一种大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于岩土锚固技术领域，涉及一种大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置及方法，通过对锚杆杆体自由段环套钢套管的方式对筋体进行保护，防止玻璃纤维锚杆产生剪切破坏；在基础底板锚杆杆体处增设“十字型”加强筋，增大锚杆杆体与基础底板的锚固力；锚杆杆体与预紧力施加装置通过锚栓连接，连接简单牢固，彻底解决了玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加困难的难题。加困难的难题。加困难的难题。

A preload application device and method for large diameter pretensioned glass fiber reinforced anti floating anchor rod

【技术实现步骤摘要】
一种大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置及方法


[0001]本专利技术属于岩土锚固
，涉及一种大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置及方法。

技术介绍

[0002]随着科学进步、技术发展以及基础设施建设的持续推进，基础埋深越来越大，服役环境越来越严酷，对抗浮的设计要求越来越高。在实际工程中，通常采用降排水法、压重法、抗浮桩以及抗浮锚杆等方法来达到抗浮的目的。而抗浮锚杆作为众多抗浮措施中的一种，因其地层适应性强、可分散应力、便于施工、硬质岩土层中承载力高、施工工期短及造价低等优点而被广泛应用。抗浮锚杆在具有侵蚀性的地下水中极易腐蚀，且常年处于干湿交替的环境，为了获得更高的承载力，同时还有满足耐久性的要求，通常会对锚杆施加预紧力或预应力，锚杆杆体受拉时易产生较大的徐变，且长时间工作后承载力得不到保证。
[0003]玻璃纤维筋是由含碱量小于1％的无碱玻璃纤维无捻粗纱或者高强玻璃纤维无捻粗纱和树脂基体(环氧树脂、乙烯基树脂)、固化剂等材料，通过成型固化工艺复合而成的筋材，简称GFRP筋。玻璃纤维筋锚杆目前已经在边坡支护、抗浮锚杆中得到应用。与普通抗浮锚杆相比，玻璃纤维筋锚杆具有更高的承载力、更强的抗腐蚀性能以及更小的徐变特性。但由于玻璃纤维筋的横向抗剪切能力较差，采用现有的预应力加载装置，其夹具产生的横向剪力极容易对玻璃纤维筋造成剪切破坏，从而降低玻璃纤维筋锚杆的承载力，甚至会夹断筋体导致预应力无法施加；并且预应力垫板与基岩的错位也会导致玻璃纤维筋的剪切破坏。
[0004]目前，对锚杆施加预紧力的技术不少，例如CN204311448U公开的一种施加锚杆预紧力装置；CN103244159B公开的一种施加锚杆预紧力的方法及装置。但是，专门针对玻璃纤维抗浮锚杆施加预应力的装置及方法较少，例如CN106193615A公开了一种三根玻璃纤维筋锚杆的抗浮锚杆及对三根玻璃纤维筋锚杆同时施加预紧力的加载装置，该装置保护了玻璃纤维筋不受剪切破坏，但是形式过于复杂，并且适用范围受到限制，只能针对三根玻璃纤维筋的锚杆。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种新型大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置及方法，通过对锚杆杆体自由段环套钢套管的方式对筋体进行保护，防止玻璃纤维锚杆产生剪切破坏；在基础底板锚杆杆体处增设“十字型”加强筋，增大锚杆杆体与基础底板的锚固力；锚杆杆体与预紧力施加装置通过锚栓连接，连接简单牢固，彻底解决了玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加困难的难题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置包括锚杆钻孔、基础底板、底板主筋、防水层、预紧力钢垫板、紧锁锚固板、预紧力螺母、特制
