CN111005376A - 一种全装配承压型变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统 - Google Patents

Abstract

一种全装配承压型变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，包括变直径钢筋笼、钢筋连接器、锚杆杆件、限位器为限位螺母，限位螺母可为开放式或封闭式等结构，变直径钢筋笼被限位螺母和底板锚固螺母限位在锚杆杆件上(限定位置)；锚杆杆件采用精轧或普通螺纹钢筋，钢筋连接器用于锚杆杆件钢筋的端部的长度连接；锚杆杆件顶部与底板锚固、锚杆杆件底部与扩大头钢筋笼即变直径钢筋笼锚固；变直径钢筋笼设有约束和释放装置，混凝土或水泥砂浆结晶体部分结合扩大头变直径钢筋笼和轴向杆而形成的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统；变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系是全装配式的。

Description

一种全装配承压型变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统

技术领域

本发明涉及一种锚杆桩，尤其是变径钢筋笼及其扩体锚杆桩系统，主要用于建筑地下室抗浮基坑支护，边坡支护，以及加固等技术范畴，也用于抗压桩。本发明可提供的抗拔力较大，性能稳定可靠锚杆中及骨架，对减少环境污染，节能环保，是提高效率加快工程进度的装置与应用技术。

背景技术

直通或扩大头锚杆技术是一种新型的地下工程应用技术，符合国家倡导的“节能减排、绿色发展”精神。在解决地下室抗浮、基坑支护等方面，与一般传统工艺相比，更加的经济、环保；同时在成本、工期与耐久性等方面，也有较大的优势。随着扩体锚杆技术的推广，越来越多的工程采用扩体锚杆技术进行地下室抗浮、基坑支护等。与此同时，大量的工程实践表明，锚杆的承拉力远大于普通锚杆，普通锚杆变形位移的较大，因而在位移控制方面比传统的桩基础要求更高，因此如何更好的控制锚杆的变形，是对扩体锚杆技术改进的一个重要方向。业界公知的是，锚杆变形包括杆体自由段弹性变形和扩大头锚固段的土体蠕变变形两种，需要有相对应的产品和工法，也涉及承压型直通或变直径钢筋笼扩体锚杆工法。

现阶段扩大头抗浮锚杆解决变形方法存在的问题，大量的工程实践表明，直通或扩大头锚杆变形比传统的桩基础大，因此如何更好的控制锚杆的变形，是对扩体锚杆技术改进的一个重要方向。

锚杆扩体段的受压土体塑性变形及残余变形，与扩体段承受的端压力有关以及所在土层性质相关，与杆体采用的钢筋根数无关。

锚杆自由段杆体的弹性变形控制，杆体的弹性变形即钢筋的弹性变形主要由杆体钢筋的截面积、钢筋的弹性模量以及杆体的长度控制。轴向拉压变形公式:

以南京某项目地下室抗浮锚杆为例，锚杆总长13m(其中锚杆普通段长10.0m，直径200mm；扩体段直径750mm，长3.0m)，抗拔特征值500KN的锚杆为例。抗拔锚杆理论弹性位移量计算表如下：

在极限荷载的状态下，锚杆的理论自由变形达51.75mm。

经过试锚试验，其在极限抗拔力作用下，锚杆的最大变形81.6mm，残余变形约31.3mm，则其发生的实际弹性变形为50.3mm。由此可见，锚杆的弹性变形占扩大头锚杆最大变形量的50％以上。

对于扩大头抗浮锚杆变形的控制，现阶段主要方法是通过后张法施加来解决锚杆自由段的弹性变形，具体实施步骤是，在主体结构底板浇筑完成以后，在底板上开槽，通过底板作为施加的支点，然后施加完成后，再后浇开槽处混凝土完成锚杆锁定。这种变形控制的方法主要缺陷在于，需要在底板施工完成并达到设计强度后才能施加，这样会大大延误工期，同时施加时需要在主体结构底板上开槽，对主体结构产生不同程度的破坏，对地下室防水产生不利影响，同时对基坑降水要求更长，相对成本增加更多。未解决承压型直通或变直径钢筋笼扩体锚杆自由段变形的控制的方法。

锚杆必须具备几个要素：抗拉强度高于岩土体的杆体，杆体一端可以和岩土体紧密接触形成摩擦(或粘结)阻力；锚杆杆体位于岩土体外部的另一端能够形成对岩土体的径向阻力；锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加；锚固段是指水泥浆体将筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压或抗浮作用，将自由段的拉力传至土体深处。

本申请人申请的CN2017208194362一种克服抗浮抗拉锚杆施工变形的装置，用变直径的钢筋笼的锚杆，是用于岩土体加固的杆件体系结构。通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。从力学观点上是主要是提高了围岩体的粘聚力C和内摩擦角φ。其实质上锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体。这个复合体中的锚杆是解决围岩体的抗拉能力低的关键。从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。

锚杆是当代地下开采的矿山当中巷道支护的最基本的组成部分，将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身；现在锚杆不仅用于矿山，也用于建筑工程技术中，对地下室、边坡，隧道，坝体等进行主动加固。

锚杆的基本型是：钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂浆作为锚杆与围岩的粘结剂。还包括倒楔式金属锚杆。管缝式锚杆。树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。西安科技大学惠兴田发明了一种新型的螺旋式锚杆→自旋锚杆。自旋锚杆包括以下种类：自攻挤压旋进锚杆→在土层中无需钻孔直接挤压旋进安装锚固力20KN/m；自旋注浆锚杆→在钻孔中安装结束后利用自旋锚杆注浆就成为具有初锚力的自旋注浆锚杆；自旋树脂锚杆→在钻孔中安装的同时自旋锚杆将树脂药卷搅拌成为具有初锚力的自旋树脂锚杆；自钻自锚固锚杆→在自旋锚杆中空内放入钻杆使钻眼安装一次完成是具有初锚力的自钻锚杆；自旋喷浆锚杆→在土层中边喷浆边钻进安装锚注一次完成锚固力35KN/m；目前市场上常用的扩体锚杆技术有素浆体，囊式扩体锚杆技术等。

本发明人已经就变径钢筋笼的结构作了限定，但对于如何释放钢筋笼扩大变径还需要专门结构，且要求稳定可靠的释放，因为变径在地下钻孔内。

CN201710363883一种克服抗浮固定直径锚头或扩大头锚杆体系变形的工法是本申请人在先申请，当钻孔钻进至设计深度，能够开展高压旋喷施工或机械扩孔施工，放下锚杆的拉杆与固定直径锚头或扩大头，扩大头到位后扩大机构将扩大头扩大至设计尺寸，然后高压注浆或灌注混凝土在扩体段和整个自由段成桩；锚杆中拉杆采用能施加的螺纹钢筋；绑扎螺旋箍筋以及基底上的基础底板钢筋，绑扎过程中避免碰撞钢筋；最后，支模浇筑基础混凝土基础底板。

