業標準《混凝土拌合用水標準》JGJ 63的要求。

3、砂：水泥砂漿中砂的最大尺寸應小於2毫米，砂的含泥量按重量計不得大於3%。砂中雲母、有機質、硫化物和硫酸鹽等有害物質的含量，按重量計不得大於1%。

4、鋼材：鋼材採用Q235材質。根據設計要求選用相應的鋼絞線，預應力標準值應符合設計要求。

主要機具設備

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的主要施工機具設備見下表。

質量控制

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的質量控制要求如下：

質量控制依據

《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》GB 50202；《岩土錨桿（索）技術規程》CECS 22；《建築工程施工質量驗收統一標準》GB 50300；《矽酸鹽水泥普通矽酸鹽水泥》GB 175；《混凝土拌合用水標準》JGJ 63。

原材料和半成品控制

1、工程施工所需物資的採購要按照有關程式執行，確保進場的物資質量合格。

2、原材料按要求進行送檢，檢驗合格後方可投入使用，確保施工時使用合格的材料。

3、錨桿必須具有質量證明書，每批進貨應按批號、規格分批驗收，並進行有關檢驗，確認是否滿足規範要求。

測量控制

1、用於樁位測量的儀器必須經過鑑定部門檢定，具有檢定證書，錨位測設前要編制定位放線單，計算人和覆核人履行簽字手續。

2、根據測量定位布置鋼套筒，並且在墊層施工前進行覆核，墊層施工後進行二次覆核，確保錨桿位置。

錨桿施工質量控制

1、錨桿的位置、數量、長度必須符合設計要求和施工規範的規定。

2、錨桿注漿質量要求：

1）第一次注漿採用孔底壓漿，直到孔口流出純水泥漿為止。

2）二次注漿採用高壓注漿，壓力為大於3.0兆帕，直到流出純水泥漿。

3）注漿要求多次補漿，直到與底板頂面齊平為止。

3、鋼絞線下放前應清除油污、銹斑，嚴格按設計尺寸下料，每根鋼絞線的下料長度誤差不大於200毫米。

4、採用防腐油脂對錨桿自由段進行防腐處理，下端部做好密封處理。

5、鋼絞線應平直排列，沿桿體軸線方向每隔1.5米，設定一個隔離架，注漿管與鋼絞線用鐵絲綁紮牢固。

6、錨桿的張拉和施加應力的要求：錨固段水泥漿強度達到設計強度後方可進行張拉。錨桿張拉鎖定值不小於標準值的70%，張拉應力應分三級或四級進行，並派專人做好張拉記錄。

7、下鑽前按照設計孔位處的地下室高度進行設備調整、使鑽頭對準孔中心、高度滿足施工要求。

8、鑽孔過程中對孔深、擴孔位置做好定位工作，確保孔深達到設計要求。

9、插入錨桿，孔口外預留長度0.8~1.0米。

10、水泥漿用攪拌機攪拌均勻，且攪拌時間不小於2分鐘，水泥漿隨用隨攪拌，不得有灰水離淅現象。

11、施工需要時，水泥漿液內可適量參入早強劑。

質量驗收標準

1、錨桿的成孔質量標準見下表。

錨桿成孔質量標準

序號	項目	允許誤差（毫米）	檢驗方法
1	孔深	-300~+500	鋼尺檢查
2	孔徑	-10~+10

2、通過錨桿的性能檢測檢查錨桿的抗浮性能。預應力抗浮錨桿的性能檢測主要為錨桿的拉拔承載力特徵值的檢測。可根據錨桿的施工進度情況，分批進行錨桿的檢測試驗，抽檢的錨桿數量不少於總數的5%。

