CN109577347A - 一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索及其施工方法，包括预应力锚索、减震装置、封锚装置和H型钢腰梁，所述H型钢腰梁上表面设置有减震装置，所述H型钢腰梁和减震装置外侧设置有封锚装置，本发明通过在锚索张拉的锚头位置处设置丁基橡胶减震垫，起到了隔震、减震耗能作用，极大的减小了动荷载的扰动下，深基坑桩锚支护体系中，预应力锚索发生断裂或锚头崩裂的脆性破坏发生的可能性。避免基坑坍塌，引起重大人员伤亡和财产损失。

Description

一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索及其施工方法

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体涉及一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索及其施工方法。

背景技术

随着我国社会的不断发展与进步，建筑数量不断增多，这便使得建筑基坑面临着“大、深、紧、近”等一系列内部与外部干扰的特点。现如今许多建筑基坑紧邻城市主干道路，城市铁路线路，甚至穿过高烈度地震带等。与此同时在施工过程中基坑周围不免行驶如混凝土搅拌车等其他重载施工车辆。这些动荷载的扰动，对基坑的支护结构无疑是最严峻的考验，尤其对于预应力锚索来讲如果不能做到有效的减震隔震，则会引发锚索断裂或锚头崩裂等严重的脆性破坏，进而引起基坑的坍塌事故，导致重大的人员伤亡和财产损失。因此如何避免基坑周围动荷载或地震作用对支护结构中预应力锚索的影响成为了我们所面临的难点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力锚索的减震装置，本发明通过在预应力锚索张拉时，在锚头与腰梁中放入丁基橡胶减震垫后，再进行锚索张拉，由于丁基橡胶具有高阻尼的材料特性，能够满足深基坑锚索张拉的较大张拉力，所以本发明可以解决预应力锚索在震动荷载作用下发生破坏的问题，此方法不仅施工简便易操作且满足经济适用性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，包括预应力锚索、减震装置、封锚装置和H型钢腰梁，所述H型钢腰梁上表面设置有减震装置，所述H型钢腰梁和减震装置外侧设置有封锚装置，所述减震装置包括丁基橡胶减震垫、钢垫板Ⅰ、钢垫板Ⅱ，所述钢垫板Ⅰ设置于H型钢腰梁上表面，所述钢垫板Ⅰ上表面设置有丁基橡胶减震垫，丁基橡胶减震垫上表面设置有钢垫板Ⅱ，钢垫板Ⅱ上表面设置有锚头，所述丁基橡胶减震垫、钢垫板Ⅰ、钢垫板Ⅱ和H型钢腰梁上均开设有中心孔，中心孔内贯穿有预应力锚索，且预应力锚索伸出钢垫板Ⅱ部分通过锚头固定。

所述封锚装置包括开口式箱型钢板和混凝土保护层，所述开口式箱型钢板外表面浇注有混凝土保护层。

所述钢垫板Ⅰ与钢垫板Ⅱ均为正方形，厚度为20-30mm，且钢板Ⅰ4的边长大于钢垫板Ⅱ5的边长，钢垫板Ⅰ和钢垫板Ⅱ的尺寸大于丁基橡胶减震垫尺寸。

所述开口式箱型钢板的厚度为2.5-4.5mm，开口式箱型钢板选用花纹钢板。

所述预应力锚索直径与钢垫板Ⅰ中心孔、钢垫板Ⅱ中心孔、丁基橡胶减震垫中心孔的直径均相等。

一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索的施工方法，采用一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，包括以下步骤：

步骤1，先根据现场实际的预应力锚索设计位置在支护喷射混凝土面层上进行定位，后通过锚索钻孔机在支护喷射混凝土面层上钻安装孔；

步骤2，将预应力锚索放入安装孔后，向安装孔内灌入砂浆，且砂浆与预应力锚索一起组成锚固段；

步骤3，待锚固段固结强度为设计强度的75％时，安装减震装置，首先将H型钢腰梁安装于支护喷射混凝土面层上，依次将钢垫板Ⅰ、丁基橡胶减震垫、钢垫板Ⅱ安装于H型钢腰梁上，使预应力锚索依次穿过H型钢腰梁、钢垫板Ⅰ、丁基橡胶减震垫和钢垫板Ⅱ后，通过锚索张拉机进行张拉；