工程实际表明：承压型变直径钢筋笼扩体锚杆的位移由杆体的弹性变形和扩体段的滑移(塑性变形)两部分组成。锚杆至今仍未有发明。本申请人还申请了如下专利：包括但不限于CN2017211488836、一种变直径钢筋笼及锚杆，CN2017213763240一种囊袋扩张变直径钢筋笼及锚杆，CN2017211496584一种锚杆杆件，CN2017208194362一种克服抗浮抗拉锚杆施工变形的装置。CN2019205482437一种开放式限位螺母，CN2019205482441一种锚杆锁锚装置。

发明内容

本发明目的是，提出一种变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，可以广泛应用于各种抗浮抗拉的场合，包括锚杆杆件主体，利用直通或尤其是扩大头变直径钢筋笼构成的锚头一起组合形成变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，克服抗浮变形、杆体自由段弹性变形。一种变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统的钢筋笼能扩大变径及释放结构，使变径钢筋笼工作，可应用于所有扩体锚杆技术，克服素浆体扩大头的锚固承载能力和整体性差的不足。

本发明的技术方案是，一种全装配承压型变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，包括变直径钢筋笼，变直径钢筋笼设有约束和释放装置；锚杆杆件；钢筋连接器、限位器为限位螺母，限位螺母为开放式或封闭式结构，扩大头中的变直径钢筋笼与轴向杆被限位螺母在锚杆杆件上；变直径钢筋笼、锚杆杆件、钢筋连接器构成变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系；锚杆杆件采用精轧螺纹钢筋、钢绞线、预应力拉杆，钢筋连接器用于锚杆杆件的长度连接；锚杆杆件顶部与建筑物底板锚固、锚杆杆件底部与扩大头钢筋笼即变直径钢筋笼锁定锚固；扩大头变直径钢筋笼、锚杆杆件、锚固件与混凝土、水泥砂浆或水泥浆结晶体进行结合，从而形成变直径钢筋笼扩大头锚杆桩成桩系统；变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系是全装配式。

轴向杆上端的固定层采用高强螺母三件套锚固形式、三通高强螺母或法兰锚固结构或其他传统方式。法兰螺母加井字形钢筋网组合结构或其他传统锚固方式与底板、围檩、梁等进行锚固。

扩大头钢筋笼即变径钢筋笼包括钢筋主筋与配置钢筋配筋材料，即包括轴向杆即主筋、圆环或环板和若干竖筋、箍筋、若干筋条、圈状固定器，圆环或环板，承压底板与轴向杆垂直，若干竖筋的一端在圆环或环板在均匀固定，每根竖筋的另一端或中部均连接一根筋条的一端，若干竖筋环绕轴向杆，筋条的另一端接到圈状固定器，圈状固定器在轴向杆杆上固定或滑动；采用可释放弹簧使钢筋笼变直径。

扩大头钢筋笼若干竖筋外周设有活络连接的弹性箍筋；采用释放弹性箍筋的方式释放变直径钢筋笼，轴向杆即钢筋主筋与配置钢筋配筋材料一并由混凝土或水泥砂包裹并凝结。

变直径钢筋笼外周包裹囊袋。外周可包裹、设置囊袋、防护罩、导向对中支架、或加装滑轮(板)。

所述锚杆杆件的前端，设有与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行连接或复合的装置，形成锚杆桩应用体系。

锚杆杆件的数量，采用1根或若干根精轧高强螺纹钢筋或普通螺纹钢或钢绞线；或进一步的变直径钢筋笼扩大头短桩与传统的灌注桩、预制桩、钢桩、竹节桩等结合，形成既可抗抜又可抗压的复合功能的桩。

变直径钢筋笼扩大头锚杆桩体系中的钢筋骨架的各个组成部分是装配式的；锚杆杆件与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行连接时，采取在锚杆杆件的下端，预留与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头的长度相适应钢筋，在锚头底部分与锚垫板进行连接，或留有适当的钢筋长度，和成品锚杆头顶部用衔接螺母连接；或通过改进杆件和锚头，使锚杆杆件与各种变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋成为一个有机整体。

锚杆杆件顶端，拉杆杆件上端的固定层采用高强螺母三件套锚固形式、三通高强螺母或法兰锚固结构均采用高强螺母；基本结构锚杆顶部通过埋入套住锚杆的法兰螺母固定，或通过锚板并用螺母固定，或锚板与固定螺母一体化，并与基础底板的钢筋骨架体系连接。

变直径钢筋笼外周箍筋是网格状的，外周可包裹或设置囊袋、防护罩、导向帽、导向对中支架、或加装滑轮(板)；根据需要在变直径钢筋笼内设置注浆管，或外设注浆管；变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系是全装配式的,根据工程需要可选择设置“笼中套笼”或“串笼”的方式与混凝土、水泥浆或水泥砂浆包裹并凝结最终成桩；根据需要在变直径钢筋笼内设置注浆管，或外设注浆管，变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系与混凝土、水泥浆或水泥砂浆包裹并凝结最终成桩。

钢筋笼的直径可变。通过对钢筋笼若干部分配筋的弹性化、柔性化、简约化，设置约束与释放机制，使钢筋笼的直径可约束和伸展变化。变直径钢筋笼设有圈状固定器或圆环花件活络连接若干筋条在轴向杆杆上固定或滑动，形成钢筋笼的活络机制；选择采用包括但不限于约束绳、约束锁、约束销、约束罩、电子锁等约束方式使钢筋笼直径处于缩小约束状态，选择采用包括但不限于释放弹簧、弹簧片、弹性球、弹性体(如：牛皮筋等)、气囊、配重、旋转、轴向杆件伸缩、轴向杆件外加套管伸缩、施加外力、电动、电子遥控等方式展开释放；亦可以通过简化、选配、替代、优化组合活络机构、约束和释放装置的方法，使钢筋笼直径可变；根据工程需要可选择设置不同的变直径钢筋笼配筋的材质、规格、形状、结构、数量、尺寸的大小，且变直径钢筋笼可形成多种不同特征的立体几何形状，包括但不限于，如圆柱体、圆锥体、球体、正方体、长方体、竹节体、多面体、多节体等等

可通过5G、区块链、大数据、二维码、三维码等科学的技术和方法，对其在地下存在的状态、工程安全性能、质量状况等，可以进行全程和主要节点动态和可追溯识别和检测，保证桩基的安全性和稳定性。

