基础底板降水井内置抗浮锚杆封堵施工技术研究

基础底板降水井内置抗浮锚杆封堵施工技术研究

曹良军

杭州中宙建工集团有限公司杭州310012

摘要：针对基础底板中深井降水井封堵施工中存在的问题，尤其针对后期结构本身在地下水位反复变化下，结构本身不足以抗浮的工况，研发“基础底板降水井内置抗浮锚杆封堵施工技术”，该技术将降水井封堵与设置抗浮措施相结合，充分利用原有降水井结构，在其内增设端部囊式扩大抗浮锚杆、降水井顶部通过预埋螺杆及钢管与封闭钢板连接实现其封堵。

关键词：基础底板；降水井；抗浮锚杆

1前言

目前传统施工方法是待降水井内地下水抽干后马上回填碎石混凝土等至基础垫层标高，同时采用比基础混凝土高一轻强度等级的膨胀混凝土浇筑至基础顶面，施工方法不足之处在于会在降水井口部位产生施工缝，带来漏水隐患，且无法修补；或采用钢管将降水井接长，待施工完毕后在钢管内侧采用钢板焊接封堵，对于出水量大的降水井封堵难度大，且在地下水位较高、上浮力过大时会造成整体封堵结构抬动等质量隐患[1]；此外，在降水井的封堵施工中，常用到一些辅助的用于封堵施工的封堵装置，但存在结构复杂、成本较高、适用范围窄等缺陷。

通过对常用的方法进行比较、分析并结合新工艺，最终形成“基础底板降水井内置抗浮锚杆封堵施工技术”。本技术具有施工操作简便，成本低，可实现对降水井的充分利用，有效提高基础在降水井封堵后的抗浮性能，保证工后封堵结构的质量等优点。

2工艺原理

基础底板降水井内置抗浮锚杆封堵施工工艺在降水井底部通过机具进行扩孔，安装囊式抗浮锚杆，将锚杆作为注浆管进行高压注浆形成压浆扩体抗浮端，并利用扩展端板有效提高基础在降水井封堵后的抗浮性能；降水井口埋设带有环形止水钢板的钢套管，环形钢板依次浇筑于基础垫层及基础底板中，既可增加钢套管稳定性，又能有效延长地下水的渗水路径；降水井口的钢套管顶部采用螺栓安装带有防水橡胶垫圈的封堵钢板，并在封堵钢板上焊接竖向连接钢筋，依次浇筑防水混凝土及混凝土封闭体，切断地下水的渗水路径，加强防水效果。

基础底板中深井降水井内置抗浮锚杆封堵结构如图2所示。

图2基础底板中深井降水井内置抗浮锚杆封堵结构示意图

3施工工艺流程

基础底板降水井内置抗浮锚杆封堵施工工艺流程如图3所示。

4操作要点

4.1施工准备

1.熟悉降水井布置图纸，对照图纸查勘所有降水井的位置[2]，对可能影响施工的建（构）筑物进行彻底清理并制定、实施可靠的安全防护措施；

2.编制详细的施工方案和施工进度计划；

4.2钢套管制作及安装

1.钢套管制作：

1）根据设计要求，在钢套管外壁焊接上下两层环形止水钢板，两层止水钢板焊接位置应分别嵌于基础垫层及基础底板中。

2）焊接法兰盘时，应采用型号与钢套管相符的法兰盘焊接在上管口。

2.钢套管安装：

安装前，对制作成型的钢套管件进行分批验收[3]，不可使用低质及严重污染或锈蚀的钢套管及相关构件。安装时，可填一层砂石，并用钢筋制作支撑架，临时将钢套管固定在降水井中心上方的降水井口上，降水泵穿过钢套管放入降水井继续进行降水。

