【摘要】抗浮锚杆解决构筑物抗浮具有工期短、造价低、节省材料等优点，已日益得到推广和应用，本文介绍抗浮锚杆的设计方法、施工工艺与质量控制要点以及积累的施工经验。
1工程实例
某工程，主楼地上26层，裙楼地上5层，地下2层，基坑东西长92.4m，南北宽83.43m，基坑周长约400m，开挖基底深度11～13m至中风化安山岩。由于地下两层，地下水位相对较高，对地下水的浮拖力很大，在非主楼位置地下水浮力大于建筑物自重。为增加基础抗浮能力，在地下室非主楼拟采用抗浮锚杆。
2工程地质情况
根据业主提供的岩土工程勘察报告，场地自上而下可以分为6层，本工程松散土层8～9m，上部主要为8米左右厚的土层和2.5米厚的粗砂，下部主要为强风化和中风化安山岩层。地下水主要为砂层孔隙潜水及基岩裂隙水，粗砂含水层渗透系数45m/d左右，其水位埋深一般3～5m，地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构及钢筋混凝土结构中钢筋有弱腐蚀性。
3抗浮锚杆设计
3.1、抗浮锚杆布置方案
由于非主楼地下室部份柱距较大，水的浮力已经大于地下室的自重，采用抗浮锚杆布置于独立基础下的方式较为合理，抗浮锚杆呈矩形网格状布置，承担所有净浮力。网格间距经计算确定。并按永久性锚杆考虑。
3.2、荷载计算
需要考虑的荷载为，水压力、结构板自重、人防荷载：
抗浮水头：H=73-67.40=5.6m，
每平米底板水压力标准值：PWk=10×5.6＝56KN/m2
底板及填土自重标准值：Gk=25×0.3＋19×0.3＝13.2KN/m2
底板人防等效静荷载标准值qe3=25KN/m2（GB50038-2005）4.8.16条
3.3、作用效应组合
由于当考虑人防荷载时，材料需采用相应的调整系数，并且人防荷载不是长期作用的荷载。所以作用效应组合应考虑有、无人防荷载两种情况。
（1）不考虑人防荷载的组合：
SW=1.27PWK-1.0Gk=1.27x56-1.013.2=57.92KN/m2
(系数取值参见GB50069-2002第5.2.2条)
（2）考虑人防荷载的组合
根据人防设计规范GB50038-2005第4.9.4条防水底板位于地下水位以下，荷载组合需计入水压力的作用(水压力按式4.10.2中的永久荷载考虑)，所以有SR=1.2×56+1.0×25-1.0×13.2＝79KN/m2
3.4、锚杆计算
单根锚杆按承受一个基础网格内平面荷载考虑，按实际柱网尺寸，取网格2.2×2.2（m）锚杆拉力设计值Na，标准值Nak
（1）不考虑人防荷载时
Na/SW≥1.05（GB50069-2002）
Na≥1.05SWA=1.05x57.92x2.2x2.2=294.35KN
Nak=Na/γ0=294.35/1.3=226.42KN（参GB50330-20027.2.1）
锚杆钢筋截面面积计算（GB50330-20027.2.2）
AS≥γ0Na/(ξ2fy)=294.35x1.3/(0.69×213.5)=1184mm2
（配2根HRB400直径为28钢筋）
锚杆锚固体与地层的锚固长度计算：（锚固体直径按150mm）
（参GB50330-20027.2.3）锚杆锚固体与地层的粘结强度frb=300KPa
锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算（参GB50330-20027.2.4）
锚钢筋与锚固砂浆间的结强度fb＝2.10MPa
la≥Nak/(ξ1nπDfb)=226.42/(0.6x2x3.142x0.028x2100)=1.02m
考虑人防荷载时按临时性锚杆计算，抗浮安全系数取为1.0，钢筋考虑材料综合调整系数
rd＝1.2Na/SR≥1.0（GB50069－2002）
Na≥1.0SRA=1.079x2.2x2.2=382.36KN
Nak=Na/γ0=382.36/1.3=294.12KN（参GB50330-2002）
锚杆钢筋截面面积计算（参GB50330-20027.2.2）
AS≥γ0Na/（ξ2fy）=1.0×382.36x103/（0.92×432）＝962mm2
锚杆锚固体与地层的锚固长度计算：（锚固体直径按150mm）（参GB50330-20027.2.3）