扩大头钢筋笼为本申请人已经申请的技术方案，变径钢筋笼或弹簧状螺旋钢筋，变径钢筋笼包括轴向杆即主筋、圆环或环板和若干竖筋、若干筋条、圈状固定器，圆环或环板与轴向杆垂直，若干竖筋的一端在圆环或环板在均匀固定，每根竖筋的另一端或中部均连接一根筋条的一端，若干竖筋环绕轴向杆，筋条的另一端接到圈状固定器，圈状固定器在轴向杆杆上固定或滑动。竖筋外周设有箍筋，箍筋且与竖筋或轴向杆设有固定点，箍筋为绳状；轴向杆上设有轴向弹簧，并受到限位器或限位板条的限制；箍筋收紧时是未使用状态，箍筋的端部设有释放装置；箍筋也可以是螺旋弹簧状。旋箍筋的材质：玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、石墨烯、碳元素相关的材料及其复合材料等。活络机构9、箍筋10、轴向杆套11、承压板12是本申请人变径钢筋笼的基本构件。

轴向杆主筋为精轧螺纹钢筋，并配置变径钢筋笼为配筋材料，钢筋主筋与配置钢筋配筋材料一并凝结固化。混凝土或水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料包裹并凝结固化主筋(一般采用精轧螺纹钢筋)和扩大头钢筋笼15形成锚杆杆件系统；扩大头钢筋笼结合的混凝土或砂浆体(砼体)4。在锚杆杆件的适当位置设置适当数量的吊装扣、吊装环、安装吊点。

所述锚杆杆件的前端，设有与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行连接或复合的装置，形成锚杆应用体系。

所述的锚杆杆件，适用领域包括但不限于抗浮抗拉，道路、矿山开采、隧道桥梁、基坑和山体护坡、地质灾害处理；也用于抗压工程等领域。

所述的锚杆体系统，其应用工法的步骤是：用于克服抗浮固定直径锚头或扩大头锚杆变形的工法，钻孔至设计深度，开展高压旋喷施工或机械扩孔施工，成孔后，放置锚杆杆件与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行嫁接的锚杆体，带变径钢筋笼的扩大头到位后，释放约束机构使变径钢筋笼扩大至设计尺寸，然后高压注浆或灌注混凝土在扩体段和整个锚杆杆件与孔的空隙处成桩，完成锚杆桩。

锚杆杆件顶端，轴向杆上端的固定层采用高强螺母三件套锚固形式、三通高强螺母或法兰锚固结构，均采用高强螺母13。基本结构是，锚杆中拉杆顶部通过埋入套住钢筋(拉杆)的法兰螺母固定，或可通过锚板并用螺母固定，与基础底板的钢筋骨架体系连接，图19为钢筋笼底部承压板与锚固螺母一体化，可替代图15、图16、图17、图18、图18-1中的限位螺母/器，以实现使钢筋笼固定限位在杆体设计位置上；最后，安装支模浇筑混凝土基础底板固定锚板。

有益效果，通过锚杆的预先制备，可成为工厂化生产的标准化产品，形成系列规格的应力锚杆，先张法锚杆消除锚杆的变形量，可以很好的减少工程锚杆的位移。在施工中无须再次施加并浇注固定应力的材料，显然易见，工厂化的生产锚杆在质量、时间、操作方便性、综合效率、绿色环保、及成本价格上均远优于现场的操作。综合考虑，本发明通过锚杆的运用，使其承载力达到设计所需要的施加值，克服了采用的后张法施加施工的种种不便，可以大大减小扩体锚杆自由段的变形量，同时本方案施工更加简单，对基础的施工基本无影响。对于提高工程质量和技术的安全性，有着积极的作用。

承压型变径钢筋笼扩大头锚杆技术参照《JGT/T282-2012高压喷射扩大头锚杆技术规程》设计、施工、验收。本发明运用都属于扩大头锚杆或大头桩基技术的应用。

本发明方案能形成有足够摩擦力的拉力或抗力传递的锚杆，锚固力明显增大且整个锚杆的一体性好，同样也用于大头桩基的混凝土钢筋笼骨架。主要用于建筑地下室抗浮基坑支护，边坡支护，以及加固等技术范畴。本发明技术可提供的抗拔力较大，性能稳定可靠，对减少环境污染，加快工程进度方面都有良好的作用。

附图说明

图1为本发明锚杆桩截面纵截面示意图；

图2为本发明锚杆桩未释放钢筋笼的结构截面示意图；

图3为图1中D区的具体化一，是法兰锚固结构示意图；

图4为图1中D区的具体化二，是三通高强锚固形式；

图5为图1中D区的具体化三，是高强螺母三件套锚固形式；图5-1为三件套一体化结构示意图；

图6为图1中D区的具体化四，是止水钢板加上主杆钢筋折弯的锚固形式，30为焊接的止水钢板，30-1为折弯的钢筋，在抗浮的底板上支撑受力。

图7、8、9、10、11分别是第一到第五种对中支架1的示意图，其中图7-9为横截面结构示意图，图10-11为纵截面(平行于轴向杆的截面)；对中支架查指钢筋笼下沉是预制孔内时对钢筋笼和轴向杆保护的装置，套在轴向杆3上，也可能套在如3-1预应力杆件上。对中支架是一个体积块，尤其是注塑的空腔，也可以中发泡高分子料制备，形状并无限制，中央有孔，可以穿过一根(图9-11)或多根(图7-8中是三根轴向杆)轴向杆，体积块穿过轴向杆后，体积块垂直于轴向杆的最大直径略小于钻孔的直径，此钻孔供下沉未释放的钢筋笼，有对中支架支撑住钻孔壁的作用。

图12是锚杆桩杆体3的结构示意图，

图13是第二种锚杆桩杆体3的结构示意图，图13-1锚杆桩杆体为钢绞线；

图14是第三种锚杆桩杆体3的结构示意图，可以是多根锚杆桩杆体的结构。也包括如3-1预应力杆件(锚杆桩杆体施加预应力后浇铸混凝土)。

图15、16、17、18、18-1分别是第一至第五种限位装置的示意图；限位器5即限位装置主要是指限位螺母，在钢筋笼固定在轴向杆的一个位置时(即限位)使用。其中图15中，5-1为开放式限位螺母，图16中5-2为封闭式限位螺母，图17中，5-3为带销的开放式限位螺母、531为销钉、532为螺母上可穿过销钉的销孔，图18中，5-4为开放式限位螺母，541为销钉、542为螺母上可穿过销钉的销孔；图18-1中，5-5为可开放可闭合的限位套、551弧臂连接孔、552弧臂连接的销钉、553弧臂连接轴、554钢制弧臂。起码二段钢制弧臂制备，限位套可以开口置入主轴杆，再固定在主轴杆上。