步骤4，首先将开口式箱型钢板套在步骤3安装好的整体构件外部，其次通过支护喷射混凝土面层上的插筋固定，最后在开口式箱型钢板外表面喷射混凝土保护层；

步骤5，第一道减震预应力锚索施工完成后，重复步骤1-步骤4进行下一道减震预应力锚索的施工。

本发明一种减震预应力锚索突出的有益效果在于:

(1)本发明通过在锚索张拉的锚头位置处设置丁基橡胶减震垫，起到了隔震、减震耗能作用，极大的减小了动荷载的扰动下，深基坑桩锚支护体系中预应力锚索发生断裂或锚头崩裂的脆性破坏发生的可能性。避免基坑坍塌，引起重大人员伤亡和财产损失。

(2)丁基橡胶减震垫可根据设计的不同要求，周围动荷载的大小等因素采用单个或多个相串联的形式，但多个串联使用时注意各层之间需加入金属薄板隔开，且要注意垂向稳定性，串联后的高度不应超过隔震垫宽度。

(3)本发明的丁基橡胶减震垫可以叠加，因此可以使用情况并不单一，可适用多种不同锚索张拉数值工况。

(4)本发明所用的开口式箱型钢板为内部的丁基橡胶减震垫起到了保护的作用，且所选用的是带纹钢板，相对平滑钢板来讲更有利于与外部喷射混凝土的的粘结。

附图说明

图1为本发明减震预应力锚索构造示意图；

图2为本发明减震预应力锚索A处放大示意图；

图3为本发明深基坑桩锚支护体系减震预应力锚索支护完成后的整体结构示意图；

1-预应力锚索，2-H型钢腰梁，3-丁基橡胶减震垫，4-钢垫板Ⅰ，5-钢垫板Ⅱ，6-锚头，7-锚固段，8-开口式箱型钢板，9-混凝土保护层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图2所示，一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，包括预应力锚索1、减震装置、封锚装置和H型钢腰梁2，所述H型钢腰梁2上表面设置有减震装置，所述H型钢腰梁2和减震装置外侧设置有封锚装置，所述减震装置包括丁基橡胶减震垫3、钢垫板Ⅰ4、钢垫板Ⅱ5，所述钢垫板Ⅰ4设置于H型钢腰梁2上表面，所述钢垫板Ⅰ4上表面设置有丁基橡胶减震垫3，丁基橡胶减震垫3为正方形，丁基橡胶减震垫3上表面设置有钢垫板Ⅱ5，所述钢垫板Ⅱ5上表面设置有锚头6，所述丁基橡胶减震垫3、钢垫板Ⅰ4、钢垫板Ⅱ5和H型钢腰梁2上均开设有中心孔，中心孔内贯穿有预应力锚索1，预应力锚索1与水平面内的夹角α为15°，便于灌注砂浆后锚固，且预应力锚索1伸出钢垫板Ⅱ5部分通过锚头6固定。由于深基坑支护体系会出现多道H型钢腰梁2，多层减震预应力锚索，每层减震预应力锚索的张拉值不同，可根据减震预应力锚索的不同张拉值增加丁基橡胶减震垫3的层数使其串联。如需要多层丁基橡胶减震垫3串联使用时，各层丁基橡胶减震垫3之间需加以金属薄片隔开，保证串联后丁基橡胶减震垫3的总高度小于钢垫板Ⅱ5的边长，保证垂向稳定性。

所述封锚装置包括开口式箱型钢板8和混凝土保护层9，所述开口式箱型钢板8外表面浇注有混凝土保护层9，开口式箱型钢板8放置在减震装置的外部起到保护减震装置的作用，并且与支护喷射混凝土面层上的插筋固定在一起。

所述钢垫板Ⅰ4与钢垫板Ⅱ5均为正方形，厚度为20-30mm，且钢板Ⅰ4的边长大于钢垫板Ⅱ5的边长，以满足钢垫板Ⅰ4与钢垫板Ⅱ5在实际的工况中强度和稳定性的要求，钢垫板Ⅰ4和钢垫板Ⅱ5的尺寸大于丁基橡胶减震垫3尺寸，以便在张拉过程中保证丁基橡胶减震垫3受力均匀。

所述开口式箱型钢板8的厚度为2.5-4.5mm，开口式箱型钢板8选用花纹钢板，利于增大与混凝土保护层9的粘接。

所述预应力锚索1直径与钢垫板Ⅰ4中心孔、钢垫板Ⅱ5中心孔、丁基橡胶减震垫3中心孔的直径均相等，为了保证预应力锚索依次顺利的穿过丁基橡胶减震垫3、钢垫板Ⅰ4和钢垫板Ⅱ5。

