抗浮锚杆在流砂、圆砾层中的施工

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1、抗浮锚杆在流砂、圆砾层中的施工摘要：文章阐述了抗震设计方法的转变，并介绍了两种不同设计方法的优缺点，对能量分析方法在抗震结构计算中的应用进行了分析。　　关键词：推覆分析方法；结构能量反应分析，地震动三要素；耗散能量　　　　1前言　　　　某市新世界商业广场A区大厦设计为30层高，框架结构，地下室2层，其基础采用人工挖孔桩，经计算，基础抗浮不满足要求，采用锚杆抗浮方案。　　　　2抗浮锚杆的设计　　　　2．1设计参数：锚杆钻孔直径：171mm；杆体钢筋36mm；砂浆强度：M30；抗拔力设计值291KN/根(安全系数取2，即2×291＝极限抗拔力)；锚杆倾角

2、：90°；锚杆长度8m；锚杆数量：65根。　　　　2．2设计要求：　　成孔深度进入中风化粉质砂岩(2.5m、8.5m孔深)；　　注浆方式：采用中25mm镀锌管(插入式)注浆，注浆压力宜控制在0.3～0.5MPa。　　　　2．3锚杆完工一周后进行现场抗拔实验。　　2．4抗浮锚杆采用先插后注的施工程序。　　　　3工程地质条件　　　　000～0.10m为C10混凝土垫层；0.10～2.10m为砂层；2.10～4.20m为圆砾层(挖桩取出的圆砾粒径为5～20cm)；4.20～5.50m为强风化粉质砂岩：5.50～8.0m为中风化粉质砂岩。砂层和圆砾层均为含水

3、层，钻孔揭开C10砼垫层后见地下水，钻孔之间可互通泥浆。　　　　4主要施工设施　　　　XY-1工程钻机，YzB8—注浆泵，HJ200灰浆搅拌机以及171mm三翼无芯组合钻具。　　　　5砂浆配合比　　　　水泥：细砂水＝1:3.73:0.82　　水泥为P·O42.5普硅水泥，其加量为402kg/m。　　　　6存在的问题及解决办法　　　　根据锚杆设计口径，我们采用中171mm三翼无芯尖钻头泥浆钻孔。由于砂层和圆砾层无胶结性(施工前了解均含泥，具有胶结性)，钻穿砼垫层后即遇砂层和地下水，在回转钻机的搅动下产生动水压力而形成流砂，砂层部位垮孔严重，砼垫层下部已

4、形成无法丈量的大肚(坛)。同时圆砾层钻进时不是被钻碎，而是被三翼无芯尖钻头挤裂或挤开，当钻孔达到设计孔深起钻后，钻孔空间又被垮坍的流砂及滚动的圆砾石回填。经采用浓泥浆和水泥浆也无法护孔。如此反复钻进了一个星期末出任何成果，建设单位和监理单位均露出了极不信任的口风，我们的压力越来越大。在此情况下，我们建议业主加大一级钻孔孔径(由171mm变更为219mm)，用219mm钢管隔离砂层，以保证终孔孔径不变。然而，加大孔径和护壁套(钢)管无疑增加了成本，业主不同意。我们只好另辟蹊径。在攻关会上，共找出下列几个问题：　　　　1、砂层的护壁问题：　　2、圆砾层的

5、捞取问题；　　3、杆体钢筋的插入顺序问题(因杆头钢筋在井口按“7字形”成形后，其杆头横向长度有1m，钻孔终孔后若先下八成形钢筋杆体，锚杆注浆后砂层护壁套管口径小于钢筋杆头直径起不出来，务必造成每根锚杆都要一根套管井口护壁；若起出护壁套管后下人杆体钢筋，砂砾层将钻孔回填，镀锌注浆管和杆体钢筋无法插入，锚杆注浆工序无法完成)；　　4、采取何种方式注浆(是采取镀锌管插入式注浆，还是采取软管杆体绑扎埋人式注浆)；　　5、钻孔结构问题(若不加大一级钻孔孔径，砂层只能用设计口径的套管护壁，不能保证锚杆的设计口径终孔；若加大一级钻孔孔径，砂层可用大于设计口径的套管

6、护壁，并能保证锚杆的设计口径终孔，但成本过高，而且我们远离基地，短期内采购和加工大一级的219mm套管，工期也不允许)。　　针对上述问题，我们根据长沙市及其它地区的施工经验，经查看《工程地质勘察报告》中提供的单位面积摩阻力数据计算锚杆极限抗拔力后，向总承包单位、监理单位和建设单位申报了抗浮锚杆采用中171mm套管护壁、中130mm终孔和在垮坍砂砾层中进行埋人式注浆的施工方案，变更了抗浮锚杆的设计施工程序。监理单位和建设单位认为：埋人式注浆的有利因素是钻孔坍方无论坍到何种程度，都可以保证注浆工序的完成；不利因素是钻孔的直径太小，坍方的砂砾石留在孔内，小

7、级直径锚杆和孔内砂砾石残碴对锚杆的杆体强度有多大的影响，在他们心中无底，变更方案不予以批准。而我们认为：埋入式注浆不仅不会降低锚杆的抗拔力，反而会提高锚杆抗拔力。因为埋入式注浆的浆液是从井底压至井口，浆液上返时包裹了垮坍的砂砾石，使单纯的注浆砂浆变成了混凝土，并且垮坍越大，砂浆包裹的范围越大，形成的混凝土块体越大，杆体周侧的摩阻力增大，相应增大了锚杆直径，因此锚杆的整体强度得以提高。同时只要做好清孔工作，将砂砾石残碴的泥土清出孔外，就能保证锚杆的杆体强度。在总承包单位的支持下，我们又向监理单位和建设单位递交了《工程质量保证书》和一切后果自负的承诺后方

8、可继续施工。具体措施为　　1、验算锚杆极限抗拔力：　　根据垮坍大肚锚杆的特性，我们采用下列公式　　对小于设计