資料整理要求

1、原始資料必須齊全、準確、真實，並及時整理提。主要包括：

1）施工記錄（包括成孔、下放錨桿、注漿）和竣工圖。

2）原材料出廠合格證書，材料檢測或試驗報告。

3）設計變更、技術洽商記錄。

4）隱蔽工程檢查驗收記錄。

2、原材料進場時，要求供應商提供產品的合格證或質保書。

3、對定位放線、套筒埋設、成孔、下錨桿桿件、注漿、張拉鎖定、錨頭處理等一系列工序，分別準確、及時檢查並記錄在冊。

4、對質量監控及其他各項原始記錄報表及時整理，定期會同業主、監理進行抽檢。

安全措施

採用《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

機械設備使用主要安全措施

1.鑽機停靠位置應遠離地下室集水坑、電梯坑及有明顯高差的降板邊緣，鑽機就位前提前將該位置平整好，保證鑽機正常工作。

2.鑽孔時如遇卡鑽，應立即停鑽，在查明原因前，不得強行啟動。

3.鑽孔時，如遇機架搖晃、移動、偏斜或鑽斗內發生有節奏的響聲時，應立即停鑽，經處理後方可繼續鑽孔。

4.施工現場機械同時作業時，應保持安全距離。

5.機械操作人員必須具備相應資格證書，並能熟練操作機械設備，對突發事件有處理能力，並嚴禁疲勞作業。

施工用電安全措施

1.建立現場臨時用電檢查制度，按現場臨時用電管理規定對各種線路和設施進行定期檢查，並將檢查、抽查記錄存檔

2.施工機具、人員，應與內、外電線路保持安全距離。達不到規範規定的最小距離時，必須採用可靠的防護措施。

3.配電系統必須實行分級配電，電閘箱內電器系統須統一式樣、統一配製，並按規定設定圍欄和防護棚，流動箱與上一級電閘箱的連線，採用外插連線方式。

4.配電系統必須採用三相五線制的接零保護系統，各種電氣設備和電力施工機械的金屬外殼、金屬支架和底座必須按規定採取可靠的接零保護措施。

5.電焊機應單獨設開關，電焊機外殼應做接零保護，施工現場內使用的所有電焊機必須加裝電焊機觸電保護器。

6.電焊機一次線長度應小於5米，二次線長度應小於30米。接線應壓接牢固，並安裝可靠防護罩。焊把線應雙線到位，不得借用金屬管道、鋼筋等作迴路地線。焊把線應無破損，絕緣良好。

7.泥漿泵、電焊機等電線必須採取架空措施，防止機械碰壓造成漏電事故。

環保措施

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的環保措施如下：

防止對已完成地下室結構污染的措施

預應力抗浮錨桿的施工是在地下室模板及支撐體系拆除後進行的，因此，需對已完成的結構採取保護措施。

1.後澆帶、集水坑、電梯坑及降板區域地面的保護：在後澆帶、集水坑、電梯坑及降板區域周圍砌築200毫米擋水台，防止錨桿鑽孔施工過程中泥漿流入，造成污染。

2.牆面及頂棚的保護：錨桿施工前應對附近區域已施工完的剪力牆、柱及頂板做好充分的防護，以防止泥漿飛濺造成的污染。當飛濺的泥漿污染地下室結構時，及時採用高壓水槍進行清理，恢復結構的原貌。

防止水污染的措施

1.現場交通道路和材料堆放場地統一規劃排水溝，控制污水流向，設定沉澱池，污水經三級沉澱後再排入市政污水管線，嚴防施工污水直接排入市政污水管線或流出施工區域污染環境。

2加強對現場存放油品的管理，對存放油品庫房進行防滲漏處理，採取有效措施，在儲存和使用中，防止油料跑、冒、滴、漏污染水體。

防止施工噪聲污染的措施

1.所有運輸車輛進入現場後禁止鳴笛，以減少噪聲。

2.加強環保意識的宣傳，採用有力措施控制人為的施工噪聲，嚴格管理，最大限度地減少噪聲擾民。

3.錨桿鑽機在成孔過程中，對於螺旋鑽頭可採取將鑽頭反方向旋轉卸去鑽頭上的土，以達到降低噪聲的目的。

4.由專人負責擾民協調工作，現場設定居民接待室，負責接待和解決周邊居民的投訴。

廢棄物回收利用措施

1.對現場材料堆場進行統一規劃，對不同的進場材料設備進行分類合理堆放和儲存，並掛牌標明標示，重要設備材料利用專門的圍欄和庫房儲存，並設專人管理。在施工過程中，嚴格按照材料管理辦法，進行限額領料。

