CN113356194A - 一种伞形变径钢筋笼及伞形笼芯囊和锚杆 - Google Patents

Abstract

一种伞形变径钢筋笼，包括一组竖筋、轴向杆、起码两组相同根数的若干筋条和起码一个滑动花键，一个固定花键位于轴向杆底端(也作为承压板)，一组竖筋与每组若干筋条数相同并环绕轴向杆，竖筋一端开放，另一端活络固定在固定花键的销轴，活动与固定花键均套在轴向杆或桩基杆上，活络花键固定一组环绕轴向杆的筋条即撑骨的第一端，一组筋条的第二端活络固定竖筋(斜筋)上，活动花键在滑动前与滑动后分别对应变径钢筋笼单元的原始状态和释放后呈扩大直径的第二直径状态；竖筋作为伞骨，筋条作为撑住伞骨的撑骨。进一步，本发明可以设有二个以上滑动花键和对应的二组以上的撑骨。

Description

一种伞形变径钢筋笼及伞形笼芯囊和锚杆

技术领域

本发明涉及一种变径钢筋笼，尤其是伞形变径钢筋笼及伞形笼芯囊和锚杆。

背景技术

锚杆已经开始广泛应用，尤其是我国已经在建筑道路施工上大量应用，锚杆是指杆体等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。锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对地下室、边坡，隧道，坝体等进行主动加固抗浮等。大直径锚杆的成本会很高，需要强有力的钢筋笼作为混凝土的骨架，扩大头钢筋笼的应用带来锚杆承受拉力的提高，但更需要钢筋笼的高物理性能。

CN2017103161244一种锚杆或桩基用变直径钢筋笼及应用公开了一种变径钢筋笼及锚杆的应用，包括轴向杆、两组相同根数的若干筋条、第一和第二两个花键，两组相同根数的若干筋条与第一和第二两个花键构成第一变径钢筋笼单元，变径钢筋笼单元的第一花键固定在轴向杆端部，第一与第二两个花键套在轴向杆或桩基杆上，第一和第二两个花键分别固定第一组与第二组环绕轴向杆的筋条的第一端，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接，第二花键套在轴向杆上滑动，第二花键在滑动前与滑动后分别对应变径钢筋笼单元的原始状态和释放后呈扩大直径的第二直径状态，在轴向杆或桩基杆上设有对第二花键的限制或定位装置。这种变径钢筋笼骨架的效果好，但采用的箍筋结构(钢筋笼的纬度线通过活络固定方式固定竖筋上各点，为了便于钢筋笼制造时的收缩与释放)为硬质或钢绳，制造成本较高。箍筋结构(钢筋笼的纬线)如果是硬质有弹性的钢筋，收缩钢筋笼时极为不方便，如果选用到6mm的钢筋甚至无法用足够的张力收缩钢筋笼，现有技术采用软质钢绳在编织纬线时要保证不乱也是极费工的。在钢筋笼的综合应力的承受上肯定不如硬质有弹性的钢筋纬线，因而会影响到扩大头钢筋笼在凝固材料凝固后的应力承受。

变径(能够释放后成为扩大头)钢筋笼一般具有经线与纬线并且具有均需要具有相当的直径才能承受接力与压力应力，且需要变径钢筋笼的制备与释放均具有优点，如成本低及释放可靠，纬向钢筋箍筋结构时，在释放时必然有弹性，过大的弹性会影响到钢筋笼的收缩，收缩后扩大释放的机构也要求很高。现有技术采用普通钢绳式的纬线的箍筋应用易紊乱，需要精工绕编才能满足要求，比较费工费力，也易影响到钢筋笼释放的成功率。用工成本及材料成本会高很多。

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(底端或远端)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预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力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，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。

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。表面上看是限制了岩土体脱离原体。预应力锚杆进行预应力施加已经是锚杆应用的要素，但锚杆另一端(底端或远端)深入地层中的锚固段是指水泥浆体将预应力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，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。需要有刚性更好的变径钢筋笼构成的扩大头会大大增加锚杆的锚固力。就更需要经线与纬线能够均匀分布，并且变径钢筋笼的制备成本低与释放可靠的变径钢筋笼。

发明内容

本发明目的是，提供一种伞形变径钢筋笼及锚杆，尤其是钢筋笼外形为伞形的变径钢筋笼带及伞形的变径钢筋笼的囊袋(称为笼芯囊)及其锚杆，设计伞形的变径钢筋笼的合理结构。通过锚杆杆体与伞形变径钢筋笼的良好结合成整体，构成一个施工效率高且成本低、制造方便、释放伞形的变径钢筋笼扩大头简明可靠。锚杆另一端(底端或远端)深入地层中的锚固段将预应力筋或非预应力的扩大头与凝固材料(混凝土等)与岩石土层粘结的区域将锚固体与土层的凝固作用增大，大大增加锚固体的抗拉作用。

本发明的技术方案是，一种伞形变径钢筋笼，包括一组竖筋、轴向杆、起码两组相同根数的若干筋条和起码一个滑动花键，一个固定花键位于轴向杆底端(也作为承压板)，一组竖筋与每组若干筋条数相同并环绕轴向杆，竖筋一端开放，另一端活络固定在固定花键的销轴，活动与固定花键均套在轴向杆或桩基杆上，活络花键固定一组环绕轴向杆的筋条即撑骨的第一端，一组筋条的第二端活络固定竖筋(斜筋)上，活动花键在滑动前与滑动后分别对应变径钢筋笼单元的原始状态和释放后呈扩大直径的第二直径状态；竖筋作为伞骨，筋条作为撑住伞骨的撑骨。进一步，本发明可以设有二个以上滑动花键和对应的二组以上的撑骨；

进一步，设有一组以上辅助撑骨，每组辅助撑骨均配有一滑动花键，而且辅助撑骨的一端活络接配有一滑动花键，另一端通过一销轴活络接一组撑骨上位置。甚至可以每根撑骨均附一辅助撑骨。

本发明采用固定花键作为承压板，连接竖筋的销轴处与轴向杆心的外周距离为1厘米以上，尽可能支点外移。

活动花键可以由推杆式推动或动力弹簧推动，成为两种释放钢筋笼的结构。

一组竖筋的外周可以采用链条或箍筋，或链条或箍筋再加栅格杆或网格(包括网片与网筒等)，链条或箍筋不但可以采用传统的链节，可以是杆式链或板式链。

链条与竖筋设有固定点为焊接点,亦可绑扎或竖筋穿入链孔固定，链条或箍筋折叠收紧是未使用收缩状态，链条或箍筋全部放开则是钢筋笼打开时应用状态，使花键滑动的弹性装置为套在轴向杆上的动力弹簧，除了动力弹簧释放钢筋笼，采用推杆结构也是可以的，推杆式释放钢筋笼在原理上是开伞式，即从地面上端向下推动滑动花键的滑动撑开斜筋开伞，从而可以将钢筋笼打开。

链条或箍筋折叠收紧是未使用收缩状态，链条或箍筋全部放开则是钢筋笼打开时应用状态，使花键滑动的弹性装置为套在轴向杆上的弹簧(呈压缩或张力状态，提供使花键滑动打开钢筋笼的弹性力)，限制钢筋笼打开的装置释放装置最简单的可以是约束绳(约束套、约束环、约束止销等)约束住竖筋张开的箍绳，箍绳有约束销约束，打开约束销使钢筋笼释放。其它方式也极多，只要对竖筋的外张有所羁绊即可；笼中笼结构则有两层或以上时竖筋。

