预制高强芯体、压力型锚杆及其施工方法与流程

本发明涉及抗浮锚杆领域，具体涉及一种预制高强芯体、匀压套管和压力型锚杆及其施工方法。

背景技术：

随着城市用地的日益紧张，地下空间的开发利用越来越广泛，在地下水高水位地区地下建、构筑物的抗浮问题日渐突出，通常需要采取抗浮措施。采用抗浮锚杆来平衡地下水对建筑物的上浮力是一种行之有效的建构筑物抗浮方法。

在现行相关规程、规范中均提出对建构筑物抗浮变形控制严格或在土层中使用的抗浮锚杆均应采用预应力锚杆，相较于应用较多的普通拉力型预应力锚杆压力型预应力钢筋锚杆具备受力机理更为明确、锚固效率更高、成本增加相对较低等优点(业内已有共识)，但实际工程应用中并不多于普通拉力型预应力锚杆的应用数量。究其原因主要是常规压力型预应力钢筋锚杆因其锚杆底部承压的特点对锚杆底部承载体或承载板附近浆体后期强度及注浆质量要求较高，浆液配比与注浆施工中稍有不慎就可能造成锚杆底部承压板附近锚固段注浆体因夹泥、夹砂或灌注不密实不饱满而无法满足局部抗压强度的要求，最终导致锚杆失效。此外，常规压力型锚杆锚固段的应力集中现象并不优于拉力型锚杆，这也限制了锚固效率的更大发挥。

常规压力型预应力钢筋锚杆由筋体、承载体或承载板、灌浆体组成；筋体通常由筋体、注浆管、架立环等组成；为保证锚杆端部承载板附近浆液饱满密实、无夹泥夹砂等不良情况，同时浆体承载力较高，不仅要提高注浆浆液的水灰比，一般不大于0.5:1，此浓度浆液在泵送过程中尚需添加减水剂等外加剂以提高其流动性、满足灌注需要；同时在锚固段端部承载体附近浆液灌注时需反复多次进行灌注，必要时还需进行加压灌浆，造成较大浆液浪费，增加了施工中的造价和时间成本。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种提高锚固效率的预制高强芯体、压力型锚杆及其施工方法。

为达到上述目的，本发明一种压力型锚杆用预制高强芯体，包括芯体和用于使压力型锚杆锚固段与锚固段周围岩土体产生均匀粘摩阻力的匀压套管，所述匀压套管套设在所述芯体外侧，所述芯体为复合高强材料预制的柱体，在所述芯体轴线方向设置有至少一个固定孔，所述固定孔直径与压力型锚杆筋体直径适配；所述芯体的直径不小于50mm，所述芯体的长度至少为1m；所述芯体的的抗压强度大于m40。

较佳的，所述匀压套管为高密度聚乙烯塑料或者聚丙烯塑料制成的柱形筒状、竹节形筒状或锥形筒状结构，所述匀压套管的壁厚不小于2.5mm。

为达到上述目的，本发明一种压力型锚杆用预制高强芯体，包括用于使压力型锚杆锚固段与锚固段周围岩土体产生均匀粘摩阻力的匀压套管和至少一个内套管，所述内套管设置在所述匀压套管内，所述内套管与所述匀压套管之间浇筑有复合高强材料，所述匀压套管的长度至少为1m，所述内套管的内径与压力型锚杆的筋体直径适配。

较佳的，所述匀压套管为变径、变波纹间距和/或变波纹高度的预应力匀压套管，所述匀压套管为高密度聚乙烯塑料或者聚丙烯塑料制成，所述匀压套管的壁厚不小于2.5mm。

为达到上述目的，本发明一种压力型锚杆，包括至少一个筋体、如上所述的预制高强芯体，所述筋体下部穿设在所述预制高强芯体内。

较佳的，还包括注浆体，所述注浆体将所述筋体、预制高强芯体包裹在其内部，所述注浆体为复合高强材料。

较佳的，所述筋体为预应力钢筋、普通钢筋或者预应力钢绞线，所述筋体外侧套设有光滑套管和/或所述筋体外侧涂刷有弱粘结防腐涂层。

较佳的，还包括锚头、承载板以及被锚固基础，所述承载板设置在所述预制高强芯体下方，所述筋体下端穿过所述预制高强芯体与所述承载板固定连接，所述筋体上部固定穿设在所述被锚固基础内，所述筋体上端穿过所述被锚固基础与所述锚头固定连接。

