混凝土抗拔錨桿,是利用機械設備在底板以下部位成孔,在孔內放置單根或多根精軋螺紋鋼筋,底部設置有小鋼筋籠隨精軋螺紋鋼筋一起下放,二者之間可靠連接,澆筑混凝土至底板位置。
該類錨桿利用精軋螺紋鋼筋與底部的小鋼筋籠共同受力,抗拉能力高,鋼筋使用率低,同時由于坑內灌注混凝土,又可提供部分抗壓能力。
混凝土抗拔錨桿技術相比于傳統的抗浮措施,具有承載力能力高、質量可靠、工藝簡單、施工速度快的顯著優點,綜合造價低,具有較為廣泛的市場應用前景。
案例背景
南京仙林可一書店項目位于南京市棲霞區仙林大學城,北側為一人工湖,南鄰杉湖東路,西為學海路,東為學典路。項目占地面積5000平方米,地上四層,建筑面積14,060平方米,地下室三層,建筑面積約18,889平方米。
該場地的初見水位一般在0.5-1.5米之間,施工中對鉆孔進行水位測量,鉆孔內穩定水位埋深在1.00-2.70米之間,水位標高在11.13-12.72米。水位主要受大氣降水及場區周圍地表水側向逕流的影響,雨季水量較豐。據估算,結構總重力約為528,527kN,受到的最大水浮力為1,000,252kN,水浮力遠大于結構重力,需采取抗浮措施。
抗浮措施比選
目前常用的抗浮措施主要有抗拔灌注樁和囊式擴大頭錨桿。
抗拔灌注樁
優點:設計理論依據充分,安全可靠;有大量工程經驗,施工工藝成熟,應用范圍廣泛;同時具有抗壓、抗拉作用。
缺點:一般采用樁承臺設計,抗拔力主要依靠樁體中的鋼筋,配筋率大,整體造價較高;常規灌注樁施工會產生大量泥漿污染等。
高壓噴射擴大頭錨桿
優點:旋噴加固周圍土體,適用于軟土地層;分布比較均勻,整板基礎,造價較灌注樁低。
缺點:工藝復雜,質量控制困難;一般在坑底施工,需要和支護、土方等交叉作業,可能增加支護使用周期,增加支護成本;一般只抗拉不抗壓,應用范圍有限。
混凝土抗拔錨桿
優點:強度高、質量可靠;工藝簡單、施工速度快;同時抗壓、抗拔;整板基礎,綜合造價低。
缺點:工藝與一般樁基相比成熟度不足;軟土地層,CFG成孔易塌孔。
正式方案實施前,在現場進行了試驗性施工,錨桿桿體改為兩根直徑40mmPSB1080精軋螺紋鋼筋,桿體高出現地面1m以便于檢測操作,其余參數不變。
現場試驗施工流程
1. 場地整平 → 2. 測量放樣 → 3. 施工護筒 → 4. CFG設備就位 → 5. 成孔 → 6. 清孔 → 7. 下入錨桿與鋼筋籠 → 8. 下入澆筑混凝土導管 → 9. 澆筑混凝土
↑ 埋設護筒
↑ 長螺旋成孔
↑ 成孔后孔洞圖
↑ 鋼筋籠圖
↑ 下混凝土導管
↑ 錨桿抗拔試驗圖
本次試驗在現場隨機選取6處作為抗拔錨桿試驗施工點,采用長螺旋鉆機成孔,錨桿總長度16m。
在施工完畢后現場制作試驗檢測平臺,進行錨桿抗拔極限承載力檢測,檢測結果顯示,6根試驗錨桿均大于設計要求值700kN,說明該錨桿在技術上可行。
此外,本項目還綜合比較了抗拔灌注樁、高壓噴射擴大頭抗拔錨桿、混凝土抗拔錨桿三種方案:
工期90天;
工期60天,只抗拔,不抗壓;
工期60天,相比抗拔灌注樁,造價節省10%左右,既抗拔,又抗壓。
由以上數據可見,混凝土抗拔錨桿與抗拔灌注樁相比,工期優勢明顯,造價有所節省;與高壓噴射擴大頭錨桿相比,工期相當,更具抗壓功效。說明混凝土錨桿與目前常規抗浮措施相比較,不但技術上是可行的,造價與工期上還具有一定的優勢,進一步說明了該技術的可推廣性。