图19为钢筋笼底部承压板与锚固螺母一体化，可替代图15、图16、图17、图18、图18-1中的限位螺母/器，以实现使钢筋笼固定限位在杆体设计位置上；

图20为囊袋36加单体式纵截面为菱形(灯笼状)的钢筋笼15-1的结构示意图；

图21为囊袋36加双体式纵截面为菱形(灯笼状)的钢筋笼15-1的结构示意图；

图22为囊袋36加三体式纵截面为菱形(灯笼状)的钢筋笼15-1的结构示意图；

双体式、三体式纵截面为菱形(灯笼状)的钢筋笼是单体式串联的结构；图32中会详细描述纵截面为菱形(灯笼状)钢筋笼15-1的结构，套在轴向杆3的有两活络机构9，具有相同根数量的可撑开钢筋笼的扩展筋条9-3-1(一般4-16根，尤其是6-8根，钢筋笼直径大时，分布在轴向杆周围的筋条要多些，这些筋条取代竖筋)。扩展筋条9-3-1的一端活络固定在托盘9-2上，两活络机构的扩展筋条9-3-1的另一端互相连接在一道成为活络关节9-9。图中画出了囊袋的示意结构，但不带囊袋亦完全可行。

图23为简易螺旋弹簧构成的钢筋笼结构示意图；

图24为简易螺旋弹簧构成的钢筋笼结构示意图(带有囊袋)；

图25为简易螺旋弹簧构成的钢筋笼结构示意图，图23释放后；

图26为简易螺旋弹簧构成的钢筋笼带有囊袋，图24释放后，图23、图24为未释放状态，图25、图26为释放后的状态，图24释放后成为图26，是带有囊袋36的。

图27是由竖筋6、动力弹簧7加活络机构9构成的简易钢筋笼结构的基本单元结构示意图；

图28是图27的基础上加囊袋的结构示意图；

图29其中图28中图27的基础上加囊袋，而图29是在图28的基础上加导向帽。

图30是图27外加栅格粗网的钢筋笼结构。

图31为本发明纵截面为菱形(或灯笼状)钢筋笼15-1的结构加囊袋未打开；

图32为本发明纵截面为菱形(或灯笼状)钢筋笼15-1的结构加囊袋打开。(参见图20-22描述)。

图33是扩大头钢筋笼锚杆桩的桩杆与桩基(打开带筋钢筋笼)的结构示意图；

图34是扩大头钢筋笼锚杆桩的桩杆的结构(扩大头钢筋笼的上方)示意图；

图35是扩大头钢筋笼锚杆桩的桩杆的结构(扩大头钢筋笼的上方)示意图；

图36是扩大头钢筋笼锚杆桩的桩杆的结构(扩大头钢筋笼的上方)示意图；

图37是扩大头钢筋笼锚杆桩的桩杆部位(扩大头钢筋笼的上方)的结构示意图。图34中41-1为三根(多根)带筋钢筋的桩；图35中41-2为非变径钢筋笼桩杆；图36中41-3为钢格构桩；图37中41-4为预制桩。

图38是钢筋笼带有护套32(另还加有尖端护套35)的透视结构示意图；

图39是图38的外观图；钢筋笼带有护套32(另还加有导向套或尖端护套35)的结构示意图，弹簧7为套在轴向杆上弹簧，弹簧7压缩时的钢筋笼收拢，弹簧7释放时顶开活络机构9，活络机构的筋条直到撑伞骨的作用撑开钢筋笼；33为约束销、32为约束绳，将钢筋笼约束成小直径的状态。

图40、图41均是护套34的展开示意图，图40是两片式、图41是三片式，围成一圈，片与之间设有绳孔，由绳缀连；外用约束绳32约束，护套用于保护释放前的钢筋笼。34为护套、35为尖端护套。

图42、图43为活络机构结构示意图，如图42、43所示，活络机构9包括一只圈套9-1，与竖筋相同数量的筋条9-3；筋条9-3的一端孔通过销轴9-4活动连接在圈套9-1上，筋条9-3的另一端活络连接(通过销轴9-5)在竖筋6上；起码有两只活络机构套在主轴或轴向杆，其中起码一只可以在轴向杆的滑动，滑动的动力来源于释放钢筋笼(直径变大的)的力，圈套9-1可以变形为一托盘9-2的结构；

安装销轴3-1、销轴支架(U型固定支架通过)3-2，钢托盘9-3上设有与筋条9-3数对应的若干缺口9-6及环状箍线9-7筋条9-3的一端孔，筋条9-3的另一端分别销轴9-5与竖筋6连接，竖筋上直接设有孔供销轴通过或焊接一个带孔板。40为连接器轴向杆与上端桩骨架，41为上端桩。41-1为三根(多根)带筋钢筋的桩、41-2非变径钢筋笼、41-3钢格构桩、41-4预制桩。轴向杆亦称为主杆，可以是无孔轴向杆或有孔轴向杆(称为花杆)。

图44是钢筋笼带有护套32的透视结构示意图；

图45是图44的外观图，亦带有护套，动力弹簧7为套在轴向杆上弹簧，动力弹簧7压缩时的钢筋笼收拢，动力弹簧7释放时顶开活络机构9，活络机构的筋条直到撑伞骨的作用撑开钢筋笼；31为约束销的拉绳、33为约束销，32为约束绳将钢筋笼约束，约束销的拉绳31与为约束绳32可以是连接在一道的绳，约束销的拉绳头系在为约束销33上，约束销被插在活络机构的圆盘上的一个孔内，约束销的拉绳拨开，则约束绳松开，钢筋笼释放。

图46是不带尖头的护套34展开图。

图47、图48均是带尖头护套34的钢筋笼收拢的结构示意图。图47透视结构示意图；图48是图47的外观图；

图49、图50均是只带竖筋和两只活络机构9的钢筋笼结构，图50是图49外加栅格网的钢筋笼结构；

图51、图52均为轴向杆加外套管的活络机构，由外力释放打开的变直径钢筋笼；

图53-1、图53-2、图53-3、图53-4、图53-5、图53-6、图53-7、图53-8为变直径钢筋笼钢筋笼中可供选择的活络机构结构示意图；

图54-1(动力弹簧)、图54-2(外弹簧且与箍筋一体)、图54-3(动力弹簧片)、图54-4(动力气囊，气囊充气或爆炸后释放钢筋笼)、图54-5(配重)、图54-6(伸缩杆及外力，伸缩杆在外力作用下使筋条伸展)、图54-7(电子遥控，控制一电磁开关打开箍筋)；以上均为变直径钢筋笼钢筋笼中可供选择的展开动力装置，但不限于上述；

