CN103290843A

CN103290843A - 带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆

Info

Publication number: CN103290843A
Application number: CN2013102193682A
Authority: CN
Inventors: 张钦喜; 刘新; 王强; 翟玉新; 付建中
Original assignee: Beijing University of Technology; China Railway Construction Group Co Ltd
Current assignee: Beijing University of Technology; China Railway Construction Group Co Ltd
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明涉及一种带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆，包括锚头、自由段和锚固段，自由段为一钢筋杆体，钢筋杆体外面套有波纹管，波纹管外面设置有螺旋箍筋，波纹管与锚固孔之间填充有水泥浆或水泥砂浆，其包裹住螺旋箍筋从而形成一锚固体；锚固段设置于自由段伸入锚固孔内的一端，包括承压板和锚具，承压板抵住螺旋箍筋一端，并通过锚具在承压板外侧锚固；锚头设置于自由段另一端，包括锁具和钢板，钢板抵住螺旋箍筋的另一端，自由段钢筋杆体预应力张拉后通过钢板外侧的锁具予以锁定，且所述钢板盖在结构的防水层上，使得所述锚固体承载前存在预压应力，采用本发明的抗浮锚杆有效的克服了裂缝及渗水的问题。

Description

带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆

技术领域

本发明涉及一种带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆，属于建筑地下结构抗浮锚杆领域。

背景技术

对于岩土锚固技术，其应用和研究已经有100多年的历史了。其应用领域也扩展到了许多的领域范围，如矿山开采、煤矿巷道加固，基坑支护及隧道支护等等。近两年以来，随着城市地下空间利用率的提高，基础埋深越来越深，特别是基础浸入地下水的深度越来越大，建筑物基础承受上拔荷载的几率也是越来越大。在实际的工程中，为了满足基础的受力平衡的条件，目前采用的一些主要措施有结构增重法、降截排水法、抗拔桩法和抗浮锚杆法的措施等。然而这些措施在实际应用中还是存在诸多缺陷。结构增重法可以是地下结构通过增加自身的重量来达到与浮力的平衡，此种措施工艺经济造价也相对比较低，但一般只能使用地下水位较低的情况，对于现在的高大深的地下抗浮情况不太适用。降截排水法一般也只能使用短期的施工要求，对于长期的要求就不太适用，而且长期抽取地下水，对于周边的相邻建筑物的安全也是有影响的。抗拔桩这种措施的适用范围会广泛点，但是其造价高，施工的要求高,而且结构底板受力不均匀。相比较来说，抗浮锚杆是其中应用最广的一种抗浮措施。由于这种工艺造价低、工期短、施工方便，最重要的是基础底板受力分布较为均匀等优点，所以应用较为广泛。但是在使用期间，抗浮锚杆的耐久性问题以及抗浮锚杆锚固后结构防渗水问题一直是一个困扰研究者和工程技术人员的难题。例如，全长粘结抗浮锚杆其应用范围是很广泛的，但是由于锚固体与周围岩土体的向下的摩阻力作用，使得锚固体中产生了拉应力，当拉应力超过锚固体的抗拉极限应力时，就会产生裂缝，而且会随着时间裂缝会继续扩展。当裂缝到达钢筋的位置时，地下水就会渗入，进而腐蚀钢筋，影响到锚杆的极限承载力和耐久性。故一般情况下，全长粘结抗浮锚杆的耐久性问题相当于埋下的一个“定时炸弹”。而对于抗浮锚杆的荷载传递机理，许多学者都进行了深入的研究，如Phillips假定摩阻力沿锚固长度按幂函数分布，给出了适用于岩石锚杆的相关参数。但是到目前为止，国家或行业现行技术标准中，抗浮锚杆等的设计尚无***的规定，而且也未能提供与设计相关的锚杆构造措施。在实际的工程设计中，即便同一个工程，如果由不同人员来设计，也会得到不同的设计结果。实际验收中，我们也仍然采用现场试验的方法对锚杆进行质量验收和抽检。

