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混凝土抗拔锚杆

混凝土抗拔锚杆,是利用机械设备在底板以下部位成孔,在孔内放置单根或多根精轧螺纹钢筋,底部设置有小钢筋笼随精轧螺纹钢筋一起下放,二者之间可靠连接,浇筑混凝土至底板位置。该类锚杆利用精轧螺纹钢筋与底部的小钢筋笼共同受力,抗拉能力高,钢筋使用率低,同时由于坑内灌注混凝土,又可提供部分抗压能力。 混凝土抗拔锚杆技术相比于传统的抗浮措施,具有承载力能力高、质量可靠、工艺简单、施工速度快的显著优点,综合造价低,具有较为广泛的市场应用前景。

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混凝土抗拔锚杆,是利用机械设备在底板以下部位成孔,在孔内放置单根或多根精轧螺纹钢筋,底部设置有小钢筋笼随精轧螺纹钢筋一起下放,二者之间可靠连接,浇筑混凝土至底板位置。该类锚杆利用精轧螺纹钢筋与底部的小钢筋笼共同受力,抗拉能力高,钢筋使用率低,同时由于坑内灌注混凝土,又可提供部分抗压能力。

混凝土抗拔锚杆技术相比于传统的抗浮措施,具有承载力能力高、质量可靠、工艺简单、施工速度快的显著优点,综合造价低,具有较为广泛的市场应用前景。


案例背景

南京仙林可一书店项目位于南京市栖霞区仙林大学城,北侧为一人工湖,南邻杉湖东路,西为学海路,东为学典路。项目占地面积5000平方米,地上四层,建筑面积14,060平方米,地下室三层,建筑面积约18,889平方米。

该场地的初见水位一般在0.5-1.5米之间,施工中对钻孔进行水位测量,钻孔内稳定水位埋深在1.00-2.70米之间,水位标高在11.13-12.72米。水位主要受大气降水及场区周围地表水侧向迳流的影响,雨季水量较丰。据估算,结构总重力约为528,527kN,受到的最大水浮力为1,000,252kN,水浮力远大于结构重力,需采取抗浮措施。

抗浮措施比选

目前常用的抗浮措施主要有抗拔灌注桩和囊式扩大头锚杆。

抗拔灌注桩

优点:设计理论依据充分,安全可靠;有大量工程经验,施工工艺成熟,应用范围广泛;同时具有抗压、抗拉作用。

缺点:一般采用桩承台设计,抗拔力主要依靠桩体中的钢筋,配筋率大,整体造价较高;常规灌注桩施工会产生大量泥浆污染等。

高压喷射扩大头锚杆

优点:旋喷加固周围土体,适用于软土地层;分布比较均匀,整板基础,造价较灌注桩低。

缺点:工艺复杂,质量控制困难;一般在坑底施工,需要和支护、土方等交叉作业,可能增加支护使用周期,增加支护成本;一般只抗拉不抗压,应用范围有限。

混凝土抗拔锚杆

优点:强度高、质量可靠;工艺简单、施工速度快;同时抗压、抗拔;整板基础,综合造价低。

缺点:工艺与一般桩基相比成熟度不足;软土地层,CFG成孔易塌孔。

混凝土抗拔锚杆

正式方案实施前,在现场进行了试验性施工,锚杆杆体改为两根直径40mmPSB1080精轧螺纹钢筋,杆体高出现地面1m以便于检测操作,其余参数不变。

现场试验施工流程

1. 场地整平 → 2. 测量放样 → 3. 施工护筒 → 4. CFG设备就位 → 5. 成孔 → 6. 清孔 → 7. 下入锚杆与钢筋笼 → 8. 下入浇筑混凝土导管 → 9. 浇筑混凝土

埋设护筒

↑ 埋设护筒

长螺旋成孔

↑ 长螺旋成孔

成孔后孔洞图

↑ 成孔后孔洞图

钢筋笼图

↑ 钢筋笼图

下混凝土导管

↑ 下混凝土导管

锚杆抗拔试验图

↑ 锚杆抗拔试验图

本次试验在现场随机选取6处作为抗拔锚杆试验施工点,采用长螺旋钻机成孔,锚杆总长度16m。

在施工完毕后现场制作试验检测平台,进行锚杆抗拔极限承载力检测,检测结果显示,6根试验锚杆均大于设计要求值700kN说明该锚杆在技术上可行

此外,本项目还综合比较了抗拔灌注桩、高压喷射扩大头抗拔锚杆、混凝土抗拔锚杆三种方案:

抗拔灌注桩,工期90天;

高压喷射扩大头抗拔锚杆,工期60天,只抗拔,不抗压;

混凝土抗拔锚杆,工期60天,相比抗拔灌注桩,造价节省10%左右,既抗拔,又抗压。


由以上数据可见,混凝土抗拔锚杆与抗拔灌注桩相比,工期优势明显造价有所节省;与高压喷射扩大头锚杆相比,工期相当,更具抗压功效。说明混凝土锚杆与目前常规抗浮措施相比较,不但技术上是可行的,造价与工期上还具有一定的优势,进一步说明了该技术的可推广性