较佳的，所述承载板上表面与所述预制高强芯体底端无缝接触设置，所述匀压套管上设置有波纹，所述匀压套管靠近所述承载板的一端的波纹高度低于所述匀压套管远离所述承载板一端的波纹高度，所述匀压套管靠近所述承载板的一端的波纹距离大于所述匀压套管远离所述承载板一端的波纹距离。

为达到上述目的，本发明一种压力型锚杆的施工方法，所述的方法包括以下步骤：

按照锚杆的筋体尺寸在工厂制备预制高强芯体并与运输至施工现场；

将锚杆的筋体下部穿设在高强芯体内且筋体下端与高强芯体下方设置的承载板固定连接；

沿筋体竖直方向均匀布置架立环并绑扎注浆管；

在指定位置钻锚杆孔；

将锚杆的筋体设有高强芯体的一端为起始端放入锚杆孔，采取孔底注浆方式对锚杆孔进行注浆直至孔口溢出注浆液后停止注浆；或者，

对锚杆孔进行注浆至预定位置，将锚杆的筋体设有高强芯体的一端为起始端放入注浆后的锚杆孔；

锚杆放置锚杆孔后，将筋体上部固定穿设在被锚固基础内且所述筋体上端穿过被锚固基础与锚头固定连接。

本发明压力型锚杆设有高强芯体提高了局部受压承载力，使压力型锚杆的使用不再受到施工中注浆质量及强度的限制；同时采用了高强芯体与芯体周圈的匀压型套管可大大的改善锚固段长度上的黏摩阻力应力集中现象，提高锚固效率、减小锚杆长度。

附图说明

图1是本发明实施例1压力型锚杆用预制高强芯体的整体结构剖面图；

图2时本发明实施例2压力型锚杆用预制高强芯体的整体结构剖面图；

图3是本发明实施例3压力型锚杆整体结构剖面图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例一种压力型锚杆用预制高强芯体2，包括芯体21和用于使压力型锚杆筋体与锚固土体产生均匀粘摩阻力的匀压套管22，所述芯体21为复合高强材料预制柱体，在所述芯体21轴线方向设置有至少一个固定孔，所述固定孔直径与压力型锚杆筋体1直径适配；所述芯体21的直径5cm以上，所述芯体21的长度至少为1m；所述芯体21的的抗压强度大于m40，所述匀压套管22为高密度聚乙烯塑料或者聚丙烯塑料制成的柱形筒状、竹节形筒状或锥形筒状结构，所述匀压套管22套设在所述芯体21外侧，所述匀压套管22的壁厚不小于2.5mm；

复合高强材料至少满足灌注1-3天抗压强度可达30-60mpa以上，复合高强材料最优为水泥基复合高强材料；

本实施例中筋体1下部套设有高强芯体2，高强芯体2外套设有匀压套管23，解决了压力型锚杆灌注浆质量保证困难的问题，改变锚杆与周围土体黏摩阻力在锚杆底端区域应力集中的问题，提高锚固效率。

实施例2

如图2所示，本实施例一种压力型锚杆用预制高强芯体2，包括匀压套管22和至少一个内套管23，所述内套管23设置在所述匀压套管22内，所述内套管23与所述匀压套管22之间浇筑有复合高强材料，所述内套管23的内径与压力型锚杆的筋体1直径适配，所述匀压套管22为变径、变波纹间距和/或变波纹高度的预应力波纹管，所述匀压套管22为高密度聚乙烯塑料或者聚丙烯塑料制成，所述匀压套管22的壁厚不小于2.5mm。

复合高强材料至少满足灌注1-3天抗压强度可达30-60mpa以上，复合高强材料最优为水泥基复合高强材料；

本实施例通过改变匀压套管波纹高度及波纹距离沿轴向方向调整应力集中现象，增加匀压套管与注浆体的粘结强度，实现使锚杆锚固段调动的被锚固土体产生均匀的粘摩阻力，以提高锚固效率节约锚杆长度。

实施例3

如图3所示，本实施例一种压力型锚杆，包括至少一个筋体1和预制高强芯体2；

所述预制高强芯体2包括芯体21和内径与所述芯体21直径适配的匀压套管22，所述芯体21为复合高强材料预制柱体，在所述芯体21轴线方向设置有至少一个固定孔，所述固定孔直径与压力型锚杆筋体1直径适配；所述芯体21的直径不小于50mm，所述芯体21的长度不小于1m；所述芯体21的抗压强度大于m40，所述匀压套管22为高密度聚乙烯塑料或者聚丙烯塑料制成的柱形筒状、竹节形筒状或锥形筒状结构，所述匀压套管22套设在所述芯体21外侧，所述匀压套管22的壁厚不小于2.5mm；