筋体、连接锚栓、钢套筒、锚杆杆体、锚杆扩大头、锚杆对中器、连接钢管、工字梁、反力梁、穿心千斤顶、紧锁螺母和注浆管；锚杆杆体竖直放置在锚杆钻孔内，锚杆扩大头安装在锚杆杆体底部形成整体，锚杆扩大头位于锚杆钻孔的底部扩孔处，锚杆杆体的上端套有钢套管，锚杆对中器沿竖向均匀环套在钢套管外侧壁上，锚杆钻孔的顶部安装有预紧力钢垫板，预紧力钢垫板与基础底板之间设有防水层，基础底板内均为设有底板主筋，预紧锚固板通过预紧力螺母固定安装在预紧力钢垫板的顶部中间位置，连接钢管或特制筋体通过连接锚栓固定套装在钢套筒上端，两根工字梁对称设置在预紧锚固板两侧，反力梁垂直于两工字梁放置在工字梁中心，连接钢管穿过反力梁的孔洞，反力梁的顶部中心设有穿心千斤顶，连接钢管通过穿心千斤顶顶部的紧固螺母与穿心千斤顶连接，注浆管贯穿整个锚杆钻孔并穿过基础底板。
[0007]进一步的，所述锚杆钻孔采用机械扩孔的成孔方法，并在岩层底部进行扩孔，扩孔完成之后的锚杆钻孔给锚杆扩大头提供充足的空间，使锚杆杆体与锚杆扩大锚固形成整体提供足够的抗拔承载力，锚杆钻孔的孔径不小于200mm，底部扩孔形成的空心球体半径不小于400mm，具体尺寸根据实际的抗浮要求和施工器械施工参数综合确定。
[0008]进一步的，所述基础底板为现浇钢筋混凝土底板，底板主筋采用双层双向布置的方法布置在基础底板内，具体施工要求参考《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204
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2015)，底板主筋的直径不小于16mm，间距不大于200mm，通长布置；为保证抗浮锚杆与基础底板的锚固强度(简称外锚固强度)，基础底板的厚度不小于400mm。
[0009]进一步的，所述防水层以砂浆防水剂、水泥、砂子、细石骨料为基础材料，其中水：水泥：砂子：细石骨料的重量比为0.5：1：2.0：3.0左右，砂浆防水剂的使用剂量由产品说明的配比决定；防水层的厚度不小于200mm，以达到初步防水的目的。
[0010]进一步的，所述预紧力钢垫板为特质钢板，预紧力钢垫板中心预留锚杆杆体穿过的孔洞，其厚度不小于20mm，形状为边长不小于500mm的正方形，以确保施加预紧力的安全性和可靠性。
[0011]进一步的，所述的紧锁锚固板为特质钢板制成，厚度不小于20mm，边长不小于200mm的正方形；预紧力螺母紧紧的固定紧锁锚固板，确保预紧力不发生损失。
[0012]进一步的，所述特制筋体采用钢材特制而成，为底部空心、上部实心结构，其内径略大于钢套筒的外径，且侧面预留有连接锚栓通过时所需的孔洞，顶端制有“十字形”外伸的带有螺纹长度不小于200mm的钢筋，为确保连接时安全牢固，特制筋体的空心部分的厚度不小于20mm；施工时，外伸的钢筋与底板主筋绑扎在一起，用于增强锚杆杆体的外锚固强度。
[0013]进一步的，所述钢套管直径比锚杆杆体直径大20mm，以便缝隙中环氧树脂的填充；钢套管发顶端侧面预留有连接锚栓通过时所需的孔洞，为确保连接时的可靠性，钢套筒的厚度不小于10mm；连接锚栓材质为钢材，进行预紧力施加时起到连接钢套筒与连接钢管的作用；预紧力施加完成后拆除连接钢管，使用连接锚栓将特制筋体与钢套管牢牢连接。
[0014]进一步的，所述锚杆杆体为直径32mm的玻璃纤维筋锚杆，可提供较大的预紧力，有效提高锚杆杆体的抗拔承载力。
[0015]进一步的，所述锚杆扩大头上部为高40mm、边长40mm的正六边形棱柱，下部为高40mm、半径80mm的圆柱，中心预留孔洞通过环氧树脂与锚杆杆体牢牢固定，用于增大锚杆杆
体与锚固体的接触面积，增强两者之间的黏结强度，提供充足的锚固力。
[0016]进一步的，所述锚杆对中器为“十字型”钢板，厚度不小于10mm。