la≥Nak/(ξ1πDfrb)=294.12/(1.33x3.142x0.15x300)=1.56m
锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算
锚杆钢筋与锚固砂浆间粘结强度远大于锚杆锚固体与地层的粘结强度，所以在此不必计算。
3.5、锚杆布置图
3.6、锚杆构造及做法
根据锚杆计算结果，锚杆网格尺寸取不大于2.2×2.2m，
锚杆锚固体直径150mm，钢筋取2根直径28mm的HRB400级钢筋，锚杆长度为3m全长锚固。
3.6、验收试验荷载
参考建筑边坡工程技术规范GB50330-2002，按永久性锚杆验收验收荷载：
1.1ξ2Asfy＝1.1×0.69×2×615.7×360=336.1KN
施工工艺
抗浮锚杆施工工艺如下：
抗浮锚杆孔位测量→钻机就位→成孔(冲洗循环)→清孔(排渣)→抗浮锚杆制作及安放→注浆。
4施工工艺要点：
4.1、成孔
4.1.1、抗浮锚杆成孔采用潜孔锤成孔
4.1.2、钻孔深度要比设计要求深200mm，保证锚杆顺利放入，孔径不小于150mm，孔位偏差小于±50mm，垂直度偏差小于1.5%。
4.2、抗浮锚杆加工
4.2.1、杆体HRB400，直径28mm的钢筋，长3m。
4.2.2、每隔2米中间夹长度约50mm的钢筋，将两根钢筋点焊到一起。每2米安放一组对中支架，方向呈120°，每组对中支架用三根HPB235直径6.5的钢筋制作。
4.2.3、采用钢筋表面刷环氧树脂的防腐措施。
4.3、抗浮锚杆安装
4.3.1、成孔完成并清孔后，需立即安放锚杆，下放过程中要保持平稳、匀速、垂直，不要偏斜和碰撞孔壁，并注意注浆管是否随锚杆一起下至孔内。
4.3.2、随锚杆下放一根注浆管，材料采用6分普通塑料管，注浆管距离孔底100mm，中间不开花孔。
4.3.3、保证锚杆标高及垂直度符合设计要求。
4.4、注浆
4.4.1、注浆前先用空压机吹孔，洗孔至无沉渣、积水。
4.4.2、注浆材料：采用水泥和细砂，砂灰比0.2，水灰比0.6～0.8。
4.4.3、注浆压力0.5～1.0MPa。
4.4.4、注浆：注浆料由塑料注浆管从孔底注入，直到孔口返出浓浆时，停止注浆。注浆管在注浆过程中，随着浆液注入慢慢拔出，但要保证管埋入水泥砂浆中2～3米，以保证注浆质量。浆液硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆，注浆量不得小于计算量，其充盈系数为1.1～1.3。注浆完毕应将外露的钢筋清洗干净，并保护好。
5抗浮锚杆施工
抗浮锚杆施工于2009年3月28日开始，到2009年4月3日全部结束，共完成657根。施工开始之前，进行了严格的施工组织设计，对抗浮锚杆进行编号，以方便施工管理与检测，施工全过程由监理单位进行监督，所有工序交叉作业，锚杆加工经监理单位验收合格后方可使用，成孔和注浆作业从东西两侧向中间同时进行，共投入4套设备，并配备专人对整个施工过程进行记录，发现异常情况及时协商处理。施工中出现问题应采取措施解决。
5.1、注浆质量控制。注浆饱满充实影响抗浮锚杆的拔承载力，试验得出，将注浆出口出水泥砂浆比重控制在1.7以上，可保证注浆质量。
5.2、注浆量大小。浆体的充盈系数绝大部分在1.1～1.3之间，少部分因遇地下不明空洞充盈系数达到5以上，为保证质量，要求注浆量要大，并加掺量为0.5%～3%的水玻璃。
5.3、局部塌孔。由于个别锚杆在锚杆范围内有强风化安山岩，且在地下水位以下，塌孔较严重，潜孔锤不能正常成孔，经过协商，采用地质钻机成孔，拉杆材料改用钢管，钢管外缠Ф6.5钢筋，间距300mm，用以增加钢管与浆体摩擦力，钢管同时兼作注浆管。
6结论
6.1、试验共抽检33棵抗浮锚杆，试验结论抗拔力Ra=294.35，满足设计要求。
6.2、采用高压空气和压力水相结合的洗孔方法可有效消除成孔中沉渣对抗浮锚杆抗拔力的影响。
6.3、工程采用抗浮锚杆，经检测质量合格，满足设计要求；与采用抗浮桩(灌注桩)相比，具有质量可靠、施工方便易行、工期短，造价低等特点。
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