发明内容

本发明针对上述非预应力全长粘结拉力型抗浮锚杆的不足，提出了一种带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆，其在非预应力全长粘结拉力型抗浮锚杆传力原理的基础上，通过在杆体套上波纹管设置成全长自由段并给锚固体预先施加合理大小的预压应力作用，并采用配置螺旋箍筋的措施，来提高抗浮锚杆的耐久性能；另外将锚头的位置设置在防水层上的构造措施来解决结构底板防渗水问题。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆，其特征在于：所述抗浮锚杆包括锚头、自由段和锚固段，其中，所述自由段为一钢筋杆体，所述钢筋杆体外面套有波纹管，波纹管外面设置有螺旋箍筋，所述波纹管与锚固孔之间填充有水泥浆或水泥砂浆，其包裹住螺旋箍筋从而形成一锚固体；所述锚固段设置于自由段伸入锚固孔内的一端，其包括承压板和锚具，所述承压板抵住螺旋箍筋一端，并通过锚具在承压板外侧锚固；所述锚头设置于自由段另一端，包括锁具和钢板，所述钢板也为一承压板，其抵住螺旋箍筋的另一端，所述自由段钢筋杆体预应力张拉后通过钢板外侧的锁具予以锁定，且所述钢板盖在结构的防水层上，使得所述锚固体承载前存在预压应力。

进一步地，所述自由段长度为锚固体的长度；

进一步地，所述锚头的锁具与钢板之间设置有橡胶防水密封垫，或者在锁具的丝扣上缠绕有聚四氟乙烯料带。

进一步地，所述钢筋杆体伸出锚头外并弯折设置于结构底板内。

进一步地，所述结构底板下依次包括防水层、100mm混凝土垫层以及土层。

进一步地，所述锚固孔依次穿过防水层、100mm混凝土垫层以及土层。

进一步地，所述自由段波纹管内注有油脂。

或者可将所述自由段内钢筋杆体替换为无粘结钢绞线。

本发明在抗浮锚杆承载前抗浮锚杆锚固体强度达到后，对抗浮锚杆预先进行预应力张拉，并通过预应力将混凝土锚具进行锁定，使得在锚固体承载前其中便存在预压应力，这样在抗浮锚杆整个承载力过程中锚固体中一直都只有压应力，处于受压状态，保证了混凝土不会因为受拉而产生裂缝，很好的解决了全长粘结锚杆的耐久性的问题，而且还可以充分发挥抗浮锚杆的极限承载力。另外我们将锚头增加一块厚度合适的钢板，并将此承压板盖在防水层的上面，当我们给抗浮锚杆施加预应力的时候承压板会压住下面的防水层，这样便能很好的解决结构底板防渗水的问题。另外从构造措施上来说，可在锚头的锁具与钢板之间设置一块密封性好的橡皮垫和在锁具锁定前先在丝扣上用聚四氟乙烯料带卷上几圈然后再将锁具锁定。

在预应力压力型抗浮锚杆中配置螺旋箍筋，可有效提高锚杆张拉过程中的拉力值，从而大大提高锚固体中的预压应力值，能使此种抗浮锚杆在更大范围内应用于高地下水位和埋深较深的地下结构抗浮中。

带螺旋箍筋预应力压力型抗浮锚杆特在拉力型抗浮锚杆传力原理上，通过预应力锚具和螺旋箍筋这样的施力和约束共同作用来有效限制锚杆在承载过程中锚固体的裂缝开展；通过在锚头设置钢板并将锚头部分设置于防水层之上来解决结构底板的渗水问题。

有益效果

本发明的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆在拉力型抗浮锚杆传力原理的基础上，给锚固体预先施加合理大小的预压应力作用，并通过在锚固体的杆体外面配置螺旋箍筋的措施，使锚固体承载前已具有一定大小的初始应力、承载能力提高、锚固体基本不出现裂缝和抗浮锚杆耐久性能好，另外，通过在锚头增设一块钢板并将锚头部分设置于防水层之上，能有效解决掉结构底板的防渗水的问题，适用于各种水位的地下水条件需要。