4.3浇筑垫层混凝土

1．在基坑边溜槽距地面保持1.0m以上[4]，以方便推车直接接料，并防止发生离析现象。

2.垫层混凝土浇筑前在钢套管周围吊模需留设800mm×800mm×300mm左右的方洞，如图4.3所示，以加强后期基础底板浇筑后降水井处的底板整体连接强度。

图3基础底板降水井内置抗浮锚杆封堵施工工艺流程图

图4.3垫层混凝土浇筑完成

3.浇垫层时，若发现钢套管歪斜，应及时扶正。

4.垫层浇完后，及时进行木模支撑，和进行套管上口覆盖保护，防止杂物进入降水井内，木模支撑应严密，严防漏浆，否则浇底板混凝土时，浆液将污染螺栓，甚至进入降水井洞中，造成降水井排水不畅。

4.4降水井底扩孔

在降水井封堵施工完成之后，停止基坑外降水，再进行基坑内降水井扩孔及后续封堵施工。

4.5制作及安装囊式抗浮锚杆

1.现场囊式抗浮锚杆制作：

1）囊式抗浮锚杆主要由锚杆杆体、囊袋、囊袋连接结构以及扩展端板组件等组成[5]，如图4.5所示。制作时，预制中空钢管作为锚杆杆体，下料长度误差应控制在50mm以内，预制中空钢管下部预设扩展端板组件，扩展端板组件上端采用焊接的方式与杆体固定连接，下端可活动端绑扎钢丝绳，并在杆体上留设滑槽，滑槽亦作为出浆孔，然后根据设计要求在杆体上套设两个钢环，每个钢环按照设计位置临时固定后上下焊接两块限位钢板，最后由专业技术人员将剪裁合格的囊袋两端与钢环缝合；

2）焊接的扩展端板应根据降水井预制，扩展前边长应小于降水井直径，扩展后直径应大于降水井直径的20%以上；

3）根据设计图纸尺寸，在锚杆上焊接环形定位钢筋，定位钢筋直径与降水井内径相等，防止在注浆过程中，锚杆发生偏移；

图4.5囊式抗浮锚杆结构示意图

2.囊式抗浮锚杆安装：

1）下放锚杆时要缓慢，防止在安装过程中损伤锚杆连接件和囊袋，并注意在下放过程中不得使锚杆体转动，应确保将锚杆体安装至降水井底的预定深度。

2）安装时，钢丝绳应保持松弛状态，并缠绕于抗浮锚杆顶部。

4.6锚杆囊袋注浆、打开扩展端板

1.囊袋内灌注水泥浆

1）抗浮锚杆安装完成后，顶部采用钢筋支架临时固定，再连接注浆外管进行囊袋的注浆作业；

2）配制浆液时，操作工人戴胶手套、护目镜、穿长筒胶鞋；

3）浆体水灰比宜控制在0.35~0.45。

4）合理控制单位时间内的注浆量及注浆压力，并根据设置土工布袋的总容量合理控制注浆时间，确保浆液尽可能的充满土工布袋。

2.打开扩展端板

囊袋注浆完成后，从锚杆顶部上拔钢丝绳，直至扩展端板组件下可活动端口接触固定端为止，则扩展端板已完全展开，钢丝绳留设在抗浮锚杆内。

4.7降水井回填细石混凝土

囊袋抗浮锚杆施工完成后，观察地下水位及相邻降水井内的水位的变化情况，稳定后在降水井底部回填级配砂石，回填至降水井口1~1.5m深范围内时，再回填细石混凝土至管口，并采用振捣器振捣密实，然后迅速进行封堵钢板的安装作业。

4.8安装封堵钢板

1.清除封堵钢板及螺纹连接钢筋表面存在的锈斑、油污、氧化皮等，钢板断面不能出现撕裂现象，同时封堵钢板上的螺栓孔孔径误差应满足设计要求。

2.安装时，封堵钢板的中心孔穿过锚杆，与钢套管上口法兰盘的螺栓对齐安装，抗浮锚杆螺帽安装前应先在封堵钢板上垫设防水橡胶垫圈，抗浮锚杆锚固后再依次锚固法兰盘螺栓，如图4.8所示。