[0017]进一步的，所述连接钢管为内径略大于钢套筒外径的无缝钢管，上端外侧制有螺纹，下端侧面预留有连接锚栓通过所需的孔洞，为确保连接紧密牢固，连接钢管的厚度不小于20mm。
[0018]进一步的，所述反力梁由钢材制成，为保证施加预紧力过程的安全性以及反力梁自身的强度和稳定性，反力梁的厚度不小于50mm，反力梁中心预留有连接钢管通过所需的孔洞。
[0019]进一步的，所述两根工字梁的间距大于500mm。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，包括锚杆钻孔、基础底板、底板主筋、防水层、预紧力钢垫板、紧锁锚固板、预紧力螺母、特制筋体、连接锚栓、钢套筒、锚杆杆体、锚杆扩大头、锚杆对中器、连接钢管、工字梁、反力梁、穿心千斤顶、紧锁螺母和注浆管；锚杆杆体竖直放置在锚杆钻孔内，锚杆扩大头安装在锚杆杆体底部形成整体，锚杆扩大头位于锚杆钻孔的底部扩孔处，锚杆杆体的上端套有钢套管，锚杆对中器沿竖向均匀环套在钢套管外侧壁上，锚杆钻孔的顶部安装有预紧力钢垫板，预紧力钢垫板与基础底板之间设有防水层，基础底板内均为设有底板主筋，预紧锚固板通过预紧力螺母固定安装在预紧力钢垫板的顶部中间位置，连接钢管或特制筋体通过连接锚栓固定套装在钢套筒上端，两根工字梁对称设置在预紧锚固板两侧，反力梁垂直于两工字梁放置在工字梁中心，连接钢管穿过反力梁的孔洞，反力梁的顶部中心设有穿心千斤顶，连接钢管通过穿心千斤顶顶部的紧固螺母与穿心千斤顶连接，注浆管贯穿整个锚杆钻孔并穿过基础底板。2.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述锚杆钻孔的孔径不小于200mm，底部扩孔形成的空心球体半径不小于400mm；底板主筋的直径不小于16mm，间距不大于200mm；基础底板的厚度不小于400mm；防水层的厚度不小于200mm，以达到初步防水的目的。3.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述预紧力钢垫板中心预留锚杆杆体穿过的孔洞，其厚度不小于20mm，形状为边长不小于500mm的正方形；紧锁锚固板为厚度不小于20mm、边长不小于200mm的正方形。4.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述特制筋体为底部空心、上部实心结构，其内径大于钢套筒的外径，且侧面预留有连接锚栓通过时所需的孔洞，顶端制有“十字形”外伸的带有螺纹长度不小于200mm的钢筋，特制筋体的空心部分厚度不小于20mm。5.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述钢套管直径比锚杆杆体直径大20mm，钢套管的顶端侧面预留有连接锚栓通过时所需的孔洞，钢套筒的厚度不小于10mm；连接锚栓材质为钢材，进行预紧力施加时起到连接钢套筒与连接钢管的作用；预紧力施加完成后拆除连接钢管，使用连接锚栓将特制筋体与钢套管牢牢连接。6.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述锚杆杆体为直径32mm的玻璃纤维筋锚杆，锚杆扩大头上部为高40mm、边长40mm的正六边形棱柱，下部为高40mm、半径80mm的圆柱，中心预留孔洞并通过环氧树脂与锚杆杆体牢牢固定；锚杆对中器为“十字型”钢板，厚度不小于10mm。7.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述连接钢管为内径略大于钢套筒外径的无缝钢管，上端外侧制有螺纹，下端侧面预留有连接锚栓...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫楠，孙淦，白晓宇，陈吉光，许绍帅，李明，韩健勇，张广亮，张亚妹，张明义，吴泽坤，刁浩杰，苏杭，郝增明，桑松魁，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：