图55-1(无孔轴向杆，画出三种)、图55-2(有孔轴向杆，亦称花杆，画出五种)、图55-3(钢筋骨架的轴向杆，画出四种)、图55-4(钢筋丝网轴向杆、画出二种)、图55-5(轴向杆加外套管，画出四种)，均为变直径钢筋笼钢筋笼中可供选择的轴向杆的形式，但不限于上述。

具体实施方式

如图所示，图1与图2是连接成整体的结构；图2结构是变直径钢筋笼约束未打开状态；图图1是变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统的成桩状态。对中支架1、钢筋连接器(连接螺母)2、锚杆杆件3、扩大头钢筋笼结合的混凝土或砂浆体(砼体)4、限位器5、竖筋6、动力弹簧7、固定器8、活络机构(圆环花件或圈状固定器)9、螺旋箍筋10、轴向杆(套)11、承压板12、高强螺母13、导向帽14。限位器5中限位螺母，可为开放式或封闭式等结构，参见本申请人的在先专利申请。限位螺母尤其是可为开放式。15是约束后的钢筋笼，30为注浆管、31为约束销的拉绳、33为约束销、32为约束绳，将钢筋笼约束成小直径的状态。34为护套。35为尖端护套。囊袋36加单体式纵截面为菱形(灯笼状)钢筋笼15-1；柱形弹簧式钢筋笼15-2(左为收缩右为释放状态)；配重37、金属网片38、9-8为U型片，包裹固定竖筋，上设有销轴(活络机构9的说明)；纵截面为菱形(灯笼状)钢筋笼15-1的结构是，套在轴向杆3的有两活络机构9，具有相同根数量的可撑开钢筋笼的扩展筋条9-3-1(一般4-16根，尤其是6-8根，钢筋笼直径大时，分布在轴向杆周围的筋条要多些，这些筋条取代竖筋)。扩展筋条9-3-1的一端活络固定在托盘9-2上，两活络机构的扩展筋条9-3-1的另一端互相连接在一道成为活络关节9-9。30-1为注浆口。动力弹簧在本例中为拉簧7-1，拉伸应力弹簧时为钢筋笼收缩状态，释放时弹簧收缩为正常无应力状态。

导向帽14采用塑料或薄金属皮制备的包裹扩大头钢筋笼最下端部的套(钢筋笼处于收紧状态)，套的最下端是锥台形，上端为柱形可以将承压板12、主杆端包裹，在成孔后便于钢筋笼不受阻碍的下放。尤其包裹部位可以设有锥台形。

图3-6中，轴向杆上端的固定层采用高强螺母三件套锚固形式、三通高强螺母或法兰锚固结构。混凝土垫层15、斜拉钢筋28、钢筋16、止水胶条17、螺旋弹簧27、混凝土底板18、法兰螺母19、三通螺母20、钢垫板22、螺母21。如图1所示，一种锚杆杆件，将(高强)钢筋预先施加并锁定后，用包括但不限于混凝土或水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料包裹，混凝土、水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料凝固后，形成锚杆杆件。锚杆杆件内的配筋通常可选择包括但不限于/或者不选择配置钢筋笼、箍筋、钢套筒、钢丝网笼、承压板、承压法兰螺母或其他筋骨配筋材料。

图1-2中，是锚杆和带有变直径钢筋笼骨架扩大头短桩的结合体。包括扩大头变直径钢筋笼15、预应力拉杆连接器(连接螺母)2、预应力拉杆3；限位器5为限位螺母，可开放式或封闭式结构，扩大头钢筋笼中的与轴的固定器被限位螺母在主筋上限定位置；预应力拉杆一般采用高强精轧螺旋钢筋，或其他诸如预制预应力杆件、若干普通螺纹钢、或与传统预制桩、钢桩结合，钢筋连接器用于精轧螺旋钢筋的端部的长度连接；预应力拉杆上端的锚固方式选择高强螺母三件套锚固、三通高强螺母、特制高强法兰锚固结构或其他传统锚固方式。水泥浆或砂浆体(砼体)4浇铸扩大头钢筋笼15、钢筋连接器(连接螺母，具有相当的长度保证连接的强度)2用于连接精轧螺纹主钢筋主筋即轴向杆3至任意长度。

变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，包括扩大头钢筋笼15、钢筋连接器(连接螺母)2、主筋即轴向杆杆件3；限位器5为限位螺母，限位螺母可为开放式或封闭式等结构，扩大头钢筋笼中的与轴的固定器被限位螺母在主筋上限定位置；轴向杆采用精轧螺旋钢筋，钢筋连接器用于精轧螺旋钢筋的端部的长度连接。锚杆杆件上端的固定层采用高强螺母三件套锚固形式、三通高强螺母或法兰锚固结构，均采用高强螺母13。

锚杆杆件内主筋的数量，是一根或者一根以上，但一般不多于15根(否则成混凝土桩了)，钢筋的规格、性能、强度、直径可根据设计要求具体确定；锚杆杆件的长度、横截面的形状和面积，则根据具体的工程技术要求设定；当工程需要杆件的长度超长时，可以采取用螺母连接器的方式或其他方式，将两根或两根以上的锚杆杆件加以连接，以达成所需的长度

锚杆杆件的主筋和变径钢筋笼使用的材料，包括但不限于：钢、钢材、钢绞线、钢丝绳、玻璃纤维、树脂、玻璃纤维增强树脂、芳纶纤维、碳纤维、石墨烯、碳元素相关的材料及其复合材料、高分子、高分子聚合物材料、纳米材料、金属材料和非金属材料等。

所述的变径钢筋笼立体几何形态包括但不限于：立方体、多面体、正多面体、四面体、长方体、圆柱、圆台、棱柱、棱台、圆锥、棱锥、竹节状、串状、凸凹状，其可以是实心的，亦可以是空心的；平面横截面的形状包括但不限于：正方形、长方形、三角形、四边形、菱形、梯形、多边形、圆、椭圆、圆环、扇形、弓形；锚杆杆件可以是实心的，亦可以是空心的截面。

锚杆杆件与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行连接时，采取在锚杆杆件的下端，预留与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头的长度相适应钢筋，在锚头底部分与锚垫板进行连接，也可以留有适当的钢筋长度，和成品锚头顶部用衔接螺母连接；或通过改进杆件和锚头，使锚杆杆件与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头成为一个有机整体能够传递应力。

撑开坚筋的活络机构(花键)装置，爆炸撑开也是一种方式，插销钢绳拉开，被套在主杆轴上压缩弹簧释放是本发明的主要形式，释放后，推动活络机构的圆盘运动后撑开竖筋，设有钢管套在轴向杆上亦可。