撑开竖筋的释放装置是套在轴向杆上的螺旋弹簧，螺旋弹簧是一只或二只位于滑动花键的一侧或两侧，螺旋弹簧在长度上为钢筋笼长度的5-100％。

栅格杆的结构可以是链条或箍筋上嵌有栅栏条、栅格杆带网或再网格(网片)均匀包围在竖筋的外圈或分布在竖筋内；链条或箍筋可以是连续的螺旋状绕制在钢筋笼的竖筋外周，也可以多个闭合环链均匀分布在钢筋笼的竖筋的长度方向，后者也可以是非闭合(间断式)的链条或箍筋结构。多个闭合或非闭合的环链起码有两层，均匀分布在钢筋笼的竖筋的长度方向。

起码二链条或箍筋固定各种网格，如波纹状网格可附杆件作为网格的骨架，活动块。能折叠的网格以网片平面以水平面、垂直面或斜面的形态同的状态被链条或箍筋固定；且水平面或斜面栅格网均匀分布在钢筋笼内；垂直面栅格网包裹在钢筋笼外周。

多于2只花键在轴上均匀分布，起码有一只花键在轴向杆上滑动，并设有限制花键滑动距离的止档。撑开筋条的竖筋释放装置为撑开花键的套在轴向杆的弹簧装置即动力弹簧将起码一只滑动的花键撑开。至少一个花键在轴向杆或桩基杆上滑动，滑动花键在轴向杆或桩基杆上也可设有定位装置，可以限定滑动的位置即正常打开到钢筋笼的位置。所述轴向杆为锚杆的杆体，可以是主钢筋或在主钢筋上再设有套管。

撑开竖筋的释放装置是套在轴向杆上的螺旋弹簧，螺旋弹簧可以是一只或二只位于滑动花键的一侧或两侧，螺旋弹簧在长度上甚至可以达到钢筋笼长度的一半或更多，螺旋弹簧亦能短设计，弹性力够推动滑动花键即可。

撑骨或辅助撑骨与竖筋活络连接的方式：花键分别通过销轴、销轴支架将撑骨筋条或辅助撑骨连接到竖筋 (辅助撑骨销轴连接到撑骨筋条)；竖筋筋条的根数大于3根。竖筋(斜筋)是直线的或是弯曲的。

构成钢筋笼的平行或连续绕在钢筋笼经线(竖筋)上纬线链条或箍筋可以焊接固定在竖筋上(钢筋笼经线与纬线链条或箍筋的接触头处基本上设有焊接点)，且并不影响钢筋笼的收缩，纬线链条或箍筋在钢筋笼收缩时折叠，且可能有序折叠，可以在钢筋笼释放后形成一个整体性更好的钢筋笼，钢筋笼经线与纬线链条或箍筋焊接固定点(电流瞬态焊接后)加工效率高，固定点的存在不影响钢筋笼的再收缩及再释放，本发明的钢筋笼的强度明显增大，生产加工的工作量减少，生产效率提高，用比较简易型的链条或箍筋即可，而且不影响本发明钢筋笼的材料占用的生产成本。

竖筋可采用扁钢也是一种良好的选择。撑开竖筋(斜筋)的释放装置是套在轴向杆上的螺旋弹簧，螺旋弹簧是一只或二只位于滑动花键的一侧或两侧，螺旋弹簧在长度上为钢筋笼长度的5-100％。花键5为圈状固定连接器；限制钢筋笼打开的装置及释放装置最简单的可以是约束绳和与约束绳连接的保险销，约束绳1圈住竖筋，打开保险销后能使动力弹簧弹力推动了花键，使钢筋笼撑开释放。动力弹簧在保持在压缩时提供了弹性的动力。

本发明工作过程如下述，钢筋笼最好在链条或箍筋焊接完成膈再收缩；本发明保险销未释放时，约束套圈住连动杆或下连动杆，动力弹簧2保持在提供动力状态(典型的是压缩，也可以是伸展；动力弹簧在压缩后再用约束套圈住竖筋，保险销是一个受控杆(手动或包括电控等装置)，当保险销打开后约束套释放，约束套就不能圈住连动杆或下连动杆。在动力弹簧的弹性力作用下，花键往下运动，竖筋向外撑开，扩大的钢筋笼起着扩大头混凝土骨架的作用。杆体可以采用精轧钢筋，也可以采用抗拉纤维制备的杆体或复合材料杆体。精轧钢筋杆体可以是先加或后加预应力杆体，后加预应力杆体可以是精轧钢筋的外层依次包覆防腐涂层、防腐油脂、套管。进一步，所述伞形变径钢筋笼套有囊袋构成笼囊芯形成笼芯囊。笼囊芯可为变径笼芯或固定径笼芯。

所述伞形变径钢筋笼，打开方式包括但不限于：弹簧、弹簧片、弹力环、弹力球、弹力棒、压缩囊、配重、自重、振动、液压顶(杆)、气压顶(杆)、高压气体或液体冲击等外力或自然打开等各种打开方式。

所述伞形变径钢筋笼及锚杆，各部件材质包括但不限于：碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维玻、璃纤维增强树脂、树脂、土工布、帆布、超高分子量聚乙烯纤维、硼烯、聚四氟乙烯、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、钢质、其他金属、复合金属、金属材料和非金属材料等

所述伞形变径钢筋笼，形状包括/但不限于圆柱体、多边形(圆内切线)柱体、圆台体、锥体(含圆锥体和多边形锥体)、梯形柱体、球形、竹节形柱体；截面平面图形可以是圆(椭圆)、扇形、弓形、圆环等。多边形 (包括三角形、梯形、平行四边形、菱形、矩形、正方形、鹞形、五边形、六边形)等；立体形状也可加以变化：立方体、长方体、圆柱、圆台、棱柱、棱台、圆锥、棱锥、蜂窝状、瓜络状、晶格体结构等。

本发明构成的变径钢筋笼锚杆，包括伞形变径钢筋笼或笼芯囊，锚杆杆件和锚杆杆件上端的固定结构，钢筋连接器；锚杆杆件采用有粘结或无粘结精轧螺纹钢筋、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、锚杆杆件底部与链条或箍筋加栅网式变径钢筋笼或笼芯囊锁定锚固；链条或箍筋加栅网式变径钢筋笼或笼芯囊、锚杆杆件、锚固件与浇筑的凝固材料凝固；凝固材料包括纤维混凝土、超流态混凝土、混凝土等或水泥砂浆、纤维水泥砂浆、水泥浆、纤维水泥浆或其他能固化材料结晶体进行结合，从而形成伞形链条或箍筋加栅网式变径钢筋笼锚杆为骨架的扩大头锚杆系统。以底板作为施加预应力的支点或以锚杆桩顶作为施加预应力的支点，张拉并锁定，形成伞形链条或箍筋加栅网式变径钢筋笼预应力扩大头锚杆系统。

