CN1041856C - 地锚装置及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地锚装置，包括孔(10)，该孔内装有多个锚固件(11～14)，每个锚固件各包括一个钢筋束(11a～14a)，钢筋束一端锚固于管壳(15～18)内，该管壳(15～18)沿孔长度方向隔一定间距布置，在每根钢筋束外面靠近锚固另一钢筋束的管壳处套有抗压管段，从而增加了所述相邻管壳的破裂强度。上述钢筋束分别锚固于共同的锚头上。
Description
本发明涉及一种地锚装置。
在the Draft of Development DD 81：1982中描述了地锚装置的用途和构造，该Draft由英国标准研究所(BritishStandarrds Institution)出版，其中了也包含建议的术语。
一般的地锚装置包括地基中的孔，该孔中填有浆料(孔内浆料)，在孔中插有钢筋束，该钢筋束的远离孔口的一端粘结在一个管壳中，该管壳包括填有树脂或水泥浆料的波纹管。该管壳粘结在孔内浆料中。钢筋束的自由段基本不与孔内浆料粘结，该自由段上涂有油脂并包有外套，该外套伸入管壳中，因此位于管壳内的钢筋束粘结段长度小于管壳的长度。钢筋束在其自由端处插入锚头中，相对于该锚头对钢筋束施加应力，将钢筋束锁定在该锚头上。
上述地锚装置仅有一根钢筋束，设有多根钢筋束的地锚装置也已公知。这种多根钢筋束粘结在一个长条形管壳中，在管壳中钢筋束端部呈错开布置，从而可沿管壳长度方向分布荷载。
虽然上述装置比具有单根钢筋束的地锚装置传递更大的拉力，但由于这些钢筋束必须在工厂条件下涂油脂、包外套及粘结在管壳中，然后才能将该锚固件运到施工现场插入并锚固于孔中，因此限制了该锚装置的使用。由于须将管壳从制造工厂运送到施工现场。因此该装置中所用的管壳的长度就受到限制。
一项较早的发明获得了专利，其中提供了一种地锚装置，该装置包括地基中开设的孔，孔中填有浆料和多根插入孔中的锚固件，该锚固件沿孔长度方向延伸，每个锚固件包插钢筋束，该钢筋束有粘结于管壳内的粘结段，该管壳内填有浆料，管壳内的浆料与孔内浆料是隔开的，上述钢筋束还有自由段，该自由段与孔内浆料之间几乎不粘结。每个锚固件设有与其它锚固件的管壳相隔开的管壳，各锚固件的管壳沿孔长度方向相互错开并锚固于孔内浆料内。
上述地锚装置比前述已有技术有许多优点。
第一，由于孔内有多根各自独立的锚固件，如果其中一根锚固件失效，仅仅使承载力减少一定数值，其它的锚固件仍然承受着满载。可是，如果多根钢筋束锚固于同一管壳内，则只要有任何一根钢筋束脱离粘结，就会导致整个地锚失效。
第二，由于每个锚固件管壳较短，例如为1～3米，管壳及钢筋束自由端容易运到施工现场，这样就容易地将锚固件送到施工现场。
GB2223518A号专利说明书对上述较早发明的其它优点和特征作了描述。
锚固钢筋束施加在管壳上的力作用在一个方向上以将周围的浆料向外爆开，该向外的破裂力受到周围孔内浆料和孔壁的抵抗，如果仅仅设置一个锚固管壳，并且孔壁土质软弱或易压缩，则该破裂力常常会引起麻烦。
如果设置多个管壳，除了最深的管壳外，其它每一管壳位于一个或多个邻接的钢筋束附近，例如，如果设置4个管壳，则上面的三个管壳依次位于周围的一个、二个或三个相互平行的钢筋束附近。
因为上述钢筋束涂有油脂以便于移动，即不粘结于孔内浆料，故这些钢筋束便构成了抵抗破裂力的薄弱区。如果按一般方式将钢筋束分别包一层或多层合成聚合物材料，该材料至少包住钢筋束的最靠近管壳的部分，则上述薄弱区强度会进一步降低。
本发明的目的在于克服和改善上述缺点。
本发明公开了一种地锚装置，它包括地基中的孔，孔内填有浆料(孔内浆料)，在孔中插有多根锚固件，该锚固件沿孔长度方向延伸，每根锚固件包括有钢筋束，该钢筋束有粘结于管壳内的粘结段，该管壳内装有与孔内浆料分隔开的浆料，钢筋束还有几乎不与孔内浆料粘结的自由段，其中，每个锚固件具有与其它锚固件的管壳相隔开的管壳，各锚固件的管壳沿孔长度方向错开布置并锚固于孔内浆料中，在孔内至少一根钢筋束、至少在其靠近并在其它锚固件的管壳的侧向位置的部分单独地外包有抗压管。