图4.8降水井封堵结构示意图

4.9浇筑钢套管外侧底板混凝土

1.浇筑底板前在钢套管周围吊模需留设500mm×500mm×300mm左右的方洞，钢套管顶部的标高距基础底板标高不小于100mm，并在套管周边按要求对底板钢筋进行加强处理以保证封堵钢板的螺栓施工方便，如图4.9所示。

图4.9套管周边钢筋加强处理

2.底板混凝土采用分层浇筑，上下分两层，上层混凝土要在下层混凝土初凝前浇筑完毕，泵车达不到的地方，应视其长短，采取接软管或移泵车的方法。

4.10浇筑封堵钢板上部混凝土

在确认封堵钢板验收合格后，在封堵钢板上先浇筑厚100mm左右的防水混凝土层，防水混凝土层应完全裹覆封堵钢板顶面的连接钢筋。

5.效益分析

5.1经济效益

基础底板降水井内置抗浮锚杆封堵施工工艺先在降水井口埋设带有环形止水钢板的钢套管，提高钢套管的稳定性，减小后期位置偏移的可能，同时有效延长地下水的渗水路径，防水效果突出，减少渗水维护成本；降水井底部安装囊式抗浮锚杆，并设置压浆扩体抗浮端，大幅提高基础在降水井封堵后的抗浮性能，减少了后期基础底板不均匀沉降裂缝的产生，从而减少了后期的维修加固费用。

5.2社会效益

本技术降水井封堵质量及基础施工质量都能得到保证，且整体施工操作简便，总体成本较低，同时提高了基础在降水井封堵后的抗浮性能，有效保证工后封堵结构的质量，施工时安全可靠，工程进度、质量和安全均按合同要求完成，完工后获得社会各方的高度好评。

6结论

本技术适用于建筑物地基中已有降水井结构的封堵处理工程。尤其适用于在地下水位反复变化下，基础本身不足以抗浮的深井降水井封堵施工。通过实际工程得到如下结论：

1本技术针对基础底板中深井降水井封堵施工中存在的问题，尤其针对后期结构本身在地下水位反复变化下，结构本身不足以抗浮的工况，将降水井封堵与设置抗浮措施相结合，充分利用原有降水井结构，在其内增设端部囊式扩大抗浮锚杆、降水井顶部通过预埋螺杆及钢管与封闭钢板连接实现其封堵。

2降水井口埋设钢套管，钢套管外壁设置两层环形止水钢板，依次嵌于基础垫层及基础底板中，增加钢套管稳定性的同时有效延长地下水的渗水路径，提高封堵结构的防水效果。

3降水井底部通过机具进行扩孔，并设置囊式抗浮锚杆，将锚杆作为注浆管进行高压注浆形成压浆扩体抗浮端，且囊袋内的锚杆上设置有扩展端板，可有效提高基础在降水井封堵后的抗浮性能，保证工后封堵结构的质量。

4安装带有防水橡胶垫圈的封堵钢板，并依次浇筑防水混凝土及混凝土封闭体，切断地下水的渗水路径，同时操作简便，施工成本低，防水效果好。

参考文献：

[1]王新泉.基础底板中深井降水井内置抗浮锚杆封堵结构的施工方法：.

[2]王命平，王宝城，张自琼，等.地下室抗浮锚杆及降水井的防水作法[J].建筑技术，2007，38（11）：837-838.

[3]刘育博.抗浮锚杆在基础底板中锚固问题的探讨[J].四川建筑，2018（4）：176-178.

[4]吴铮，文善平.地下室底板抗浮锚杆合理布置与工程应用[J].建筑结构，2015（11）：96-99.

[5]罗晓东.抗拔桩/抗浮锚杆布置型式对基础影响的研究[D].北京建筑大学，2016.