有益效果：本发明提供了一种伞形变径钢筋笼加上囊袋的伞形笼芯囊，采用固定花键作为承压板，连接竖筋的销轴处与轴向杆心的外周距离增大的方式，得到圆台形的钢筋笼能够大大增加锚杆的抗拉力，推杆式或动力弹簧式释放钢筋笼也是保证释放的简明结构和可靠，而且钢筋笼的经纬线均匀受力，再加上网格与囊袋，妥贴的锚杆另一端(底端或远端)深入地层中的锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大2-3倍，增加锚固体的抗拉作用。如果混凝土采用加纤维的混凝土效果更好，本发明的扩大头骨架的结构简单，又提供一种硬骨架(连动杆与下连动杆的材质以钢质为主，也可采用其它刚性材料)，成本低，使用效果好，施工方便易操作。多撑骨或再加复式撑骨的效果明显，可以增加钢筋笼内部刚性骨架的刚性均匀性，在强度上可靠，尤其是因为本发明撑开方式可靠，加上强度大大增强的笼芯囊，所以应用上极有前途。采用链条(纬线链条)时可以焊接固定在竖筋上(钢筋笼经线与纬线链条的接触头处基本上设有焊接点)，且并不影响钢筋笼的收缩，纬线链条在钢筋笼收缩时折叠，且可能有序折叠，可以在钢筋笼释放后形成一个整体性更好的钢筋笼，钢筋笼经线与纬线链条焊接固定点(电流瞬态焊接后)加工效率高，固定点在存在不影响钢筋笼的再收缩及再释放，本发明的钢筋笼的强度明显增大，生产加工的工作量减少，生产效率提高，用比较简易型的链条即可，而且不影响本发明钢筋笼的材料占用的生产成本。

附图说明

图1、图2分别为本发明伞形钢筋笼收缩与展开状态示意图；

图3、图4分别为无动力弹簧的多撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图5、图6分别为带有动力弹簧的多撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图7、图8分别为上部带有动力弹簧的复式撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图9、图10分别为无动力弹簧的复式撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图11、图12分别为中部带有动力弹簧的复式撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图13、图14分别为单撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图,可带有动力装置；

图15、图16分别为上部带有动力弹簧的双(多)复式撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图17、图18分别为多动力弹簧的双(多)复式撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图19、图20分别为无动力弹簧的双(多)复式撑骨伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图21、图22分别为带有网笼的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图23、图24分别为带有网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图25、图26分别为带有网片及网笼的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图27、图28分别为带有螺旋箍筋的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图29、图30分别为带有多层链环式箍筋的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图31、图32分别为带有链环式螺旋箍筋的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图33、图34分别为带有多层链条式箍筋的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图35、图36分别为带有链条式螺旋箍筋的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图37、图38分别为带有链片链条的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图39、图40分别为带有螺旋箍筋且加有网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图41、图42分别为带有多层链环式箍筋且加有网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图43、图44分别为带有链环式螺旋箍筋且加有网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图45、图46分别为带有多层链条式箍筋且加有网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图47、图48分别为带有链条式螺旋箍筋且加有网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图49、图50分别为带有螺旋箍筋且加有网笼的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图51、图52分别为带有多层链环式箍筋且加有网笼的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图53、图54分别为带有链环式螺旋箍筋且加有网笼的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图55、图56分别为带有多层链条式箍筋且加有网笼的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图57、图58分别为带有链条式螺旋箍筋且加有网笼的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图59、图60分别为带有螺旋箍筋且加有网笼与网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图61、图62分别为带有多层链环式箍筋且加有网笼与网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图63、图64分别为带有链环式螺旋箍筋且加有网笼与网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图65、图66分别为带有多层链条式箍筋且加有网笼与网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图67、图68分别为带有链条式螺旋箍筋且加有网笼与网片的伞形笼的展开与收缩状态下的示意图；

图69为本发明二种伞形钢筋笼带囊袋11(笼芯囊)的经凝固材料凝固后的截面示意图；囊袋的迭加可以增加强度，减低对笼芯囊的强度要求，但笼芯囊强度更高也可制备强度更高的锚杆。

图70是图69的结构再加上网格的结构示意图。

图71-图73均是三种网格示意图，样式不限以上几种；图73网格交叉处有焊接点或锁扣；

图74为板式链条的链板结构示意图，均匀分布的链板均绕轴转动，可为如图中的交叉嵌入式合页结构，可以覆盖相当部分的面积，甚至全平面覆盖。链板与链板间通过销轴连接，但不限于图中的结构；

图75-图83均为固定花键即承压板的结构示意图；其中图75-图80为六种固定花键均是带肋螺母式且为法兰式，中央有孔且可为螺母孔；图81-图83为平盘式，中央有孔且可为螺母孔。

图84为伞形扩大头钢筋笼锚杆大样图，注浆材料中可参入纤维材料；

图85-图89均为带有箍筋的伞形扩大头钢筋笼锚杆大样图，注浆材料中可参入纤维材料；

图90为带有网笼的伞形扩大头钢筋笼锚杆大样图，注浆材料中可参入纤维材料；

图91-图95均为带有箍筋的且加有网笼(网片)的伞形扩大头钢筋笼锚杆大样图，注浆材料中可参入纤维材料；

图96为带有链板链条的伞形扩大头钢筋笼锚杆大样图，注浆材料中可参入纤维材料；

图97为带有网笼及网片的伞形扩大头钢筋笼锚杆大样图，注浆材料中可参入纤维材料；

图98、图99为囊式伞形扩大头钢筋笼锚杆大样图，伞形笼的组合不唯一。图1-图68的各种钢筋笼均可以加一囊袋成为笼芯囊，图1-图68的各种钢筋笼或形成的笼芯囊均可成为伞形扩大头钢筋笼锚杆的应用，而且注浆材料中可参入纤维材料；

图100为本发明的施工流程图。

具体实施方式

如图所示，轴向杆4、约束绳1、(若干)竖筋2、筋条即撑骨3、辅助撑骨3-2、花键(圈状固定连接器，一般两只即可保证钢筋笼的柱形)5、固定花键即承压板5-1、链条(或箍筋)6、链条或箍筋与竖筋2的连接(焊接)点7、释放机构(约束绳)1，栅格杆9、网格(指栅网或网笼)9-1、限位器10、筋条3可以是扁杆；销轴支架3-1及装在销轴支架上的销轴。限位器10为主钢筋上的限位装置。11为囊袋。 4-1为套在轴向杆的动力弹簧，12为约束销。

如推杆可以是类同11-1标志的配合囊袋的注浆器，此也可以表示从地面向下伸入的推杆，用于推开花键，从而释放伞式钢筋笼。图74的板式链有各种结构。

网格(网筒或网片、各种网式器件、水平网片等)9-1与花键、链条、箍筋、竖筋、撑骨或辅助撑骨固定或箍筋固定的钢筋笼结构示意图中，动力弹簧可为短弹簧或全长弹簧，链条起码采用二道链条，多道链条的实施例在附图中可见；箍筋须为可弯曲的柔软钢丝绳(链条符合此)，网筒或网片(多片水平网片均匀布局)等以绑扎或铆接、粘接、压边缝合、嵌缝等方式固定于花键或链条或箍筋固定，尽可能均匀的固定在钢筋笼，使网筒或网片能起均匀骨架受力的作用。网筒视为竖直包裹网片与花键、链条、箍筋、竖筋、撑骨或辅助撑骨固定；多道链条或箍筋亦可。

