一种囊式扩大头锚杆预应力状态评估方法与流程

本技术涉及一种囊式扩大头锚杆的，尤其是涉及一种囊式扩大头锚杆预应力状态评估方法。

背景技术：

1、囊式扩大头锚杆主要用于地下室建筑结构的抗浮措施，由于地下室建筑结构处于水位线以下的位置，同时地下室上方的建筑结构自重无法达到抗浮的情况下，囊式扩大头锚杆将产生抗拔力，以达到将建筑结构产生向下的拉力，降低建筑结构因地下水位较高产生的向上移动。

2、相关技术中公开了一种囊式扩大头承压型锚杆系统，包括囊袋、锚杆杆件和锚杆杆件上端的固定结构，锚杆杆件采用精轧螺纹钢筋，锚杆杆件的顶部通过固定结构与建筑物的底板锚固，锚杆杆件的底部与囊袋锁定锚固；囊袋内充入的水泥浆并形成水泥浆结晶体，水泥浆结晶体与锚杆杆体形成囊式扩大头承压型锚杆系统。施工时，先在基坑的底部钻孔，并将囊袋处于锚杆杆件的下端进入到基坑的底部，通过水泥浆结晶体能够为锚杆杆体提供较大的抗拔作用力，同时还需要进行预应力张拉，以底板作为施加预应力支点，通过在锚杆杆件上螺纹连接预应力螺母，并配套扭力扳手施加预应力至设计要求的变形位置。

3、但是上述囊式扩大头锚杆的预应力在服役过程中的损失情况无法知晓。

技术实现思路

1、为了方便对囊式扩大头锚杆服役过程中的预应力进行评估，本技术提供一种囊式扩大头锚杆预应力状态评估方法。

2、本技术提供一种囊式扩大头锚杆预应力状态评估方法，采用如下的技术方案：

3、一种囊式扩大头锚杆预应力状态评估方法，用于对囊式扩大头锚杆的预应力进行状态评估，囊式扩大头锚杆包括锚杆杆体，锚杆杆体的下端设置有囊袋，锚杆杆体的上端设置有锚固组件，锚固组件用于抵接在建筑物的底板上，底板的上表面施工有筏板，包括在筏板施工前，对锚杆杆体进行多次张拉，在底板与囊袋之间的锚杆杆体上设置有用于检测锚杆杆体预应力的检测传感器；每次对锚杆杆体张拉时拉力逐渐增大，并且在每次张拉时，通过记录张拉的拉力值和对应的检测传感器的读数，以多对拉力值和检测传感器读数绘制二维锚杆杆体预应力分布表，再采用线性回归的方式得到一元线性回归预应力评估线，在筏板完成施工后通过检测传感器的读数与预应力评估线进行对应得到预应力状态评估值。

4、通过采用上述技术方案，使用时，由于锚杆杆体埋入到不同的深度，当深度逐渐增大时，锚杆杆体所受到的力会逐渐降低，因此将检测传感器设置在锚杆杆体上时，检测传感器无法通过直接读数得出锚杆杆体上端对建筑物的拉力，无法对锚杆杆体上的预应力进行评估，通过在筏板施工前对锚杆杆体进行多次张拉，多次张拉的过程中记录拉力值和检测传感器的读数，使检测传感器的读数与锚杆杆体所受到的拉力进行相关，并通过一元线性回归得到相关性的预应力评估线，从而在后续即使完成筏板施工后，通过检测传感器的读数与预应力评估线得到对应的预应力状态评估值，从而能够对锚杆杆体对建筑物产生的抗浮状态进行判断。

5、优选的，锚杆杆体进行多次张拉时，每次张拉所增加的拉力为设计预应力的5%-10%，每次完成张拉后停止2-5min；多次加压过程中记录数据的时间为下一次开始加压时所对应的张拉力。

6、通过采用上述技术方案，当锚杆杆体受到拉力进行张拉时，由于锚杆杆体会因为预应力松弛造成的数据不准，因此在每次张拉后停止能够使记录的数据更准确地与检测传感器对应，根据设计预应力的5%-10%进行逐渐增加，使记录的数据量能够更能准确地关联检测传感器读数与张拉的拉力值。

7、优选的，根据当地的水文数据计算出建筑物所需要的最大抗浮作用力，对不少于10%数量的囊式扩大头锚杆进行最大抗浮作用力进行检测，检测的过程中完成对锚杆杆体的多次张拉及对应的检测传感器读数的记录。

8、通过采用上述技术方案，最大抗浮作用力为建筑物可能在设计年限内的最大可能产生的浮力，从而在囊式扩大头锚杆施工后，至少进行10%数量的最大抗浮作用力检测，使囊式扩大头具有较高的安全系数，同时也能够进一步地将检测传感器与张拉的拉力值处于可接近于实际服役期间的数据，提高对囊式扩大头锚杆的预应力评估准确性。

9、优选的，检测传感器外侧设置有保护袋，检测传感器与锚杆杆体焊接，所述保护袋的两端通过固定组件密封到锚杆杆体上，检测传感器与锚杆杆体的连接部位处于保护袋内。

10、通过采用上述技术方案，检测传感器与锚杆杆体焊接，对于检测传感器与锚杆焊接的部位通过保护袋进行防护，减少与地下水的接触，从而能够减少因焊接造成的锚杆杆体容易腐蚀，同时也能够对检测传感器进行防护，使检测传感器具有更长的使用寿命。

