张波
身份证(43232219790623****)
摘要:近年来大面积的地下室地板不均匀上浮,严重危害到地下室结构安全,造成事故发生。如何处理地下室上浮这一问题,进行加固建筑物结构这一难题是我们建筑施工技术人员应思考的问题。基于此,文章结工程实例,介绍土层锚杆在
某地下室抗浮中的应用,以供同仁参考。
关键词:地下室上浮;土层锚杆;抗浮应用
一、前言
近年来地下室大面积地上浮,特别是不均匀上浮。造成地下室的结构受到严重的损;也造成了很大的经济损失。地下室上浮造成的破坏主要表现在:上浮隆起破坏底板;工程的整体浮破坏梁柱节点处开裂。是什么原因引起的呢?是因为地下水的浮力大于建筑物的重力时,建筑物被推了上来。当时的上部荷重轻于地下水浮力的时候,就造成了这种情况。这种地下室上浮地情况极有可能是因为建筑物在设计上的疏失,也可能是施工的时候不注意引起的。且不管它的起因如何,出了问题就要想法子去应对,这总是没错的。这时,这土层锚杆的作用就明显起来了。那么,什么是土层锚杆?土层锚杆地下室抗浮中的应用又是怎样的呢?接下来,木文结合沿海地区的某地下室上浮加固工程的实例,本文将为你一一说明土层锚杆在地下室抗浮中的应用。
二、土层锚杆概述
锚杆是一种埋入岩上体深处的受拉杆件,承受山压力、水压力或其他荷载
所产生的拉力。显而易见,土层锚杆就是用于在地下室上浮时用以加固地板结构的受拉杆件。如果锚杆锚固自径小,那么它提供的抗拉力比抗拉桩也较小,土层锚杆的工作原理是:与抗浮桩相似(通过与锚侧岩上层的摩阻力来提供抗拔力),抗浮锚杆采用高压汁浆,浆液能渗透到岩上体的空隙及裂隙中,锚侧的摩阻力也比较大,更有利于抗浮。即将土层锚杆的一端固定于岩(土)体中,另一端与工程结构物相联接,用土层锚杆来承受外物施加于建筑物的推力或上举力,如土压力、水压力或其他外力;也可以说是利用岩(土)体的内在抗力保护建筑物的稳定。?
?在天然地层中多以钻孔灌浆为主而制成的,称为土层灌浆锚杆。依据土层灌浆锚杆的受拉杆件材料来分有:粗钢筋土层灌浆锚杆、高强钢丝土层灌浆锚杆、钢绞线土层灌浆锚杆等不同的类型;依据土层灌浆锚杆的施工工艺来分有:常压土层灌浆锚杆和高压灌浆土层灌浆锚杆、预压灌浆土层灌浆锚杆、化学灌浆土层灌浆锚杆以及其它具有许多特殊性能的锚固灌浆技术土层灌浆锚杆。
三、土层锚杆在某地下室抗浮中的应用实例
以沿海地区某商城C地块工程为实例来说说土层锚杆在地下室抗浮中的应用:某商城C地块总占地面积5853m2,工程地上七层,局部结构八层,建筑面积18958m2;地下室二层,局部结构三层,建筑面积8710㎡。总建筑面积为27669㎡,由于本工程地下室基底埋置深度较深,地下室底板面标高-7.800m,局部-12.800m。在初期观测时,因为地下室还没有覆盖土壤,很多观测站点会遭受地下水的影响,累计变形量相对于初始值会出现少许上浮,低于约10mm。地下室的中心区上浮量最高值达到了约192mm,地下室与其附近几处高层建筑的连接处上浮量接近于零。由此分析其原因,预制管桩作为抗浮桩,其与地下室的
底板节点处出现了损坏现象。因此,应用土层抗拔锚杆的加固方案。选用抗浮锚杆212根、其长度均为15米,钻孔直径为150mm,在锚杆注浆时选用先投石后注浆的方法,投石主要以碎石为填料,粒径保持在20至40mm,注浆材料要使用水灰比是0.5的水泥净浆,要进行二次注浆,注浆体强度等级为C20。
(1)锚杆平面的设置。因为地下室与其附近的几栋高层建筑具有一定的嵌固性,地库两侧最好不要布置抗浮锚杆,因此过多的锚杆会对原建筑结构造成反作用,引发损坏问题,比如出现扩展裂缝等,同时对于底板底下的土体也会有较大影响。