栅格杆(指刚性杆、平行于竖筋，也可以指编织的平行刚性杆均匀围裹竖筋)9一般在起码两根链条或箍筋的坚线上有固定焊接点，不会影响到网格的折叠，栅格与网格均可以是环绕在钢筋笼的外侧面，封闭或全封闭则构成笼状，较软质的网格或网片焊接在花键与筋条的撑开平面，网格(竖直的网筒多见)与网片(独立的圆片)可以同时采用；更多层(根)链条或箍筋也可以在坚直线上每根链条或箍筋焊接网格一个固定点，便于网格的折叠收拢收缩钢筋笼，连续的螺旋链条或箍筋与多层分布的闭环链均可以固定网格，参见附图。

栅格的杆可以与竖筋平行的方式起码与两层(根)链条或箍筋有两个嵌入点或固定点(焊接点，更多层(根)链条或箍筋也可以在每根栅杆上只保留与链条或箍筋和两个焊接固定点，或栅杆与嵌入或连接的全部或部分链条或箍筋焊接固定点，栅杆与链条或箍筋固定编成席后再焊接固-定在竖筋上，栅杆是环围于钢筋笼并成为钢筋笼的一部分，也能够增强钢筋笼的强度，而且能够更少的使用竖筋，三四根(多几根当然更好)竖筋即可(竖筋多环绕会增加成本)。栅杆及附在栅杆的网格与链条或箍筋固定编成席后再焊接成笼时可以在扩大后状态，而后钢筋笼内收时折叠链条或箍筋后栅杆亦折叠内收，并用约束绳固定并压缩动力弹簧。以上钢筋笼在扩大孔位置时约束绳释放时在动力弹簧的作用下钢筋笼释放，钢筋笼呈扩张后的状态，从而与凝固材料凝固，构成一个坚实的钢筋骨架与凝固材料的凝固体。

为了便于嵌入与固定栅格杆9与网格9-1，链条或箍筋是与栅格杆9-1与网格9垂直的，栅格杆9与竖筋平行，有一定道数的链条或箍筋及花键可以使本发明的变径扩大头的钢筋笼坚固而且制备方便，从而使得本发明在应用上更有意义。

花键5为圈状且活络固定连接筋条3，花键5外圈上均匀设有销轴支架3-1及装在销轴支架上的销轴活络连接筋条3的一端，筋条3的一端通过销轴支架(孔)3-1及装在销轴支架上的销轴活络连接竖筋；活络花键固定一组环绕轴向杆的筋条即撑骨的第一端，一组筋条的第二端活络固定竖筋上，活动花键在滑动前与滑动后分别对应变径钢筋笼单元的原始状态和释放后呈扩大直径的第二直径状态；竖筋作为伞骨，筋条作为撑住伞骨的撑骨。

如图2等所示：可以设有二个以上滑动花键和对应的二组以上的撑骨；设有一组以上辅助撑骨，每组辅助撑骨均配有一滑动花键，而且辅助撑骨的一端活络接配有一滑动花键，另一端通过一销轴活络接一组撑骨上位置。甚至可以每根撑骨均附一辅助撑骨。使用多组平行的花键5和筋条3，使得钢筋笼的钢筋分布更均匀。构成更结实的混凝土骨架。

本发明所述的链条或箍筋并不限于行业内所指的链条或箍筋，行业内链条或箍筋分为短节距滚子链，重载传动用弯板滚子链，机械输送用链，板式链；高强度链条，链条按用途和功能分为传动链、输送链、曳引链和专用特种链等，这些均可以应用于本发明。链条啮合与输送的应用最多，链条的种类很多，但它们的基本结构只有以下几种，其它都是这几种的变形。大部分链条都是由链板、链销、轴套等部件组成。其它类型的链条只是将链板根据不同的需求做了不同的改动，有的在链板上装上刮板，有的在链板上装上导向轴承，还有的在链板上装了滚轮等等，这些都是为了应用在不同的应用场合进行的改装。同一系列的链条产品中，按链条元件所用材质、链条附件形式和铰链结构划分品种。根据节距分类:市场上常见叫法有:4分(P＝12.7)，5分(P＝15.875)，1寸(P＝25.4)，1寸半等等均能之于本发明的应用。同一品种的链条按节距、排数、链条或箍筋宽度以及极限拉伸载荷的不同划分规格。现有的常用的链条尺寸基本为1/2" X3/32"和1/2"X 11/128"均可以使用。现有技术中还包括传动用短节距滚子链、套筒链、传动用齿形链等等均能使用。

本发明的链条可以简化成由链板、轴组成基本链条或箍筋单元，基本链条或箍筋单元连续化(闭环或不闭环均可)：链板与链板用轴连接构成连续的链条或箍筋，链板能绕轴转动，链板也可以是杆状(端部连接轴处可以成扁片型更好，便于钻有轴孔安装轴)，也不排除杆状链板(杆)，链板(杆)与链板(杆) 的交接由相互的闭环构成即可。采用(钢)铁质链条或箍筋最为常用，也不排除采用其它材质。铁质链条时的有益效果是，(钢筋笼在释放的位置，形成扩大头)能够用电阻焊的方式将若干圈链条与铁质竖筋一次性焊接在链条与铁质竖筋的接触处均具有焊接点，则接触电阻处因大电流致热达到焊点，杆状、片状链板均可以使用，尤其是需采用铁质材料电阻焊，在钢筋笼张开时将链条或箍筋与竖筋的外周形成焊点，则形成一固定张力好的钢筋笼，而焊接固定成型后再压缩动力弹簧收缩钢筋笼，因链条或箍筋能够无弹性的收缩(在小直径的前提下能够下放钻孔，扩大头到达扩孔处再释放，使动力弹簧推动花键释放扩大头)。

外围的链条或箍筋无弹性，收缩时能折叠链节，均采用设有套在轴向杆的动力弹簧，弹簧在有压缩或伸长应力的状态下圈状的活络固定器即花键被锁定或有止档(或竖筋被固定)，当锁定或止档(约束绳释放)打开后，弹簧应力驱动花键(圈状连接固定器)在轴向杆上滑动带动筋条与竖筋伸开，并使竖筋外展。位于锚杆底部的花键与轴向杆为一体化结构。

图中本发明收紧结构和释放结构示意图，斜筋(竖筋)为3根以上，实3、4、5、6根及以上均可以，则纬线为链条或箍筋无弹性，绕在竖筋外周；链条在两竖筋固定焊接点成直线时最短，所以多边形截面最常见。竖筋为平行轴向杆竖直分布的直杆状，竖筋也可以是均匀的斜线、弧线亦可。

每根竖筋的中部均连接一根筋条的一端，筋条的另一端接到花键，花键在轴向杆(桩基杆)上滑动。当若干竖筋的一端固定的圆环或环板的直径比较大，筋条的另一端接到花键撑开后，竖筋可以平行轴向杆竖直分布。

变径钢筋笼的竖筋外周设有链条或箍筋，链条或箍筋可以是螺旋(多边形)状。链条或箍筋收紧是未使用状态(用于放入钻孔)，箍筋的端部设有释放装置。收紧且弹性约束的未使用状态，链条或箍筋释放后变直径，直径扩大成链条或箍筋原先松弛状态，即直径较小链条或箍筋释放到锚杆或桩基的扩体端后，链条或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或更大，多层钢筋笼的结构也是容易设计的，则竖筋需要围成两个圆周，每个圆周设有二层或多道链条或箍筋在竖筋的外周)。