最好将更多或全部的钢筋束按上述方式外包抗压管。
上述抗压管一般沿纵向延伸的长度仅等于相邻管壳的长度，抗压管由铁合金等材料做较为合适。
与前述的方案相同，为提高管壳内钢筋束的粘结性能，在管壳内的钢筋束最好是变形的。例如，如果钢筋束为钢铰线，则可将外层钢丝拧开，将线箍放在主钢丝上，然后再将外层钢丝重新拧上。
上述管壳一般包括一个或多个含有浆料的波纹管。
地锚装置最好包括设在孔口端的锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中并分别被施加应力和相对锚头锁定住。
本发明还公开了一种制造地锚装置的方法，包括在地基中形成孔；在孔中放入多根锚固件，每根锚固件包括钢筋束，该钢筋束有粘结于管壳内的粘结段，该管壳内装有浆料。上述钢筋还有几乎不与周围的孔内浆料粘结的自由段。每个锚固件包括与其它锚固件管壳相分离的孔内浆料粘结的自由段，每个锚固件包括与其它锚固件管壳相分离的管壳；将上述各锚固件的管壳沿孔长度方向错开布置在孔内；在孔内对至少一根钢筋束至少在其靠近并在其它锚固件的管壳的侧向位置的部位装套一个单独的抗压管段，然后向孔内填充浆料，将上述管壳锚固，在钢筋束上装配锚头，分别对每根钢筋束施加应力，将上述施加应力后的钢筋束分别相对锚头锁定。
本发明公开了另一种制造地锚装置的方法，包括在地基中形成孔；在孔中放入多根锚固件，每根锚固件包括钢筋束，该锚筋束有粘结于管壳内的粘结段，该管壳内装有浆料。上述钢筋还有几乎不与周围的孔内浆料粘结的自由段，每个锚固件包括与其它锚固件管壳相分离的管壳；将上述各锚固件的管壳沿孔长度方向错开布置在孔内；向孔内填充浆料，将上述管壳锚固，在钢筋束上装配锚头，分别对每根钢筋束施加应力，将上述施加应力后的钢筋束分别相对锚头锁定；在将钢筋束放在孔内之前，在至少一根钢筋束上装套一个单独的抗压管，使得放置该钢筋束于孔内时，所述抗压管外包在所述钢筋束靠近并在其它锚固件的管壳的侧向位置的部位的钢筋束部分上。
本发明还包括另一种制造方法，在该方法中是先将上述抗压管装配在每根钢筋束上，有选择地切成所需长度，然后再将其放入孔中。
下面参照附图的实施例的方式说明本发明。
图1为本发明地锚装置的纵剖面图。
图2为图1所示装置的纵剖面细部图，表示一个管壳结构。
图3为沿图2B-B线的剖面图。
图4为图1所示装置的纵剖面细部图，表示另一个管壳结构。
图5为沿图4A-A线的剖面图。
如图1所示，地锚装置包括在地基中形成的孔10，该孔是垂直的或倾斜成所需角度。
在孔10中设有4根各自独立的锚固件11，12，13，14，每根锚固件分别包括钢筋束11a，12a，13a，14a，这些钢筋束由7股钢铰线组成，包括一根主钢丝和缠绕该主钢丝外围的6根钢丝，每个锚固件还各包括一个管壳15～18，该管壳沿纵向隔开，并且(在孔横截面上)处于不同的半径位置上。管壳15距孔底最近，管壳16相对管壳15朝孔的自由端19移一定距离，管壳17与管壳16隔开一定距离，管壳18与管壳17隔开一定距离。
每个管壳构成管体，管体内填有浆料，在该浆料中锚固有钢筋束(11a等)的粘结段。如图2所示，钢筋束13a粘结段16a外包有第一波纹塑料管20，塑料管20外包有第二波纹塑料管21，塑料管21与塑料管20是隔开的。塑料管20内腔22中填有水泥或树脂基浆料，管20与管21之间的空隙23也填有水泥或树脂基浆料，可以用下述方式(图未示)来改变钢筋束粘结段的形状，即拧开钢铰线，在主钢丝上浆上线箍，然后重新拧成钢铰线，就得到变了形的粘结段。
如图3所示，孔10中的其它钢筋束从管壳16外侧穿过。
钢筋束13a的自由段涂有油脂，其外侧包有塑料套24和外层塑料套24a，该塑料套24和外层塑料套24a在24b处插入管壳16中的空腔22的浆料中，从而将钢筋束完全保护起来。同样，其它每根钢筋束的自由段均涂有油脂并包着外套，为省略起见未分别图示。