11、优选的，检测传感器在锚杆杆体上设置两个，并且两个检测传感器上下间隔设置，两个检测传感器的读数分别与记录张拉的拉力值对应形成一条预应力评估线，两条预应力评估线相互佐证当前检测传感器的状态。

12、通过采用上述技术方案，两个检测传感器在锚杆杆体上同时与张拉的拉 力值进行数据关联并分别形成一条预应力评估线，从而两条预应力评估线在后期通过两个检测传感器进行预应力评估时应当得到相同的预应力评估值，因此能够相互佐证检测传感器的检测准确性。

13、优选的，检测传感器安装在锚杆杆体上且贴着底板的位置，当前锚杆杆体的预应力与其他的多个锚杆杆体的预应力进行比较，若出现预应力大于30%的偏差，证明当前锚杆杆体已处于失效的状态。

14、通过采用上述技术方案，在两个检测传感器均处于正常的状态下，如果测得的锚杆杆体的预应力与相邻的锚杆杆体之间出现大于30%的偏差，则锚杆杆体自身可能因腐蚀已无法很好地为建筑物提供抗浮的作用力，从而对囊式扩大头锚杆进行状态评估。

15、优选的，锚固组件包括预应力垫板和预应力螺母，预应力螺母与锚杆杆体螺纹连接并且抵接在预应力垫板上提供预应力，筏板施工完成后，预应力螺母失效松开对锚杆杆体的控制；所述锚杆杆体的上端连接有主垫板和主螺母，主垫板的下方设置有位于筏板内的智能骨料传感器，智能骨料传感器用于监测主垫板下方混凝土材料的筏板受力状态。

16、通过采用上述技术方案，筏板施工完成前，需要对锚杆杆体提供预应力，由预应力螺母与锚杆杆体连接，并且筏板施工完成后，再使预应力螺母失效松开对锚杆杆体的控制，进而锚杆杆体的预应力直接通过主垫板和主螺母施加到筏上，而主垫板下方设置的智能骨料传感器位于筏板内能够检测出筏板所受到的预应力，从而配合检测传感器可以共同监测囊式扩大头锚杆的预应力，同时智能骨料传感器也能够对筏板的状态进行监测。

17、优选的，预应力螺母包括螺纹半体和光面半体，螺纹半体和光面半体相对扣在锚杆杆体的侧壁上，并且螺纹半体的内壁设有与锚杆杆体螺纹配合的螺纹，光面半体的内壁为柱面，螺纹半体所呈弧形的两端均设置有连接腿一，光面半体所呈弧形的两端均设置有连接腿二，连接腿一位于连接腿二的上方，并且连接腿一由上向下卡在连接腿二上；所述螺纹半体和光面半体相对的表面之间设置有分离弹簧；检测传感器测量出锚杆杆体上的预应力为负值时，螺纹半体和光面半体受分离弹簧的作用力自动脱开。

18、通过采用上述技术方案，螺纹半体通过内壁上开设的螺纹与锚杆杆体连接，使锚杆杆体在受到向下的拉力将把螺纹半体向下拉，同时螺纹半体再通过连接腿一由向上向下卡在连接腿二上，进而保证预应力螺母不松开，而当随着建筑物的施工，锚杆杆体受到的压力逐渐增大，当检测传感器测量出锚杆杆体上的预应力为负值时，螺纹半体和光面半体相互之间的压力减小，进而分离弹簧能够将螺纹半体与光面半体相互分离，进而判断锚杆杆体的预应力全部传递到筏板上。

19、优选的，连接腿一的下表面设置有半球块，连接腿二的上表面设置有半球孔，半球块用于配合到半球孔内，螺纹半体与光面半体分离时，半球块从半球孔内脱出。

20、通过采用上述技术方案，连接腿一上的半球块用于配合到连接腿二上的半球孔内，使连接腿一和连接腿二通过半球块在连接时具有更高的连接强度且不易分开，而当螺纹半体与光面半体发生脱开时，半球块更容易快速地从半球孔内脱出。

21、优选的，对锚杆杆体进行多次张拉时，先在底板的上表面安装张拉设备，张拉设备为带有压力表的空心千斤顶，带有压力表的空心千斤顶根据压力表所显示的数值得到空心千斤顶当前所提供的张拉力。

22、通过采用上述技术方案，在底板的上表面安装张拉设备，张拉设备为带有压力表的空心千斤顶，通过空心千斤顶上的压力表对应的张拉力能够比较方便地对张拉设备作用到锚杆杆体上的拉力值进行记录。

23、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

24、1.通过在筏板施工前对锚杆杆体进行多次张拉，多次张拉的过程中记录拉力值和检测传感器的读数，使检测传感器的读数与锚杆杆体所受到的拉力进行相关，从而在后续筏板施工后，通过检测传感器的读数与预应力评估线得到对应的预应力状态评估值；

25、2.通过囊式扩大头锚杆施工后，进行最大抗浮作用力检测，使囊式扩大头具有较高的安全系数，同时也能够将检测传感器与张拉的拉力值处于可接近于实际服役期间的数据，提高对囊式扩大头锚杆的预应力评估准确性；

26、3.通过主垫板下方设置的智能骨料传感器位于筏板内能够检测出筏板所受到的预应力，从而配合检测传感器可以共同监测囊式扩大头锚杆的预应力。