撑开筋条的竖筋的释放装置有多种，主要螺旋弹簧弹性锁定：柔性链条或箍筋本身无弹性，在主钢筋 (轴向杆)上套有的动力弹簧撑开花键、撑开筋条和竖筋的释放装置。撑开筋条竖筋的释放装置为撑开伞骨的套杆的弹簧(类似)装置将起码一只滑动的花键撑开。动力弹簧的长度可以是钢筋笼长度的5-100％。

花键释放后筋条撑开到大直径时，竖筋也可以平行于轴向杆，构成一个柱形钢筋笼；圆环或环板的直径与花键释放后筋条撑开后直径不相同时，则构成一个圆台状钢筋笼。

4-1为套在轴向杆的动力弹簧，可以有多种结构，第二组筋条连接于第二花键与竖筋之间，第二花键与花键均在轴向杆上滑动，第二花键与花键之间也可以设有动力弹簧，收缩竖筋时，第二花键与花键之间设有弹簧被压缩，轴向杆内部设有止档止住第二花键或花键，止档松开时则第二花键与花键在弹簧力作用下自动向左运动，伸开周围的竖筋。

使用套在轴向杆的动力弹簧包括拉簧或压缩簧对一只滑动花键驱动(另一花键固定)，驱动同时释放两对(或更多对的筋条，附图中地此实施例)筋条(再带动竖筋)；拉簧或压缩簧对两只滑动花键动作同时释放两对筋条。拉簧或压缩簧均可对一只滑动花键动作同时释放两对筋条。也可以用一对拉簧或压缩簧对两只滑动花键同时驱动，驱动同时释放两对筋条；拉簧或压缩簧的尺寸可以被限位卡固定或花键在拉簧或压缩簧的弹性应力位置被(自身或外周施加的阻碍)止档或限位卡限制，当限位卡或止档脱开则变径钢筋笼的释放。套在轴向杆的弹簧可以有多只同时使用。

外周施加的阻碍即限制钢筋笼打开的装置释放装置最简单的可以是约束绳和与约束绳连接的保险销，约束绳圈住竖筋，打开保险销后能使动力弹簧弹力推动了花键，使钢筋笼撑开释放。动力弹簧在保持在压缩时提供了弹性的动力。约束绳两连接端部设有钢套环套着的保险销，是链条或箍筋钢筋笼的释放机构的部件，用于钢筋笼在收紧状态的约束释放——拉开插销刚释放钢筋笼，动力弹簧就能够驱动花键；典型的应用参数是，收紧结构状态时直径为200mm,释放结构状态时直径为400mm或更大，笼中笼会在500毫米以上。其它规格的变直径钢筋笼与各种钻孔孔径和应用要求匹配即可。

杆体采用精轧钢筋，锚杆杆体预应力杆体是精轧钢筋的外层依次包覆防腐涂层、防腐油脂、套管；或采用抗拉纤维制备的杆体或复合材料杆体。本发明制成的锚杆可以是现有技术的应用。

锚杆底端部锚固固定结构中；混凝土扩大头的拓展式扩大头承压板的骨架套在囊袋内。

本发明的应用中，粉质粘土～淤泥质粉质黏土、强风化泥质粉砂岩～砂质泥岩、粉砂岩、中等风化泥质粉砂岩～砂质泥岩、中等风化粉砂岩单根扩大头锚杆抗拔承载力计算，根据本工程地质勘查报告和设计的锚杆类型，及《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T282—2012)，计算出本工程扩大头锚杆的极限承载力与设计承载力如下:

扩大头锚杆截面尺寸：250/750(圆形截面)，单根锚杆长为15m，普通锚固段长度为12.5m，扩大锚固段长均为2.5m，强风化泥质粉砂岩～砂质泥岩、粉砂岩层作为扩大锚固段，且进入该层不少于2.5m。

根据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010中6.5受冲切承载力计算，6.5.3在局部荷载或集中反力作用下，配置箍筋或弯起钢筋的板的受冲切承载力应符合下列规定。

不配置箍筋、弯起钢筋时的受冲切承载力

F_l≤(0.7β_hf_t+0.25σ_pc,m)ημ_mh₀ (6.5.1-1)

公式(6.5.1-1)中的系数η，应按下列两个公式计算，并取其中较小值：

防腐_连动杆—局部荷载设计值或集中反力设计值；

β_h—截面高度影响系数：当h不大于800mm时，取值为1；当h不小于2000mm时，取值为0.9，其间按线性内插法取用；

σ_pc，锚杆—计算截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在 1.0N/mm²～3.5N/mm²范围内；

u_锚杆—计算截面的周长，取距离局部荷载或集中反力作用面积周边h0/2处板垂直截面的最不利周长计算截面的周长；

h₀—截面有效高度，取两个方向配筋的有效高度平均值；

η₁—局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数；

η₂—计算截面周长与板截面有效高度之比的影响系数；

β_s—局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，其值不宜大于4；当小于2时取2；对圆形冲切面取2；

α_s—柱位置影响系数：中柱取40；边柱取30；脚柱取20。

锚杆底板锚固端抗冲切验算如下：

底板厚度：1000mm(筏板室内底层钢筋保护层50mm，顶层钢筋保护层50mm)；

底板混凝土标号：C35，f_t＝1.57MPa；

锚杆杆体材料：直径40mm的PSB1080级精轧螺纹钢筋；

采用高强螺母(高100mm)结合钢垫板的形式将锚杆锚固到底板上，锚固方案见下图：

h₀＝750mm h＝1000mm>800mm，则β_h＝1-0.1/1200；

u_锚杆＝3.14×(750/2+200+750/2)＝2983mm；

β_s＝250/250＝1≤2.0，则β_s＝2.0；

冲切效果与中柱相似，则α_s＝40

则η＝1.0；

f≤0.7×1×1.57×1×2983×750＝2332kN；

因为扩大头锚杆的抗拔力特征值f＝500kN，

即锚杆对底板的冲切力为f＝1.35×500＝675kN≤2332kN，满足要求。

扩大头锚杆：单根锚杆长15m，扩大锚固段埋放于:强风化泥质粉砂岩～砂质泥岩、粉砂岩层，且进入该层不少于2.5m控制，扩大锚固段直径为750mm，扩大锚固段长度为2.5m；普通锚固段直径为250mm，普通锚固段长度为12.5mm。

完整的扩大头锚杆是在基础底板内形成锚孔孔径250mm，总长为15m的扩大头压力型，锚杆杆体采用1根直径为40mm的PSB1080级预应力混凝土用螺纹钢筋外套直径为48mm的塑料波纹管，套管内充满防腐油脂。单根扩大头锚杆抗拔承载力特征值取500kN.