在每根钢筋束穿过管壳的位置，由于钢筋涂有油脂并包着外套，因此钢筋束可以移动，但提供了一个抵抗破裂力的纵向延伸的薄弱区，该破裂力是由钢筋束施加在每个管壳上的。为此，在靠近管壳16，17，18的每根钢筋束11a，12a和13a的外围设有金属管段111a，112a和113a，该金属管段沿轴向抵抗压力，从而可保持每个管壳周围区域的破裂强度。
如图1所示，特别是由图2所示，上述金属管段111a，112a和113a的长度须保证每个管壳周围区域的破裂强度。
塑料套、油脂及周围的金属管段可防止或减少钢筋束自由段与孔10中浆料的粘结。孔10中浆料将锚固件11～14中的管壳16～18锚固在孔10中。由于构成管壳的塑料管有波纹状，故在管壳及孔内浆料之间有良好的粘结。由于管壳15～18沿孔长度方向相互错开，并且钢筋束的自由段基本不与孔内浆料25粘结，所以在地基与每个锚固件之间传递的荷载便通过孔内浆料25作用到固定段再作用于地基，由于管壳及相应的固定段沿孔10长度方向相互错开，故每个锚固件上的荷载便沿孔长度方向分布，从而上述多个锚固件不会对地基施加过量荷载。每个锚固件分别相对锚头(图末示)施加应力并相对锚头锁定住。
每个锚固件在工厂条件下制作，锚固件钢筋束的粘结段插入各自的管壳中，该管壳由内装浆料的上述塑料管做成，每根钢筋束的自由段涂有油脂并包着外套。
管壳长度约1～3米，因此锚固件可很容易地运到施工现场，钢筋束的自由段可以卷起来以便运输。锚固件的长度取决於它们在孔10中的极限位置。
当运到施工现场后，将锚固件插入孔中，管壳沿孔长度方向相互错开，其它锚固件钢筋束的自由段从该管壳外侧穿过，如图3～5所示。然后向孔内灌注浆料，该浆料硬化后就把管壳锚固件在孔中，这样，由于锚固件管壳相互错开，锚固件所传递的荷载便沿孔长度方向分布。
锚头(图未示)布置在孔口端，其上开有多个孔，孔的数量与锚固件数量相同。每根锚固件中的钢筋束穿过锚头中相应的孔。可用千斤顶分别对钢筋束施加应力，每根钢筋束可通过锚环相对锚头分别固定。
图4表示一种结构稍不同的管壳，在该实施例中，图中仅示出固定段14a，该固定段14a外包有一根单独的波纹塑料套26，该塑料套26填有树脂或水泥基浆料27，每根钢筋束的自由段涂有油脂并包有油脂并包有单独的塑料套(图4中未示)。
横向不可压缩的金属管段111a、112a在相应的管壳处延伸，包住位于孔整个长度内的钢筋。这种金属管可抵抗每个管壳施加的破裂力。
由上述可知，本发明提供了一种锚固装置，在该装置中，作用在地基上的荷载沿孔长度力向错开，从而地基承受过载或地锚失效的可能性很少。此外，该地锚部件容易制造、运输和安装，如果其中一个锚固件失效，则剩余的锚固件所承受的荷载不会受到影响。
Claims (21)
1．一种地锚装置，包括地基中的孔，该孔内填有浆料，孔中插有多根锚固件，该锚固件沿孔长度方向延伸，每个锚固性包括钢筋束，该钢筋束有粘结于管壳内的粘结段，该管壳内装有与孔内浆料隔开的浆料，钢筋束还有几乎不与孔内浆料粘结的自由段，每个锚固件设有与其它锚固件的管壳相隔开的管壳，各锚固件的管壳沿孔长度方向错开布置并锚固在孔内浆料中，其特征在于，在孔内至少有一根钢筋束至少在其靠近并在其它锚固件的管壳侧向位置的部位单独地外包有抗压管。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于大多数钢筋束各自单独地外包有抗压管。
3．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于上述抗压管纵向延伸的距离仅仅相当于相邻管壳的长度。
4．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于每根钢筋束在其相应管壳内的粘结段是变了形的。
5．根据权利要求3所述的装置，其特征在于每根钢筋束在其相应管壳内的粘结段是变了形的。
6．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，每根钢筋束上的管壳包括内装有浆料的一个或多个波纹管。
7．根据权利要求3所述的装置，其特征在于，每根钢筋束上的管壳包括内装有浆料的一个或多个波纹管。
