（1云南省城乡建设投资有限公司; 2 武大巨成结构股份有限公司 巨成研究院，武汉，430233; 3 武汉大学建筑物检测与加固教育部工程研究中心，武汉 430072）
[摘要]随着城市化进程加快，城市用地日趋紧张，高层建筑的地下室及地下建筑物越来越多。地下建筑物的抗浮问题也越来越突出。在众多抗浮方法中，抗浮自锁锚杆因为其自身的灵活性、经济性和实用性已在越来越多的工程中得到应用。本文以某既有地下室抗浮项目为例，从抗浮自锁锚杆的选用、设计及工艺等方面，全面的了解抗浮自锁锚杆在地下室中的应用，已为类似地下室抗浮处理提供参考。
[关键词]地下室；抗浮；自锁锚杆；加固
Study on The Experimental Research of Anti-floating Self-locking Bolt in an Existing Basement
Zhao xu1，Zhao shuqiang1* ,Zhou jianbo,2,3 ,Cun xuegang,2
(1 Yunnan Urban and Rural Construction Investment Co., Ltd., Kunming 650501, China; 2 Research Institute of Wuda Jucheng Structure Co., Ltd. ,Wuhan 430223; 3 Engineering Research Center of Ministry of education for building detection and reinforcement of Wuhan University, Wuhan 430072 )
Abstract:With the acceleration of urbanization, urban land is becoming increasingly scarce, and there are more and more basement and underground buildings in high-rise buildings. The anti-floating problem of underground buildings is becoming more and more prominent. Among many anti-floating methods, anti-floating self-locking bolt has been applied in more and more projects because of its flexibility, economy and practicality. Taking an existing basement anti-floating project as an example, this paper comprehensively understands the application of anti-floating self-locking anchor in the basement from the aspects of the selection, design and technology of anti-floating self-locking anchor. It provides reference for similar basement anti-floating treatment.
Key words: The basement；Feasibility；self-locking anchor；Strengthening
1 工程概况
该项目位于云南省楚雄市。项目包括地下室、四个栋号高层建筑、多层商业建筑。其涉及地下室建筑面积约为4870㎡，地下室层数2层，地下室基础形式采用防水板+桩基础结构。
该项目在2020年7月中旬发生局部渗漏，裙房之间地下室出现上浮，且地下室筏板，框架柱、剪力墙、楼板等出现开裂，围护墙体出现小面积剥落、脱壳。经检测鉴定，在7月初至7月20日期间项目现场出现长时间的连续降雨和部分时段的强降雨，造成场地内外大量地表水积聚，地表水渗入地下，地下水位及水浮力急剧上升，同时降雨发生时还未进行覆土回填，抗浮荷载不足。抗浮承载能力小于地下水浮力，从而导致上浮事故的发生。
2 场地工程地质条件
根据地勘报告，场地地基土表部为素填土，局部为耕土，中上部为冲洪积相的粘土、粉砂、圆砾及湖相沉积的粘土、泥炭质土；中下部为坡残积相的粘土（全风化砂质泥岩），下伏地层为白垩系砂质泥岩。
底层结构自上而下具体情况为：第①层素填土；第②层粘土；第③层粉砂；第④层粘土；第⑤层粘土；第⑥层强风化砂质泥岩；第⑦层中风化砂质泥岩。第⑦层砂质泥岩差异风化明显，岩石地基承载力特征值fak=1600kPa,是较好的桩基础持力层,层顶埋深3.50～19.50米。稳定的地下水位在地面下0.00—3.85米。地下水的来源以大气降雨和地表水侧向渗透补给为主，通过蒸发排泄。地下水位、水量随季节变化较大。
3 抗浮加固方案选择