施工方案：伞形扩大头锚杆施工工艺，施工参数根据设计要求调整；

1.1.1测量定位

按照现场已复核过的轴线，根据设计要求和地层条件，在基层上弹出孔位基准线。根据基准线确定出具体锚杆位置采用插筋法作好标记，并撒白灰标记，锚杆平面定位偏差不宜大于100mm。通知监理、业主现场人员进行复核验收。

1.1.2非扩大头段钻孔

锚杆钻机成孔：

(1)锚杆非扩大头段杆体直径250mm，孔位偏差≤100mm，孔斜率≤1.0％，孔径≥250mm。

(2)采用旋喷钻头进行低压喷射成孔或采用与设计孔径相匹配的钻头进行钻孔。

1.1.3高压旋喷扩孔，亦可机械扩孔。

高压喷射扩孔可采用水或水泥浆。采用水泥浆液扩孔工艺时，应至少上下往返扩孔两遍；采用扩孔工艺时，最后还应采用水泥浆液扩孔一遍。亦可直接机械扩孔。

(1)扩径段直径700mm,旋喷介质采用素水泥浆(或水)，水泥强度不低于42.5的普通硅酸盐水泥；水泥用量，按照设计图纸执行；水泥浆水灰比0.5，扩孔喷射压力25～30mPa，喷射时喷管匀速旋转，匀速扩孔2遍。

(2)扩孔时将喷射压力增大至25～30mPa，以旋喷提升速度10～25cm/min，旋转速度5～15转/min的转速进行高压喷射扩孔。

(3)采用测量孔外钻杆长度来推算扩孔长度，当扩孔长度达到设计要求后，为了确保扩体段直径满足设计要求，对扩孔段进行复喷，且喷射泥浆采用水泥浆。

1.1.4锚杆制作、运输与安装

(1)锚杆制作：锚杆制作、存储在现场钢筋加工棚内进行。典型的锚杆杆体采用直径36锚杆PSB1080级钢筋，制作前钢筋刷防腐，防腐采用Ⅱ级防腐，杆体刷环氧树脂防腐处理。锚杆按设计要求或根据入岩孔深要求的长度下料。锚杆杆体采用的高强钢筋的搭接采用高强连接器连接严禁焊接与弯折，严格按设计要求和规范制作。

若采用预应力无粘结筋，主筋钢筋表面设有防腐油脂层，防腐油脂层外设有塑料薄膜套；通过涂防腐油脂层装置涂防腐油脂层，涂防腐油脂层无粘结筋通过塑料挤压机涂刷聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜，再经冷却筒模成型塑料套管，套管可以是金属、PP、PE、PVC、塑料等各种材质的套管。杆体质量要求：a锚杆杆体采用外涂防腐涂层的高强钢筋制作，依据规范要求，涂层与钢筋基层的附着力不宜低于5锚杆Pa，涂层与水泥基层的附着力不宜低于1.5mPa，涂层厚度要求大于280μm。b钢筋和对中支架之间绑扎牢固。c严格按设计要求和规范制作。

1.1.5锚杆安装

杆体放入钻孔前，应检查杆体的质量，确保杆体组装满足设计要求。安装杆体时，应防止杆体扭压，弯曲。材料及制作工艺经检验合格后采用钻机吊运或人工抬送沿孔壁将杆体送入孔中进行下锚，注浆管与锚杆同时放入孔内，设计标高后打开约束装置，使伞形扩大头钢筋笼展开到设计直径；注浆管端头到孔底距离宜为200mm，锚杆插入孔内长度不应小于设计规定的95％，锚杆安装后，不得随意敲击锚杆，不得随意提拔，控制好垂直度 (孔斜率≤1.0％)，然后准备灌注水泥浆(压力灌浆)。

1.1.6注浆

(1)注浆材料可为掺有纤维的c30细石混凝土或同等强度的水泥浆、水泥砂浆或其他胶凝材料。注浆浆体强度的检验用试块的数量按每50根锚杆不应少于一组确定。每组试块不少于6个。水泥浆体强度检测参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》(JGJ/T 70-2009)。

(2)采用水泥浆为注浆材料时，其抗压强度≥30MPa，水灰比0.5。水泥宜为42.5级普通硅酸盐水泥。外加剂的品种和掺量应由试验确定。

(3)注浆导管与锚杆杆体一起放入，注浆管应能承受5.0mPa的压力，能使浆液顺利注入孔底并充盈整个扩大头锚固段。注浆材料为水泥(砂)浆时采用高压注浆工艺，浆液应搅拌均匀，并过筛，随拌随用,浆液应在初凝前用完。根据现场试验情况确定灌浆压力，应确保浆体灌注密度。注浆后待孔口溢出浆液或排气管排出的浆液与注入浆液颜色和浓度一致时方可停止注浆。浆液应搅拌均匀，随拌随用，浆液应在初凝前用完。做好注浆记录工作。由于浆体的收缩，在锚杆浆体收缩后，将对孔中顶部补充同标号的水泥浆。

1.1.7锚杆杆体后置法流程

(1)施工工艺流程

施工准备→测量放线→桩机就位→制作锚杆杆件总成→下钻→提钻及灌浆→振动沉入锚杆杆件总成→移机至下一个桩位→施工监测。

(2)振动沉入锚杆杆件总成

混凝土、水泥浆、水泥砂浆或其他胶凝材料灌注结束后，应立即用振动器将锚杆杆件总成插入浆体中，将锚杆杆件总成竖直吊起，垂直于孔口上方，然后校正定位，压入孔内浆体中，锚杆顶标高固定在设计高度。

当灌浆材料为细石混凝土时：

1)水下灌注的混凝土应符合下列规定:

①水下灌注混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定；坍落度宜为180～220mm；和易性良好。无泌水、无离析现象，易泵送，易施工；28天抗压强度符合强度评定标准(GB/T50107-2010)；

②水下灌注混凝土的砂宜选用混合中砂(特细沙与人工砂各3:7)；粗骨料的粒径宜为5～10锚杆(根据所选用灌注设备来定)；

③水下灌注混凝土宜掺外加剂。

④采用的c30细石混凝土配合比；

2)导管的构造和使用应符合下列规定:

①导管壁厚宜为3-5mm,外径径宜为68～70mm；直径制作偏差不应超过2mm,导管的分节长度可视工艺要求确定,底管长度不宜小于4m,接头宜采用双螺纹方扣快速接头；

②导管使用前应试拼装、试压,试水压力可取为0.6×1.0mPa；

③每次灌注后应对导管内外进行清洗。

3)隔水栓

使用的隔水栓应有良好的隔水性能,并应保证顺利排出；隔水栓宜采用球胆或与桩身混凝土强度等级相同的细石混凝土制作。

4)灌注水下混凝土的质量控制应满足下列要求:

①开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300～500mm；

②应有足够的混凝土储备量,导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m；

③导管埋入混凝土深度宜为2～6m。严禁将导管提出混凝土灌注面,并应控制提拔导管速度,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差,填写水下混凝土灌注记录；

④灌注水下混凝土必须连续施工,每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制,对灌注过程中的故障应记录备案；

⑤应控制最后一次灌注量,超灌高度宜为0.8～1.0m,凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

(5)每点注完浆后，必须先关球阀，后卸注浆管，待管内压力消失后才提管。

(6)注浆工程系隐蔽工程，需如实、认真地作好原始记录。

1.1.8预应力张拉

(一)以底板作为施加预应力的支点

①基坑开挖至基底并清理浮浆且找平(亦可在垫层施工完成后操作此步骤)，在找平后的锚杆顶部放置遇水膨胀止水胶条；

②浇筑底板混凝土，在底板开槽或预留孔道端埋入锚垫板(施加预应力用)，埋入锚垫板前再放置一道遇水膨胀止水胶条；

③锚垫板上方螺纹钢筋上设置预应力螺母，与垫板、预应力钢筋机械连接，并及时旋紧预应力螺母，并用配套扭力扳手施加预应力至设计要求的变形位置。或用千斤顶施加预应力至设计要求的荷载，用锚具锁定。

