岩土工程勘察中抗浮水位技术问题的对策研究

2020-08-26曾辉

工程技术与管理 2020年8期

关键词：抗浮浮力钻机

曾辉

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，中国·广东深圳 518000

在岩土工程勘察中，地下水浮力是影响工程质量与后期建筑结构安全的重要因素，因此需采取有效措施对这一问题进行解决。论文联系实际，分析说明一种抗浮水位技术，以期为相关工作的开展带来些许帮助。

岩土工程；抗浮技术；措施

1 岩土工程勘察中抗浮水位技术原理分析

抗浮治理方案宜根据抗浮稳定状态、抗浮设计等级和抗浮概念设计并结合治理要求、对周边环境的影响、施工条件等因素进行技术经济比较后确定[1]。其中，抗浮锚杆支护技术是极为重要的一种方式，合理应用该技术，不仅能提升建筑物抗浮性能，确保建筑结构稳定，而且能起到一定的环境保护作用，如降低噪音污染、粉尘污染等。

在应用该项技术施工时，采用根管钻进的方式进行施工，在钻进施工过程中用套管对孔壁进行保护，避免出现扩孔、塌孔以及卡钻等问题。完成钻孔施工后，对孔进行清理，对孔径、孔深、清洁程度等进行检查，确保各方面符合施工要求后，于孔中下放锚杆。在进行这一操作时，需要将注浆管绑扎在锚杆上一并下放。下放结束后向注浆管内注浆，注浆至孔口泛出浓浆时，将套管拔出，移开钻机。之后是进行二次的压浆补注工作，通过这道工序弥补套管拔出后整个孔内的浆体损失，从而保证锚杆顶部浆体饱满，抗浮目的能够实现[2]。如图1所示，这是一种类型的预应力锚杆构造示意图。

图1 预应力锚杆构造示意图

抗浮锚杆支护技术有较强的适应性，在地质环境十分复杂的区域也可以应用，并且在施工操作规范的情况下还能取得良好的应用效果。如当建筑的地下室长期有渗水漏水问题时，建筑的深层地基会受到雨水影响而产生较大浮力，当建筑整体应力不能平衡浮力时，建筑地基的稳定性将大大降低。为避免出现这一问题，需要应用抗浮锚杆支护技术来提高建筑地基的抗拉强度与抗拉力，减少浮力对建筑地基的影响，从而保证地基的稳定性、安全性。而实践表明，在地质环境复杂特别是地下室有渗水漏水的情况下，合理应用抗浮锚杆支护技术能够提高建筑基础的抗拉强度，从而降低建筑地基上浮的概率，保证建筑结构的安全性、稳定性[3]。

2 岩土工程勘察中抗浮水位技术的具体应用

2.1 工程案例

某高层建筑总体高度42m，地下一层，地上十二层，基坑开挖深度15.3m，使用1.0m的连续墙作为主要支护。由于该工程的基坑深度较大，上层建筑高度大，因而浮力会对建筑产生较大影响。为保护建筑结构，加护采用抗浮锚杆支护技术结合筏板的方法对工程进行处理。在施工时，将筏板厚度控制在1.3m左右，并根据岩石风化程度来确定锚杆长度。

2.2 抗浮锚杆支护技术具体应用

2.1.1 分析抗浮水位

在应用这一技术对该工程进行处理时，首先需通过科学合理的勘察准确确定出抗浮水位。根据以往工作经验可知，地下水层结构往往较为复杂，并且地下水有很强的流动性，因此在确定抗浮水位时，必须从多个方面，综合多项因素进行分析。如在分析时需综合考虑工程区域内的自然地理环境、气候特征、建筑特点以及施工场地长期的水文地质资料等，同时也因为地下水的排泄、补给情况、地下水的储藏情况均是导致抗浮水位变化的重要因素，因而在计算分析过程中需做重点考虑。简而言之，抗浮水位的确定既要根据勘察区域的长期水文观察记录进行确定，也对施工项目完成后的地下水位变化情况进行长期探测[4]。