一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索的施工方法，采用一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，包括以下步骤：

步骤1，先根据现场实际的预应力锚索1设计位置在支护喷射混凝土面层上进行定位，后通过锚索钻孔机在支护喷射混凝土面层上钻安装孔；

步骤2，将预应力锚索1放入安装孔后，向安装孔内灌入砂浆，且砂浆与预应力锚索1靠近孔底的一部分一起组成锚固段7，预应力锚索1除了锚固段7的部分为自由段；

步骤3，待锚固段7固结强度为设计强度的75％时，安装减震装置，首先将H型钢腰梁2安装于支护喷射混凝土面层上，依次将钢垫板Ⅰ4、丁基橡胶减震垫3、钢垫板Ⅱ5安装于H型钢腰梁2上，使预应力锚索1的自由段依次穿过H型钢腰梁2、钢垫板Ⅰ4、丁基橡胶减震垫3和钢垫板Ⅱ5后，通过锚头6将预应力锚索1固定在钢垫板Ⅱ5上；

步骤4，首先将开口式箱型钢板8套在步骤3安装好的整体构件外部，其次通过支护喷射混凝土面层上的插筋固定，最后在开口式箱型钢板8外表面喷射混凝土保护层9；

步骤5，第一道减震预应力锚索1施工完成后，重复步骤1-步骤4进行下一道减震预应力锚索1的施工，如图3所示。

Claims (6)

1.一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，其特征在于，包括预应力锚索、减震装置、封锚装置和H型钢腰梁，所述H型钢腰梁上表面设置有减震装置，所述H型钢腰梁和减震装置外侧设置有封锚装置，所述减震装置包括丁基橡胶减震垫、钢垫板Ⅰ、钢垫板Ⅱ，所述钢垫板Ⅰ设置于H型钢腰梁上表面，所述钢垫板Ⅰ上表面设置有丁基橡胶减震垫，丁基橡胶减震垫上表面设置有钢垫板Ⅱ，钢垫板Ⅱ上表面设置有锚头，所述丁基橡胶减震垫、钢垫板Ⅰ、钢垫板Ⅱ和H型钢腰梁上均开设有中心孔，中心孔内贯穿有预应力锚索，且预应力锚索伸出钢垫板Ⅱ部分通过锚头固定。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，其特征在于：所述封锚装置包括开口式箱型钢板和混凝土保护层，所述开口式箱型钢板外表面浇注有混凝土保护层。

3.根据权利要求1所述的一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，其特征在于：所述钢垫板Ⅰ与钢垫板Ⅱ均为正方形，厚度为20-30mm，且钢板Ⅰ4的边长大于钢垫板Ⅱ5的边长，钢垫板Ⅰ和钢垫板Ⅱ的尺寸大于丁基橡胶减震垫尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，其特征在于：所述开口式箱型钢板的厚度为2.5-4.5mm，开口式箱型钢板选用花纹钢板。

5.根据权利要求1所述的一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，其特征在于：所述预应力锚索直径与钢垫板Ⅰ中心孔、钢垫板Ⅱ中心孔、丁基橡胶减震垫中心孔的直径均相等。

6.一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索的施工方法，采用权利要求1所述的一种深基坑桩锚支护体系中减震预应力锚索，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，先根据现场实际的预应力锚索1设计位置在支护喷射混凝土面层上进行定位，后通过锚索钻孔机在支护喷射混凝土面层上钻安装孔；

步骤2，将预应力锚索放入安装孔后，向安装孔内灌入砂浆，且砂浆与预应力锚索一起组成锚固段；

步骤3，待锚固段固结强度为设计强度的75％时，安装减震装置，首先将H型钢腰梁安装于支护喷射混凝土面层上，依次将钢垫板Ⅰ、丁基橡胶减震垫、钢垫板Ⅱ安装于H型钢腰梁上，使预应力锚索依次穿过H型钢腰梁、钢垫板Ⅰ、丁基橡胶减震垫和钢垫板Ⅱ后，通过锚头将预应力锚索固定在钢垫板Ⅱ上；

步骤4，首先将开口式箱型钢板套在步骤3安装好的整体构件外部，其次通过支护喷射混凝土面层上的插筋固定，最后在开口式箱型钢板外表面喷射混凝土保护层；

步骤5，第一道减震预应力锚索施工完成后，重复步骤1-步骤4进行下一道减震预应力锚索的施工。