(二)以锚杆桩顶作为施加预应力的支点

①在锚杆的混凝土或注浆体强度达到90％以后，清理锚杆桩顶设计标高以上的浮浆，并用水泥砂浆找平，在锚杆顶部埋入锚垫板；

②在锚垫板上方螺纹钢筋上设置预应力螺母，与垫板、预应力钢筋机械连接，并及时旋紧预应力螺母，并用配套扭力扳手施加预应力至设计要求的变形位置。或用千斤顶等或其他种设备，施加预应力至设计要求的荷载，用锚具锁定。

③锚垫板及锁定预应力用的螺母均刷防腐漆；

④浇筑垫层，再在垫层上端底板下端放置遇水膨胀止水胶条；

⑤预应力螺母上施加保护装置指螺旋箍筋套在预应力螺母上，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预应力钢筋；

⑥安装锚固配件；根据工程设计和规范的要求，在锚杆主筋的顶部所设置锚固结构

⑦最后支模浇筑基础混凝土基础底板，与建筑物底板一并浇筑，形成抗浮抗拉或抗压体系。

锚杆的后张预应力施加装置，施力机械有两种结构，一是使在钢筋夹持器下端向上加力的设备，包括千斤顶；另一种是在钢筋夹持器上端向上加力的设备，包括但不限于千斤顶、手动扳手、吊车、胡芦、龙门吊、轮旋盘等，电动、液压、气压机械和手动设备。

钢筋(主筋)采用有粘结或无粘结的精轧螺纹钢。锚杆钢筋底端具有带有承压件的扩大头锚杆施加应力更好，可对桩头周围土体进行改良加固，增加其承载强度。

1.1.9质检

(1)试验锚杆达到28d龄期或浆体材料强度达到设计强度的80％后，应进行基本试验以检测抗拔力。扩大头直径的检测结果具体检测依据按照《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012中相关条文规定执行。

(3)浆体强度检验用的试块数量，不应少于1组；水泥浆体强度检测参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》(JGJ/T 70-2009)。

树根形地锚带肋螺母或带肋法兰扩大头锚杆设计说明1

1.1《岩土工程勘察报告》。

1.2《岩土工程勘察规范(2009年版)》(GB 50021-2001)

1.3《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ 476-2019)

1.4《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282—2012)

1.5《混凝土结构设计规范(2015年版)》(GB 50010-2010)

1.6《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)

1.7《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)

1.8《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS 22：2005)

1.9《建筑地基基础工程施工质量验收标准》(GB 50202-2018)

1.10《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)

1.11《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB 50046-2008)

1.12《预应力混凝土用螺纹钢筋》(GB/T 20065-2016)

1.13《钢筋锚固板应用技术规程》(JGJ 256-2011)

(GB/T14370-2015)(GBJ 50300-2011)

2工程概况：

2.1项目名称；

2.2本工程采用伞形扩大头钢筋笼锚杆体总成体系作为永久抗浮构件。

2.3扩大头锚杆设计参数。

2.4计量单位(除注明外)：1)长度：mm；2)角度：度；3)标高：m；4)强度：N/mm²。

3材料及要求：

3.1本工程所用杆体钢筋为PSB1080级预应力混凝土用螺纹钢筋,屈服强度fy＝1080MPa,fyk＝1230MPa,预应力混凝土用螺纹钢筋的最大力下总伸长率不小于3.5％,断后伸长率不小于6％。详见2.2条。杆体钢筋严禁弯折、严禁采用焊接接长，其杆件定位器严禁采用焊接安装。

3.2注浆材料采用的水泥均为P.O.42.5,其质量应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175 的规定。

3.3注浆材料采用的水为饮用水，拌合用的水质应符合现行行业标准《混凝土用水标准》JGJ 63，拌合水中酸、有机物和盐类等对水泥浆体和杆体有害的物质含量不得超标，不得影响水泥正常凝结和硬化。

3.4扩大头锚杆锚固浆体为C30同等强度水泥砂浆、水泥浆、砼或纤维混凝土。

3.5锚具、夹具和连接器的基本性能和使用要求应符合现行国家标准《钢筋锚固板应用技术规程》(JGJ 256-2011)及《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2015的规定。

3.6锚固在梁板混凝土内的锚板采用Q235级钢板或40CR法兰螺母；钢筋笼底部带肋螺母或带肋法兰为Q460 级的碳素结构钢。

3.7杆体钢筋做一级防腐，杆体钢筋外设置杆体隔离套管，套管内充填防腐润滑油脂；套管在加工和安装过程中不得损坏，对杆体钢筋无不良影响，与锚固浆体和防腐润滑油脂接触无不良反应，不影响杆体的弹性变形。

3.8防腐润滑油脂应符合现行行业标准《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》JG/T3007的规定。防腐材料在设计使用期限内应保持防腐性能和物理稳定性，不与周围介质和相邻材料发生不良反应，不对锚杆自由段的变形产生限制和不良影响，在张拉过程中不得开裂、变脆或成为流体。

3.9锚杆杆体定位器或对中支架采用对杆体无害的钢、塑料材料制成，不影响锚固浆液的自由流动。

3.10在锚杆与垫层、锚杆与底板交接处应采用聚合物水泥砂浆封闭,封闭厚度不小于5mm,材料的选择均应符合相关材料规定。

3.11施工中任何钢筋的替换,均应经设计单位同意后,方可替换。

4施工要求及检测:

4.1施工前准备：4.1.1施工工艺参数应根据土质条件和扩大直径通过试验或工程经验确定，正式施工前应进行试验性施工验证，并应在施工中严格控制。

4.1.2施工前应做好场地平整,对不利于施工机械运行的松散软土应进行适当处理,雨季施工必须采取有效排水措施。

4.1.3施工前应选定机械设备,明确施工工艺及技术要求,拟定锚杆失效补救措施。

4.2施工：4.2.1施工流程：定位→水泥砂浆、水泥浆、砼或纤维混凝土制备→旋喷桩机或钻机钻进至设计深度→高压旋喷或机械扩孔施工→成孔→清孔→成孔质量检测→下放伞形扩大头钢筋笼锚杆杆体总成→高压灌注水泥砂浆、水泥浆、砼或纤维混凝土→成桩→结石体强度达到设计强度的90％实施预应力张拉并锁定→垫层完成后安装锚固配件。

4.2.2扩大头锚杆杆体总成安装

1、所有材料及其配件的存储、堆放应整洁、防潮、防锈、防火；加工完成的锚杆杆体总成在存储、搬运、安放时不得受到机械损伤、介质侵蚀和污染，受有害物质污染的原材料不得使用。

2、杆体钢筋外根据设计要求如需设置杆体隔离套管时，套管内需充满防腐油脂，两端并密封；套管在加工和安装过程中不得损坏。依据规范要求,套管与杆体的间隙应填充防腐油脂，必要时可采用双重套管密封保护，详见大样图。沿杆体轴线方向每间隔2m设置一个杆体定位器，注浆管/导管与杆体绑扎牢固。