(2)抗浮锚杆的设计及施工。选用抗浮锚杆加固地下室,锚杆的初定长度为15米,其成孔直径定为150mm,锚端和混凝土的接触面选用丙烯酞胺类高分子材料压力灌注堵漏实现防水。锚杆成孔直径即150mm,选取螺旋钻机进行打孔,倘若出现钻孔困难,可以借助空气锤施加冲击力实现成孔。锚孔的定位偏差要低于20mm,其倾斜度要低于5%,所钻孔深度大于锚杆设计长度保持在0.5米以上。锚杆的钢筋利用切割机割断,然后防锈与除油,必须依据设计尺寸进行下料,每根钢筋的下料误差要低于50mm。地下室由于层高所限,锚杆钢筋需要将5支长为3米的钢筋进行焊接,利用双面绑条焊接法,绑条的长度要高于10d,每个两边的焊接长度要高于5d。选用水灰比为0.5的水泥净浆实行材料的一次注浆,在注浆当中可以根据地下水的状况适当比例的水玻璃,即1%最好。注浆材料要选取投石注浆法,以碎石为投石填料,粒径选用20至40mm的。在填料前要先进行清洗,投入量要高于计算桩孔体积的90%,在填灌中要及时使用注浆管进行注水清孔工作。
(3)土层锚杆抗拔试验。由于工期较紧,锚杆水泥砂浆养护时间尚短,所以,首先在局部位置施工锚杆并做抗拔试验,以对锚杆做进一步调整后才直一步施工。施工完后又作进一步的试验:试验采用液压穿心和高压油泵千斤顶施加压力,用压力传感器控制拉力,百分表测量位移。本次锚杆抗拔试验中,最大试验荷载取值为200kn,约为 1.4倍左右,结果符合原设计。
(4)本工程采用土层锚杆的技术经济效益。在天然土层采用土层抗拔锚杆,经济效益良好。本工程累计沉降量14mm~~21mm之间,它们的差异沉降量仅7mm,情况相当良好。并由此次工程效果可以看出,采用土层锚杆作为抗浮措施的优点有:施工机械及设备的作业空间不大,适合各种地形及场地应用;改善施工条件和相对缩短工期;保证了设计的安全度;施工时噪音和振动恨小,不会影响周围的居民;可以在一定程度上控制建筑物的变形量。总的说来,就土层锚杆施工所用机械不大,施工简便快捷,对环境无污染,也无噪声干扰,而且抗浮效果好。
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四、结语
随着国民经济的快速发展,出现越来越多,而且量大的地下室工程。首先,如何处理好这一问题,已成为我们的一个重要课题。而土层抗浮锚杆就是为我们提供了这样一个崭新的思路,一个崭新的方向。特别对于缩短工期、适应复杂地质情况下、在有环保、经济性指标要求的方面上,土层抗浮锚杆具有不可替代的优越性;其次,土层锚杆是布置在基础地梁位置、基础底板下,直接与水浮力相抵抗,因而如土层中遇障碍物也可灵活调整,调整它的其平面布置。在工程实践中,也可能会碰到,基础垫层完工后才发现局部的抗拔桩出现了问题,也可采用土层锚杆作为补救措施。再次,土层锚杆在特殊工程中给我们提供的一个特殊手段,这就是土层锚杆可采用预加应力来控制、调整建筑物的变形量。另外,笔者认为在实际工程中,用土层抗浮锚杆来解决的局部地下室抗浮问题可行的,只要注意到由可靠的抗拔试验来确定拉杆的设计拉力,以保证安全就行。最后,土层锚杆可以减小相应的基础造价,即保证施工的安全,又十分经济适用。所以说,土层锚杆在建筑工程中的前景美好。
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参考文献:
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力学与工程学报.2010(01).
[2]邹正.高宇程.大型商业建筑超长无缝抗浮地下室的设计[J].中国新技术新产品.2011(04).