依据经验，抗浮加固的主要措施有自重抗浮、抗拔桩、泄水减压和抗浮锚杆（普通锚杆和自锁锚杆）四大类[1，2]。本工程在地下二层，根据现场测量，地下室负二层净高为 2.4m，场地岩层较浅，可排除采用抗拔桩加固。基于现场施工条件、工期、材料、工艺及后期运行维护等方面综合分析后自重抗浮、泄水减压和抗浮自锁锚杆的优缺点，如表1。
表1 抗浮加固法对比表
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根据表1的比较，采用抗浮自锁锚杆的方法可以节约材料，缩短工期，有效控制工程造价，施工工艺易于控制，工程质量能得到较好保障[3]。
4 抗浮自锁锚杆设计与计算
本工程拟采用直径为36mm的1080级预应力螺纹钢自锁抗浮锚杆（承载力特征值取Ra=400KN），自锁锚杆扩大头进入中风化岩石深度为3.0m，自锁锚杆的钻孔孔径为150mm，底部扩孔直径由直孔150mm扩大至底部220mm（工艺要求），岩石锚杆杆体和锚固体安全等级均取III级；本工程为完整中风化岩石，根据地勘报告岩石特征值取为fak=2300KPa，岩石抗压强度标准值frk=9.7MPa。
4.1 锚杆杆体承载力计算
根据《建筑工程抗浮技术标准》[4]（JGJ476-2019）第7.5.6条得出 ：
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4.2 锚杆的直线段锚固承载力计算
取l0=3.0m，依据《扩孔自锁锚固技术规程》[5]（CECS/T 813-2021）第5.2.3条计算，进入中风化岩层锚杆的直锚段提供锚固力标准值：
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4.3 底部内锚头自锁锚固承载力计算
根据《扩孔自锁锚固技术规程》（CECS/T 813-2021）第5.2.3条计算锚杆底部扩大锥部分，在岩石围压作用下内锚头自锁锚固力标准值：
Nt2 =αl βl frk Aln =2.6×3×9.7×103×20331.5×10-6=1538KN
Ntk=（Nt1k+Nt2k）/2 = 995kN＞Ra=400KN
5 抗浮自锁锚杆施工工艺
本工程选取抗浮自锁锚杆法作为主要抗浮加固方法，其施工详图如图1。
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图1 抗浮自锁锚杆详图
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图2 抗浮自锁锚杆施工工艺流程图
抗浮自锁锚杆施工工艺流程如图2所示，具体工艺为：①测量放孔；②钻孔：采用钻机钻孔，在基础底面下土层内形成有效直径150mm入中风化岩层3米。③扩孔：确保入岩深度满足设计要求后，孔底用扩孔机具扩成倒锥形孔，如图3。④清孔；⑤放置锚杆：插放锚杆前安装锚头，注浆管与锚杆绑扎在一起放入孔内，安装到位后用加力使锚杆端部扩张形成自锁，如图4。⑥注浆：采用专用注浆泵注浆，注浆材料为锚杆孔用灌浆料，待孔口溢浆即可停止灌浆；⑦养护。
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图3 底部扩孔截面图 图4 锚固段示意图
6 试验检测
本工程对9根试验锚杆进行基本试验，按设计要求锚杆试验的抗拔力不应小于630kN。基本试验采用分级加/卸荷载法，由穿心型液压千斤顶加载，同时油压表测定油压并换算荷载，测定荷载位移关系。试验结果显示9根锚杆抗拔承载力均大于630kN，达到设计要求。锚杆试验相关参数和试验结果见表2。
表2 锚杆相关参数和试验结果
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7 结语
软质岩中，因裂缝发育不强，岩石较完整，自锁锚杆表现出较强的适用性及较高的保障率，只要确保锚杆入完整基岩深度大于2米，锚固体长度大于0.75米，所有试验锚杆均达到设计要求。
本文通过对抗浮自锁锚杆在既有地下室抗浮施工中的应用得出。采用抗浮自锁锚杆加固具有较好的实用价值和经济价值,抗浮自锁锚杆可节约材料，大大缩短施工工期，节约工程造价。由于抗浮自锁锚杆通过底部扩大形成机械咬合自锁于岩石中，其锚固性能相较于普通抗浮锚杆更为可靠；同时可在既有建筑地下室内施工，施工机械可根据层高灵活调整，具有较强的实用性。
参考文献：
[1]吴勇军，章因. 某大型地下车库扩大头锚杆抗浮设计与研究[J]. 城市住宅，2019，26(11)：164-165+168.
[2]耿新雷.抗浮锚杆在地下室抗浮中的应用[J]. 工程与建设,2015,29(06):839-841.
[3]周宗道.锚杆在地下室抗浮加固中的应用及分析[J]. 西部探矿工程,2003(01):50-51.
[4]《建筑工程抗浮技术标准》JGJ 476-2019，中国建筑工业出版社，2019.
[5]《扩孔自锁锚固技术规程》T/CECS 813-2021，中国工程建设标准化协会，2021
作者简介：
赵旭，云南城乡建设投资有限公司总经理，高级工程师；赵树强，云南城乡建设投资有限公司，副总工程师，正高级工程师，云南省昆明经济技术开发区信息产业基地林溪路188号。邮编：650501