在对施工区域的水文地质条件进行勘察时，需要将地下水层结构、地下水层补给以及排泄情况作为勘察的重点内容。并且要依据相关的历史资料了解该区域近五年内的地下水变化情况。为了确保技术应用的合理性，也需要准确勘测出建筑项目基础底板的具体位置，以及基础底板部位的含水层、地层两者之间的关系，并根据勘察结果制定相应的施工计划。如果基础底板处于含水层中，那么就需将该水层的历史最高水位作为此次勘察的抗浮水位；如果基础底板处于两个含水层中间，则需根据建筑项目所受的浮力与地下水压之间的关系确定抗浮水位。在计算抗浮水位时，需要用到阿基米德定律[5]。

2.2.2 钻孔施工

在将抗浮锚杆支护技术应用于该建筑项目时，钻机的规格类型以及具体的钻进方式都会影响钻孔质量，进而影响到抗浮锚杆支护技术的应用效果。因此在具体施工过程中，需对应该使用哪种钻进设备与钻进形式做充分考虑。一般情况下，要想抗浮锚杆支护技术能真正发挥到作用，那么在施工阶段就需要保证基座竖直放立且基脚稳定，避免在钻进过程中设备出现跑位现象。

对于该工程而言，要想实现对抗浮锚杆支护技术的有效运用，则钻孔最大直径不能超过200mm，误差不能超过16mm，钻孔深度要与设计要求相符。并且考虑到该工程项目的复杂性、特殊性，应选择电动空气压缩机作为主要的动力装置。

在进行钻孔施工时，先进行钻进设备的安装，之后再进行设备调试与试运行，确保设备运行时的实际处理处于合格范围之内，并且在运行过程中压力不会出现变化。为了保证施工的安全性，在正式钻孔前，先采用高压橡胶管将空压机与钻机进行连接，确保其完全封闭，之后再对钻机进行检查，确保钻机达到使用标准。

检查钻机时，要先控制钻机运行速度，后逐渐提速，并检查钻机偏位情况。如果在检查过程中发现钻机有偏位问题，需及时找出原因并进行调整纠正，避免在正式施工过程中出现此类问题。在钻孔施工过程中，施工人员必须密切观察钻头使用情况，注意钻头与钻杆的连接情况，一旦两者的连接出现松动，就应及时关掉设备对钻头与钻杆进行紧固处理。在施工过程中，如果钻孔位置与临时的排水桩沟、挖孔桩基承台高度不相同，就需对钻孔深度做及时调整，以保证最终的施工质量[6]。

2.2.3 锚杆制作

根据设计要求，锚杆杆体要采用2根25mm直径的钢筋，钢筋下料长度要能满足锚杆设计长度，如图2所示。

图2 一种抗浮锚杆

2.2.4 锚杆安装

在安装锚杆前，先由专门的技术人员对孔径、孔深、孔的清洁度以及孔位等进行检查，经现场验收合格后，方能进行锚杆安装工作。安装时，先将材料运送到孔口，并借助相关的机械将锚杆放入空中，在孔口处对其进行固定。进行这一步时，建议采用点焊的方法进行处理。完成焊接工作后就开始浇筑混凝土，在浇筑混凝土时必须做到连续浇筑，且浇筑结束后要及时开展振捣工作，全面保证混凝土浇筑质量。在浇筑时也需合理控制混凝土用量，并对混凝土的塌落度、强度等进行检测，确保混凝土各方面的性能达到工程施工标准。完成混凝土浇筑后，要对桩顶标高进行检查，确保浇筑后的桩顶标高大于设计标高。考虑到地下水会对混凝土浇筑施工产生一定影响，因此在开展这道工序前，需对地下承压水层进行降压处理。

2.2.5 锚杆防腐防水处理

在建筑工程中，锚杆的主要作用是抵抗地下水上浮力。在长久的使用过程中，地下水会对锚杆产生一定的腐蚀作用，如果不对这一问题做提前处理，可能会导致锚杆在使用一段时间后失去作用。因此，在具体的施工过程中，工作人员还需采取相应防腐防水措施对锚杆进行保护。如在锚杆上涂抹一定量的镀锌涂膜剂，或在锚杆四周设置防水加强层等。