图6中30为焊接的止水钢板，30-1为折弯的钢筋，在抗浮的底板上支撑受力。图7-11中，对中支架查指钢筋笼下沉是预制孔内时对钢筋笼和轴向杆保护的装置，套在轴向杆3上，也可能套在如3-1预应力杆件上。对中支架是一个体积块，尤其是注塑的空腔，也可以中发泡高分子料制备，形状并无限制，中央有孔，可以穿过一根(图9-11)或多根(图7-8中是三根轴向杆)轴向杆，体积块穿过轴向杆后，体积块垂直于轴向杆的最大直径略小于钻孔的直径，此钻孔供下沉未释放的钢筋笼，有对中支架支撑住钻孔壁的作用。

图15中，5-1为开放式限位螺母，图16中5-2为封闭式限位螺母，图17中，5-3为带销的开放式限位螺母、531为销钉、532为螺母上可穿过销钉的销孔，图18中，5-4为开放式限位螺母，541为销钉、542为螺母上可穿过销钉的销孔；图18-1中，5-5为可开放可闭合的限位套、551弧臂连接孔、552弧臂连接的销钉、553弧臂连接轴、554钢制弧臂。起码二段钢制弧臂制备，限位套可以开口置入主轴杆，再固定在主轴杆上。

图19为钢筋笼底部承压板与锚固螺母一体化，可替代图15、图16、图17、图18、图18-1中的限位螺母/器，以实现使钢筋笼固定限位在杆体设计位置上。

图20-22、图32中描述纵截面为菱形(灯笼状)钢筋笼15-1的结构，套在轴向杆3的有两活络机构9，具有相同根数量的可撑开钢筋笼的扩展筋条9-3-1(一般4-16根，尤其是6-8根，钢筋笼直径大时，分布在轴向杆周围的筋条要多些，这些筋条取代竖筋)。扩展筋条9-3-1的一端活络固定在托盘9-2上，两活络机构的扩展筋条9-3-1的另一端互相连接在一道成为活络关节9-9。图中画出了囊袋的示意结构，但不带囊袋亦完全可行。

图33中，40为扩大头钢筋笼骨架底桩与上部杆桩连接结构，连接时可以采用骨架通过接螺旋钢套(具有相当的长度，具有内螺纹将轴向杆连接到设计的长度)或焊接。图38-39中动力弹簧7压缩时的钢筋笼收拢，动力弹簧7释放时顶开活络机构9，活络机构的筋条直到撑伞骨的作用撑开钢筋笼；33为约束销、32为约束绳，将钢筋笼约束成小直径的状态。图40是两片式、图41是三片式，围成一圈，片与之间设有绳孔，由绳缀连；外用约束绳32约束，护套用于保护释放前的钢筋笼。34为护套、35为尖端护套。

如图42、43所示，活络机构9包括一只圈套9-1，与竖筋相同数量的筋条9-3；筋条9-3的一端孔通过销轴9-4活动连接在圈套9-1上，筋条9-3的另一端活络连接(通过销轴9-5)在竖筋6上；起码有两只活络机构套在主轴或轴向杆，其中起码一只可以在轴向杆的滑动，滑动的动力来源于释放钢筋笼(直径变大的)的力，圈套9-1可以变形为一托盘9-2的结构；

图44-45中，亦带有护套，动力弹簧7为套在轴向杆上弹簧，动力弹簧7压缩时的钢筋笼收拢，动力弹簧7释放时顶开活络机构9，活络机构的筋条直到撑伞骨的作用撑开钢筋笼；31为约束销的拉绳、33为约束销，32为约束绳将钢筋笼约束，约束销的拉绳31与为约束绳32可以是连接在一道的绳，约束销的拉绳头系在为约束销33上，约束销被插在活络机构的圆盘上的一个孔内，约束销的拉绳拨开，则约束绳松开，钢筋笼释放。

图51、图52均为轴向杆加外套管的活络机构，由外力释放打开的变直径钢筋笼。

图53-1、图53-2、图53-3、图53-4、图53-5、图53-6、图53-7、图53-8为变直径钢筋笼钢筋笼中一般常见的可供选择的活络机构；

图54-1、图54-2、图54-3、图54-4、图54-5、图54-6、图54-7为变直径钢筋笼钢筋笼中一般常见的可供选择的展开动力装置；

图55-1、图55-2、图55-3、图55-4、图55-5为变直径钢筋笼钢筋笼中一般常见的可供选择的轴向杆的形式。

本发明所述利用先张法锚杆杆件的应用，适用领域包括但不限于抗浮抗拉，道路、矿山开采、隧道桥梁、基坑和山体护坡、高压输变电铁塔加固、江河湖海堤坝加固、地质灾害处理；也用于抗压工程等领域。可以根据工程设计用途的的需要，可以作为抗压桩使用。使用本发明克服抗浮直通或扩大头锚杆。

变直径钢筋笼若干竖筋外周设有活络连接的弹性箍筋；采用释放弹性箍筋的方式释放变直径钢筋笼。

变直径钢筋笼外周箍筋可以是网格状的，外周可包裹、设置囊袋、防护罩、导向对中支架、或加装滑轮(板)。

所述锚杆杆件的前端，设有与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行连接或复合的装置，形成锚杆桩应用体系。

锚杆杆件的数量，采用1根或若干根精轧高强螺纹钢筋(或普通螺纹钢)；或进一步的变直径钢筋笼扩大头短桩与传统的灌注桩、预制桩、钢桩、竹节桩等结合，形成既可抗抜又可抗压的复合功能的桩。

变直径钢筋笼扩大头锚杆桩体系中的钢筋骨架的各个组成部分是装配式的；锚杆杆件与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行连接时，采取在锚杆杆件的下端，预留与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头的长度相适应钢筋，在锚头底部分与锚垫板进行连接，或留有适当的钢筋长度，和成品锚杆头顶部用衔接螺母连接；或通过改进杆件和锚头，使锚杆杆件与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋成为一个有机整体。

可根据需要在变直径钢筋笼内设置注浆管，或外设注浆管，变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系与混凝土、水泥浆或水泥砂浆包裹并凝结最终成桩。

通过科学的方法，对其在地下存在的状态、工程安全性能、质量状况等，可以进行全程和主要节点动态和可追溯检测，保证桩基的安全性和稳定性。

①开挖桩杆上端即锚杆顶部的周围基底并清理浮浆；并在锚杆顶部周围铺施遇水膨胀止水胶条；

②锚杆顶部的周围基底上浇筑混凝土垫层；

③螺纹钢筋上至底板上层钢筋底部用法兰螺母固定(而不需要螺母)，不需要再施加；并在基底上浇筑带钢筋的基础底板。

④若预制构件为多根钢筋，则用相应数量开孔钢板做锚板，拧上螺母固定，再浇筑底板混凝土。

所述的承压型直通或变直径钢筋笼扩体锚杆工法，承压型直通或变直径钢筋笼扩体锚杆锚固段土体蠕变变形的控制法，在对扩大头部分高压注浆或灌注混凝土施工，待强度达到设计要后，进行对锚杆整体施加外力拉拔，使扩大头顶部土体产生挤压，从而减小锚杆工作状态下的锚杆杆件和土体蠕变变形。