8．根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每根钢筋束上的管壳包括内装有浆料的一个或多个波纹管。
9．根据权利要求5所述的装置，其特征在于，每根钢筋束上的管壳包括内装有浆料的一个或多个波纹管。
10．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，孔口端设有锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中，每根钢筋束被分别地施加应力并分别锚固在锚头上。
11．根据权利要求3所述的装置，其特征在于，孔口端设有锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中，每根钢筋束被分别地施加应力并分别锚固在锚头上。
12．根据权利要求4所述的装置，其特征在于，孔口端设有锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中，每根钢筋束被分别地施加应力并分别锚固在锚头上。
13．根据权利要求5所述的装置，其特征在于，孔口端设有锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中，每根钢筋束被分别地施加应力并分别锚固在锚头上。
14．根据权利要求6所述的装置，其特征在于，孔口端设有锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中，每根钢筋束被分别地施加应力并分别锚固在锚头上。
15．根据权利要求7所述的装置，其特征在于，孔口端设有锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中，每根钢筋束被分别地施加应力并分别锚固在锚头上。
16．根据权利要求8所述的装置，其特征在于，孔口端设有锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中，每根钢筋束被分别地施加应力并分别锚固在锚头上。
17．根据权利要求9所述的装置，其特征在于，孔口端设有锚头，每根钢筋束插入锚头中各自的孔中，每根钢筋束被分别地施加应力并分别锚固在锚头上。
18．一种地锚装置的形成方法，其步骤包括在地基中形成孔；在孔中放入多根锚固件，每根锚固件包括钢筋束，该钢筋束有粘结于管壳内的粘结段，该管壳内装有浆料，上述钢筋束还有几乎不与周围孔内浆料粘结的自由段；每个锚固件包括与其它锚固件管壳相分离的管壳；将上述各锚固件的管壳沿孔长度方向错开布置在孔内；对至少一个钢筋束至少在其靠近并在其它锚固件的管壳的侧向位置的部位的钢筋束部分装套一个单独的抗压管段；然后向孔内填充浆料，将上述管壳锚固，在钢筋束上装配锚头，分别对每根钢筋束施加应力，将上述施加了应力的钢筋束分别相对锚头固定。
19．如权利要求18所述的形成方法，其特征在于，将每根钢筋束分别穿过所述锚固头的单独的孔中。
20．一种地锚装置的形成方法，其步骤包括在地基中形成孔；在孔中放入多根锚固件，每根锚固件包括钢筋束，该钢筋束有粘结于管壳内的粘结段，该管壳内装有浆料，上述钢筋束还有几乎不与周围孔内浆料粘结的自由段，每个锚固件包括与其它锚固件管壳相分离的管壳；将上述各锚固件的管壳沿孔长度方向错开布置在孔内；向孔内填充浆料，将上述管壳锚固，在钢筋束上装配锚头，分别对每根钢筋束施加应力，将上述施加了应力的钢筋束分别相对锚头固定；在至少一根钢筋束上装套一个单独的抗压管，使得放置该钢筋束于孔内时，所述抗压管外包在所述钢筋束于孔内时，所述抗压管外包在所述钢筋束靠近并在其它错固件的管壳的侧向位置的部位的钢筋束部分上。
21．如权利要求19所述的形成方法，其特征在于，将每根钢筋束分别穿过所述锚固头的单独的孔中。
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