附图说明

图1本发明的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆功能示意图；

图2本发明的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆结构构造原理图；

图3为图2的锚头功能构造放大构造示意图，其在锚头部分设置一块钢板并将锚头部分设置于防水层之上。

其中，1—结构底板；2—防水层；3—100mm混凝土垫层；4—土层；5—带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆；6—钢筋杆体；7—锁具；8—螺旋箍筋；9—锚具；10—钢板；11—波纹管；12—橡胶防水密封垫。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明作进一步说明。

如图1-3所述，本发明的一种带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆5，包括锚头、自由段和锚固段，其中，自由段为一钢筋杆体6，其外面套有波纹管11，自由段波纹管11内注有油脂，波纹管11外面设置有螺旋箍筋8，波纹管11与锚固孔之间填充有水泥浆或水泥砂浆，其包裹住螺旋箍筋8从而形成一锚固体，自由段长度为锚固体的长度；锚固段设置于自由段伸入锚固孔内的一端，其包括承压板和锚具9，承压板抵住螺旋箍筋8一端，并通过锚具9在承压板外侧锚固；锚头设置于自由段另一端，包括锁具7和钢板10，钢板10也为一承压板，其抵住螺旋箍筋8的另一端，自由段钢筋杆体6预应力张拉后通过钢板10外侧的锁具7予以锁定，且钢板10盖在结构的防水层2上，使得所述锚固体承载前存在预压应力；钢筋杆体6伸出锚头外并弯折设置于结构底板1内。结构底板1下依次包括防水层2、100mm混凝土垫层3以及土层4，锚固孔依次穿过防水层2、100mm混凝土垫层3以及土层4。其中，为了起到密封防水的作用，锚头的锁具7与钢板10之间还设置有橡胶防水密封垫12，或者在锁具7的丝扣上缠绕有聚四氟乙烯料带，可在锁具锁定前先在丝扣上用聚四氟乙烯料带卷上几圈然后再将锁具锁定。

或者可将上述自由段内钢筋杆体6替换为无粘结钢绞线。

以上为本发明的一典型实施例，本发明的实施不限于此。

Claims

1.一种带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆（5），其特征在于：所述抗浮锚杆包括锚头、自由段和锚固段，其中，所述自由段为一钢筋杆体（6），所述钢筋杆体（6）外面套有波纹管（11），波纹管（11）外面设置有螺旋箍筋（8），所述波纹管（11）与锚固孔之间填充有水泥浆或水泥砂浆，其包裹住螺旋箍筋（8）从而形成一锚固体；所述锚固段设置于自由段伸入锚固孔内的一端，其包括承压板和锚具（9），所述承压板抵住螺旋箍筋（8）一端，并通过锚具（9）在承压板外侧锚固；所述锚头设置于自由段另一端，包括锁具（7）和钢板（10），所述钢板（10）也为一承压板，其抵住螺旋箍筋（8）的另一端，所述自由段钢筋杆体（6）预应力张拉后通过钢板（10）外侧的锁具（7）予以锁定，且所述钢板（10）盖在结构的防水层（2）上，使得所述锚固体承载前存在预压应力。

2.根据权利要求1所述的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆（5），其特征在于：所述自由段长度为锚固体的长度。

3.根据权利要求1所述的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆（5），其特征在于：所述锚头的锁具（7）与钢板（10）之间设置有橡胶防水密封垫（12），或者在锁具（7）的丝扣上缠绕有聚四氟乙烯料带。

4.根据权利要求1所述的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆（5），其特征在于：所述钢筋杆体（6）伸出锚头外并弯折设置于结构底板（1）内。

5.根据权利要求4所述的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆（5），其特征在于：所述结构底板（1）下依次包括防水层（2）、100mm混凝土垫层（3）以及土层（4）。

6.根据权利要求5所述的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆（5），其特征在于：所述锚固孔依次穿过防水层（2）、100mm混凝土垫层（3）以及土层（4）。

7.根据权利要求1所述的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆（5），其特征在于：所述自由段波纹管（11）内注有油脂。

8.根据权利要求1-7任一所述的带螺旋箍筋的预应力压力型抗浮锚杆（5），其特征在于：将所述自由段内钢筋杆体（6）替换为无粘结钢绞线。