施加的大小：根据地下室抗浮计算时，计算的上浮水头放大1.05倍；抗浮计算锚杆的安全系数取K＝2.0；因此锚杆施加的小于锚杆的特征值，且要大于常水位时所需要的锚杆抗浮力，综合考虑取承载力特征值的50％。

在制备锚杆件时，不同的直径具有不同的施加的(伸长不同，相对伸长系数不同)。

参照本申请人的在先申请变径钢筋笼，包括轴向杆、若干竖筋、两组若干筋条、第一和第二两个圈状固定器，第一与第二两个圈状固定器滑动在轴向杆杆上，第一和第二两个圈状固定器各固定一组与竖筋数相同的筋条，每根竖筋的上下两处分别有第一组和第二组的一根筋条与这根竖筋活络连接，若干竖筋环绕轴向杆，至少有一个圈状固定器在轴向杆杆上设有定位装置；竖筋外周设有箍筋，箍筋且与竖筋或轴向杆设有固定点，箍筋为绳状；轴向杆上设有轴向弹簧，并受到限位器、限位板条或约束绳、约束销的限制；环状箍筋约束收紧时是未使用状态(用于放入钻孔)，箍筋的端部设有释放装置。箍筋也可以是螺旋弹簧状。旋箍筋的材质：玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、石墨烯、碳元素相关的材料及其复合材料等。

箍筋为环状箍筋或多道绕制在竖筋外围的紧箍绳索，环状箍筋收紧时是未使用状态时轴向杆上的轴向弹簧是压簧或拉簧。压簧释放后伸长，拉簧释放后则收缩。

压簧或拉簧限位装置是限位器、限位板条或约束绳、约束销；环状箍筋打开后，即约束打开，轴向弹簧是压簧或拉簧本来的应力状态释放，并受到限位器、限位板条或约束绳、约束销的限制；即四周竖筋水平侧向打开：比自动伞的在主轴上限位器的打开方式结构简单且使用，环状箍筋采用软钢绳或较硬弹簧均可，亦可作为钢筋笼的的一个成份。

竖筋、螺旋箍筋的立体几何形态包括：立方体长方体圆柱圆台棱柱棱台圆锥棱锥等；平面横截面的形状是：正方形长方形三角形四边形平行四边形菱形梯形圆扇形弓形圆环等；竖筋、螺旋箍筋的规格、型号、形状、数量、尺寸、材料，各项参数随不同项目地质条件进行调整；筋条与竖筋活络连接的方式：圈状固定器分别通过销轴3-1、销轴支架(U型固定支架)3-2将筋条连接到竖筋。竖筋筋条的根数不必多，一般5-12根即可。

变径钢筋笼：圆环或环板的直径与钻孔相当或略小于钻孔直径；筋条可以是直线的或是弯曲的。变径钢筋笼的圈状固定器均可以环形圈为基本结构，在轴向杆上进行滑动。

筋条为弹性筋条时，环状箍筋在竖筋箍住内周筋条。竖筋与箍筋在扩体端同步展开、贴紧、形成钢筋笼。箍筋弹性箍住与释放结构有多种，如箍筋端部制备成轴销或轴孔的结构最为常见，轴销时插入某固定孔，轴孔时则另有销轴固定箍筋的端部。且需要上便于释放，即变径钢筋笼在扩体孔内张开。

筋条为弹性筋条时，筋条在应力下收缩，且被箍筋限制动作的范围，箍筋释放后，则筋条应力释放后则筋条张开，且带动竖筋张开，此种结构的圈状固定器固定在杆上，无需要固定器在杆上滑动。

环状箍筋释放后变直径，直径扩大成环状箍筋原先松弛状态，即直径较小环状箍筋释放到锚杆的扩体端后，环状箍筋直径放大至设计要求(如典型的一款是从直径不到200mm扩大到-400mm)。

变径钢筋笼的制备方法：3D打印成型、注塑成型、人工机械组装焊接等方法。竖筋外周设有环状箍筋，环状箍筋且与竖筋设有固定点，且为弹性材质的环状箍筋；环状箍筋收紧是未使用状态，箍筋的端部设有释放装置；环状箍筋是螺旋弹簧或普通钢丝绳或炭纤维绳子均可。

所述释放装置的结构为：箍筋端部制备成轴销或轴孔的结构，当箍筋端部为轴销时插入一固定孔，当箍筋端部为轴孔时则另有销轴固定箍筋的端部。

变直径钢筋笼设有约束和释放装置，采用包括但不限于约束绳、约束锁、约束销、约束罩等约束方式使钢筋笼直径处于缩小约束状态，采用包括但不限于释放弹簧、弹簧片、弹性球、气囊、配重、旋转、轴向杆件伸缩、轴向干加套管伸缩、施加外力、电动、电子遥控等方式展开释放，使钢筋笼直径可变。

轴向杆件加套管伸缩，设置在套管上的圆盘或花件与活络机制，通过重力、或外加动力等方式，使钢筋笼的直径释放展开。

筋条为弹簧是一种选择，也可以是弹簧钢片，被折叠变形后受到应力，在箍筋的约束下整个一束竖筋均被收起，箍筋放开后弹簧钢片折叠变形应力释放撑开竖筋；取代弹簧钢片的还可以是各种材质的弹力棒，包括橡胶棒、碳纤弹力棒等，参见在本申请人在先申请。

本发明的承压变径钢筋笼扩体锚杆，变径钢筋笼在置于扩体段时展开释放，在变径钢筋笼上注浆或注入混凝土成为锚杆，变径钢筋笼成为锚杆的骨架。

本发明的工法应用：旋喷桩机钻进至设计深度→高压旋喷施工或机械扩孔施工→下锚头→打开锚头中扩大机构，将钢筋笼打开至设计尺寸→高压注浆或灌注混凝土。

变径钢筋笼；普通钢筋经特殊加工处理后，成为弹性钢筋；用处理后的弹性钢筋加工成减小直径的箍筋(通过紧绕或收紧方式箍住整个竖筋或筋条)；即通过紧绕或收紧方式箍住整个竖筋或筋条，竖筋外周设有环状箍筋，环状箍筋且与竖筋设有固定点(钢丝捆扎最为常用)。