复合高强材料至少满足灌注1-3天抗压强度可达30-60mpa以上，复合高强材料最优为水泥基复合高强材料；

或者，

所述预制高强芯体2包括等高的匀压套管22和至少一个内套管23，所述内套管23设置在所述匀压套管22内，所述内套管23与所述匀压套管22之间浇筑有复合高强材料，所述内套管23的内径与压力型锚杆的筋体1直径适配，所述匀压套管22为变径、变波纹间距和/或变波纹高度的预应力匀压套管，所述匀压套管22为高密度聚乙烯塑料或者聚丙烯塑料制成，所述匀压套管22的壁厚不小于2.5mm；

复合高强材料至少满足灌注1-3天抗压强度可达30-60mpa以上，复合高强材料最优为水泥基复合高强材料；

所述筋体1下部穿设在所述预制高强芯体2内。

还包括注浆体3，所述注浆体3将所述筋体1、预制高强芯体2包裹在其内部，所述注浆体4为复合高强材料；

复合高强材料至少满足灌注1-3天抗压强度可达30-60mpa以上；复合高强材料最优为水泥基复合高强材料；

所述筋体1为螺纹钢或者预应力钢绞线，所述筋体1外侧套设有光滑套管和/或所述筋体1外侧涂刷有弱粘结防腐涂层。

本实施例压力型锚杆设有高强芯体提高了局部受压承载力，使压力型锚杆的使用不再受到施工中注浆质量及强度的限制；同时采用了高强芯体与芯体周圈的匀压型套管可大大的改善锚固段长度上的黏摩阻力应力集中现象，提高锚固效率、减小锚杆长度。

实施例4

基于实施例3，本实施例还包括锚头4、承载板6以及被锚固基础5，所述承载板6设置在所述预制高强芯体2下方，所述筋体1下端穿过所述预制高强芯体2与所述承载板6固定连接，所述筋体1上部固定穿设在所述被锚固基础5内，所述筋体1上端穿过所述被锚固基础5与所述锚头4固定连接；

所述承载板6上表面与所述预制高强芯体2底端无缝接触设置；

如图1或2所示，所述匀压套管上设置有波纹，所述匀压套管22靠近所述承载板6的一端的波纹高度低于所述匀压套管22远离所述承载板6一端的波纹高度，所述匀压套管22靠近所述承载板6的一端的波纹距离大于所述匀压套管22远离所述承载板6一端的波纹距离。

本实施例通过改变的匀压套管22波纹，提高匀压套管22与锚杆孔注浆体4的粘结强度，使锚杆锚固段调动的被锚固土体产生均匀的粘摩阻力，以提高锚固效率节约锚杆长度。

实施例5

本实施例一种端部预制高强芯体匀压型压力型锚杆的施工工序，所述的工序包括以下步骤：

按照锚杆的筋体尺寸在工厂制备预制高强芯体并与运输至施工现场；

将锚杆筋体下部穿设在高强芯体内且筋体下端与高强芯体下方设置的承载板固定连接；

沿筋体竖直方向均匀布置架立环并绑扎注浆管或于芯体内预留注浆管孔并穿越绑扎注浆管；

在指定位置钻锚杆孔；

将筋体设有高强芯体的一端为起始端放入锚杆孔，采取孔底注浆方式对锚杆孔进行注浆，直至孔口返出新鲜浆液为止；或者，

对锚杆孔进行注浆至预定位置，将锚杆的筋体设有高强芯体的一端为起始端放入注浆后的锚杆孔；

锚杆放置锚杆孔后，将筋体上部固定穿设在被锚固基础内且所述筋体上端穿过被锚固基础与锚头固定连接。

本实施例锚杆筋体、芯体现场装配，筋体加工简便，筋体下放更为顺直通畅，锚杆孔注浆按常规要求注浆即可，不必采取多次甚至加压注浆，相比普通压力型锚杆施工大大节约了注浆量与施工时间；解决了压力型锚杆注浆体质量与抗压强度不易保证，在临近端部承压板附近粘结摩阻力高度集中呈峰值等问题。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。