2.當泥漿、廢渣到達一定的規模後必須及時清理出地下室並運出現場。

3.對切除的鋼絞線的廢料，集中存放管理，全部回收再利用。

效益分析

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的效益分析如下：

預應力錨桿按常規施工，該工序是關鍵工序，而且施工周期長，制約了工程進度。預應力抗浮錨桿逆作法施工工藝則將該工序變成了非關鍵工序，預應力錨桿的施工與主體結構同時進行，不占用單獨的工期，從而縮短了工程的總工期，節省了各種費用。同時通過預埋的錨桿套筒，採用新型鑽頭和擴孔器，使成孔和擴孔的效率更高、質量更容易保證。由於先施工地下室結構，後施工錨桿，該工藝還避免了錨桿成孔時對地基的擾動，一定程度上保證的地基的承載力。

以濟南萬達廣場項目為例，採用該工法比常規方法提前工期70天，成為保證該工程如期開業的重要措施，直接經濟效益達390.75萬元。另外，相對採用抗拔樁或增加基礎底板結構尺寸的抗浮方法，預應力抗浮錨桿工藝的造價更低，可節約大量的社會和自然資源，社會效益良好。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》的套用實例如下：

濟南萬達廣場

1、工程概況

濟南萬達廣場工程位於山東省濟南市經四路以北，建築面積420000平方米，地下2層，地上25層，包括5棟寫字樓，1棟酒店，裙房為商業建築，主體高度99米.該工程商業建築部分為筏板基礎，預應力抗浮錨桿2317根，錨桿長度為18米施工中採用先施工地下室結構後施工預應力錨桿的逆作法工藝。該工程2009年11月8日開工，2010年11月18日竣工。

2、施工情況及套用效果

該工程地表以下18米左右範圍土質主要為黏土、膠結岩層、全風化閃長岩、強風化閃長岩和中風化閃長岩，複雜的地質構造增加了工程樁成孔的難度，成孔機械損耗也較大。針對實際情況，現場採用了自行研製的新型三翼鑽頭，適應上述地質條件下的錨桿施工，提高了鑽機成孔的效率。另外，該工程預應力錨桿施工中還採用了適合狹小工作環境的鑽機，各個零件都是現場組裝，運輸方便，施工靈活。採用逆作法施工技術，提前70天進入地下室主體結構的施工，使地上結構提前開始施工，直接縮短了工程的總體工期。通過最終的錨桿抗拔承載力檢測，所有錨桿全部合格。通過對建築物的沉降觀測，未發現有上浮跡象，錨桿的抗浮效果良好。

長春紅旗街萬達廣場

1、工程概況

長春紅旗街萬達廣場位於長春市紅旗街省醫院南側，建築面積16000米，其中兩棟30層公寓，一棟31層住宅，兩棟33層住宅，所有樓間地下部分均為車庫。該工程基礎底板埋深12米。在基礎底板處採用永久性預應力抗浮錨桿來解決基礎底板的抗浮問題，抗浮錨桿數量3358根。該工程商業建築部分2009年7月2日開工，2010年12月30日竣工。

2、施工情況及套用效果

該工程由於採用了《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》技術，使基礎施工工期縮短了68天，確保了長春紅旗街萬達廣場的順利開業。預應力抗浮錨桿的抗拔承載力檢測全部合格，達到了預期效果。

瀋陽太原街萬達廣場

1、工程概況

瀋陽太原街萬達廣場工程，建築面積9300002，是由住宅、寫字樓、酒店、購物中心、商街及公共廣場為一體的綜合體項目。在基礎底板處採用永久性預應力抗浮錨桿來解決基礎底板的抗浮問題，抗浮錨桿數量2513根。該工程商業建築部分2008年3月15日開工2009年12月30日竣工。

2、施工情況及套用效果

該工程採用了《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》技術，使基礎施工工期縮短了54天，確保了瀋陽太原街萬達廣場的如期開業。通過對預應力抗浮錨桿的抽樣檢測，所有錨桿的抗拔力全部符合規範和設計要求。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《預應力抗浮錨桿逆作法施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。