典型的成品中：钢筋笼箍筋直径≤200mm(与实际形成的钻孔有关的参数，不同钻孔可以有不同规格的直径钢筋笼(箍筋))，置于锚杆扩体段后，打开钢筋笼中的约束机构，箍筋直径达到400mm左右的直径；变直径钢筋笼约束时的尺寸和展开后的尺寸以及钢筋笼的高度可依据工程的需要进行确定。

竖筋或筋条在机构作用下展开紧贴箍筋至不能展开止；在扩体段底部即锚杆的底部用锚垫板(锚垫板为环板)将锚杆的杆体与扩大头机械连接。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均以包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种全装配承压型变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，包括变直径钢筋笼，变直径钢筋笼设有约束和释放装置；锚杆杆件；钢筋连接器、限位器为限位螺母，限位螺母为开放式或封闭式结构，扩大头中的变直径钢筋笼与轴向杆被限位螺母在锚杆杆件上；变直径钢筋笼、锚杆杆件、钢筋连接器构成变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系；锚杆杆件采用精轧螺纹钢筋、钢绞线、预应力拉杆，钢筋连接器用于锚杆杆件的长度连接；锚杆杆件顶部与建筑物底板锚固、锚杆杆件底部与扩大头钢筋笼即变直径钢筋笼锁定锚固；扩大头变直径钢筋笼、锚杆杆件、锚固件与混凝土、水泥砂浆或水泥浆结晶体进行结合，从而形成变直径钢筋笼扩大头锚杆桩成桩系统；变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系是全装配式。

2.根据权利要求1所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，轴向杆上端的固定层采用高强螺母三件套锚固形式、三通高强螺母或法兰锚固结构或其他传统锚固方式。法兰螺母加井字形钢筋网组合结构或其他传统锚固方式与底板、围檩、梁进行锚固。

3.根据权利要求1所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，扩大头钢筋笼即变径钢筋笼包括钢筋主筋与配置钢筋配筋材料，即包括轴向杆或主筋、圆环或环板和若干竖筋、箍筋、若干筋条、圈状固定器，圆环或环板，承压底板与轴向杆垂直，若干竖筋的一端在圆环或环板在均匀固定，每根竖筋的另一端或中部均连接一根筋条的一端，若干竖筋环绕轴向杆，筋条的另一端接到圈状固定器，圈状固定器在轴向杆杆上固定或滑动；采用可释放弹簧使钢筋笼变直径。

4.根据权利要求3所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，扩大头钢筋笼若干竖筋外周设有活络连接的弹性箍筋；采用释放弹性箍筋的方式释放变直径钢筋笼，轴向杆即钢筋主筋与配置钢筋配筋材料一并由混凝土或水泥砂包裹并凝结。

5.根据权利要求1-4之一所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，变直径钢筋笼外周包裹囊袋。外周可包裹、设置囊袋、防护罩、导向对中支架、或加装滑轮(板)。

6.根据权利要求1-4之一所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，所述锚杆杆件的前端，设有与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行连接或复合的装置，形成锚杆桩应用体系。

7.根据权利要求1-4之一所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，锚杆杆件的数量，采用1根或若干根精轧高强螺纹钢筋或普通螺纹钢或钢绞线；或进一步的变直径钢筋笼扩大头短桩与传统的灌注桩、预制桩、钢桩、竹节桩等结合，形成既可抗抜又可抗压的复合功能的桩。

8.根据权利要求1-4之一所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，变直径钢筋笼扩大头锚杆桩体系中的钢筋骨架的各个组成部分是装配式的；锚杆杆件与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头进行连接时，采取在锚杆杆件的下端，预留与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋或其他锚头的长度相适应钢筋，在锚头底部分与锚垫板进行锚固连接，或留有适当的钢筋长度，和成品锚杆头顶部用衔接螺母连接；或通过改进杆件和锚头，使锚杆杆件与变直径钢筋笼、固定直径钢筋笼、囊袋成为一个有机整体。

9.根据权利要求1-4之一所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，锚杆杆件顶端，拉杆杆件上端的固定层采用高强螺母三件套锚固形式、三通高强螺母或法兰锚固结构均采用高强螺母；基本结构锚杆顶部通过套住锚杆杆件的法兰螺母固定，或通过锚板并用螺母固定，或锚板与固定螺母一体化，基础底板连接；锚杆杆件底端通用螺母与承压板锚固，或承压板与固定螺母一体化，形成变直径钢筋笼锚杆桩的钢筋骨架体系。

10.根据权利要求1-4之一所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，变直径钢筋笼外周箍筋是网格状的，外周可包裹或设置囊袋、防护罩、导向帽、导向对中支架、或加装滑轮(板)；根据需要在变直径钢筋笼内设置注浆管，或外设注浆管；变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系是全装配式的,根据工程需要可选择设置“笼中套笼”或“串笼”的方式，变直径钢筋笼扩大头锚杆桩骨架体系与混凝土、水泥浆或水泥砂浆包裹并凝结最终成桩。

11.根据权利要求1-4之一所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，扩大头钢筋笼即变径钢筋笼包括钢筋主筋、箍筋，箍筋可以是弹性的也可以是柔性的；以及其他配置钢筋笼的配筋材料，包括轴向杆、圆环花件或圈状固定器和若干竖筋、若干筋条、承压底板与轴向杆垂直，若干竖筋环绕轴向杆，若干竖筋围绕圆环花件或圈状固定器及承压底板边沿上均匀约束固定，每根竖筋的另一端或中部均活络地连接一根筋条的一端，筋条的另一端活络地接到圈状固定器或圆环花件，圈状固定器或圆环花件在轴向杆杆上固定或滑动，形成钢筋笼的活络机制；变直径钢筋笼设有约束和释放装置，选择采用包括但不限于约束绳、约束锁、约束销、约束罩、电子锁等约束方式使钢筋笼直径处于缩小约束状态，选择采用包括但不限于释放弹簧、弹簧片、弹性球、弹性体(如：牛皮筋等)、气囊、配重、旋转、轴向杆件伸缩、轴向杆件外加套管伸缩、施加外力、电动、电子遥控等方式展开释放；亦可以通过简化、选配、替代、优化组合活络机构、约束和释放装置的方法，使钢筋笼直径可变；根据工程需要可选择设置不同的变直径钢筋笼配筋的材质、规格、形状、结构、数量、尺寸的大小，且变直径钢筋笼可形成多种不同特征的立体几何形状，包括但不限于，如圆柱体、圆锥体、球体、正方体、长方体、竹节体、多面体、多节体等等。

12.根据权利要求1-4之一所述的变直径钢筋笼扩大头锚杆桩系统，其特征是，可通过5G、互联网、区块链、大数据、二维码、三维码等科学的技术和方法，对其在地下存在的状态、工程安全性能、质量状况等，可以进行全程和主要节点动态和可追溯识别和检测，保证桩基的安全性和稳定性。

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