3、扩大头锚杆杆体总成在安装、搬运、下放时应轻拿轻放，避免杆体钢筋、套管等的损伤、损坏。

4.2.3工艺参数：

1、孔位偏差≤100mm,孔斜率≤1.0％,孔径≥250mm。

2、超打深度为500mm。

3、高压喷射扩孔的喷射压力不应小于20MPa，喷嘴给进或提升速度10～25cm/min,喷嘴旋转速5～15r/min。

4、锚杆锚固浆体为C30同等强度水泥砂浆、水泥浆、砼或纤维混凝土。

4.3锚杆施工：

4.3.1成孔直径250mm,孔位偏差不大于100mm,长度允许误差+100/-30mm。

4.3.2扩孔后应立即下放组装完成的扩大头锚杆体总成并及时注浆且在1小时内完成单根锚杆的连续注浆。

4.3.3安放锚杆杆体总成时，不得损坏锚杆杆体总成任一组件，保证正常的注浆作业，不得随意敲击，不得悬挂重物。

4.3.4灌注导管与螺纹钢筋固定一起放入锚孔,注浆管到孔底的距离≤300mm，导管应能承受压力不小于 9.0MPa,能使灌注材料顺利压灌至钻孔底部扩大头锚固段。浆液应自下而上连续灌注，且孔内应顺利排水、排气。

4.3.5注浆完成后不得随意敲击杆体，不得悬挂重物。

4.3.6注浆浆液应搅拌均匀，随办随用，在初凝前用完，未使用前防止石块、杂物混入浆液。也可采用商品砼或砂浆，锚固浆体强度不低于30MPa。

4.3.7当孔口溢出浆液与注入浆液颜色和浓度一致时浆液灌注高度达到锚杆施工面标高上方0.8-1.0m后方可停止注浆。

4.3.8锚固浆体度达到不低于设计要求的强度90％后凿除泛浆找平至锚杆施工面标高(进入结构底板不低于 50mm)，实施预应力张拉锁定。

4.3.9本工程应在锚固浆体强度达到设计强度的90％后施加预应力并锁定。在施加预应力前将锁定预应力用的钢垫板及高强螺母刷环氧树脂防腐漆不小于280μm厚。

4.3.10垫层完成后安装锚固配件与结构底板整体浇筑。

4.4.1本工程锚杆施工完成后，应在注浆体强度达到设计强度的80％后进行验收试验，验收试验的数量为总根数的5％，且不少于5根，验收试验的最大荷载为抗拔力设计值的1.5倍，具体检测依据按照相关规范规定执行。

4.4.2浆体强度检验用试块数量，每天不少于一组，每组试块的数量不少于6个。

4.4.3本工程锚杆施工完成后,应结石体强度达到设计强度的90％后进行抗拔试验,试验的数量3根,试验的最大荷载详见变直径钢筋笼扩大头锚杆设计参数表。

4.4.4锚杆正式施工之前应进行蠕变试验，试验根据《建筑工程抗浮设计标准》(JGJ 476-2019)附录E第Ⅳ项蠕变试验进行，试验数量不少于3根。试验应加载至破坏。

5.1本工程其他说明未涉及之处,应按照《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ 476-2019)、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282-2012)、《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS 22：2005)、和等相关规范规定要求取值。

本发明适用范围包括但不限于抗浮、抗拔、抗拉、抗压等各类桩型；应用领域包括但不限于各类建筑工程、护坡及地质灾害等范畴。以上所述仅为本发明的实施案例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则和原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均已经包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种伞形变径钢筋笼，其特征是，包括一组竖筋、轴向杆、起码两组相同根数的若干筋条和起码一个滑动花键，一个固定花键位于轴向杆底端，一组竖筋与每组若干筋条数相同并环绕轴向杆，竖筋一端开放，另一端活络固定在固定花键的销轴，活动与固定花键均套在轴向杆或桩基杆上，活络花键固定一组环绕轴向杆的筋条即撑骨的第一端，一组筋条的第二端活络固定竖筋或斜筋上，活动花键在滑动前与滑动后分别对应变径钢筋笼单元的原始状态和释放后呈扩大直径的第二直径状态；竖筋作为伞骨，筋条作为撑住伞骨的撑骨。

2.根据权利要求1所述的伞形变径钢筋笼，其特征是，设有一组以上辅助撑骨，每组辅助撑骨均配有一滑动花键，而且辅助撑骨的一端活络接配有一滑动花键，另一端通过一销轴活络接一组撑骨上。

3.根据权利要求1所述的伞形变径钢筋笼，其特征是，采用固定花键作为承压板，连接竖筋的销轴处与轴向杆心的外周距离为1厘米以上。

4.根据权利要求1所述的伞形变径钢筋笼，其特征是，链条或箍筋折叠收紧竖筋或斜筋是未使用收缩状态，链条或箍筋全部放开则是钢筋笼打开时应用状态，使花键滑动的弹性装置为套在轴向杆上的动力弹簧，限制钢筋笼打开的装置释放装置是约束绳、约束套、约束环、约束止销，能约束住竖筋张开；活动花键由推杆式推动或动力弹簧推动，成为两种释放钢筋笼的结构；动力弹簧是套在轴向杆上的螺旋弹簧，螺旋弹簧是一只或二只位于滑动花键的一侧或两侧，螺旋弹簧在长度上为钢筋笼长度的5-100％。

5.根据权利要求1所述的伞形变径钢筋笼，其特征是，一组竖筋的外周可以采用链条或箍筋，或链条或箍筋再加栅格杆或网格、包括网片与网筒，链条采用杆式链节或板式链节；栅杆及附在栅杆的网格与链条或箍筋固定编成席后再焊接，成笼时为扩大后状态，钢筋笼内收时链条折叠或箍筋及栅杆亦折叠内收，并用约束绳固定并压缩动力弹簧；

能折叠的网格以网片平面以水平面、垂直面或斜面的形态同的状态被链条或箍筋固定；且水平面或斜面栅格网均匀分布在钢筋笼内；斜面网格或垂直面栅格网平行于竖筋的栅杆包裹在钢筋笼外周；栅格杆的结构是链条或箍筋上嵌有栅格杆、栅格杆带网或再网格或网片均匀包围在竖筋的外圈或分布在竖筋内；链条或箍筋是连续的螺旋状绕制在钢筋笼的竖筋外周、多个闭合或非闭合的环链均匀分布在钢筋笼的竖筋的长度方向；多个闭合或非闭合的环链起码有两层，均匀分布在钢筋笼的竖筋的长度方向。

6.根据权利要求4所述的伞形变径钢筋笼，其特征是，链条或箍筋与竖筋设有固定点为焊接点，亦可绑扎或竖筋穿入链孔固定，链条可以为各种形式，链条或箍筋折叠收紧是未使用收缩状态，链条或箍筋全部放开则是钢筋笼打开时应用状态，使花键滑动的弹性装置为套在轴向杆上的动力弹簧，限制钢筋笼打开的装置释放装置是约束绳、约束套、约束环、约束止销，能约束住竖筋张开。

7.根据权利要求1-6之一所述的伞形变径钢筋笼，其特征是，设有二个以上滑动花键和对应的二组以上的撑骨。

8.根据权利要求1-6之一所述的伞形变径钢筋笼，其特征是，链条或箍筋是连续的螺旋状绕制在钢筋笼的竖筋外周，或多个闭合或非闭合的环链均匀分布在钢筋笼的竖筋的长度方向；笼中笼结构则有两层或以上时竖筋；

撑骨或辅助撑骨与竖筋活络连接的方式：花键分别通过销轴、销轴支架将撑骨筋条或辅助撑骨连接到竖筋、辅助撑骨销轴连接到撑骨筋条；竖筋筋条的根数大于3根；竖筋或斜筋是直线的或是弯曲的。

9.根据权利要求1-6之一所述的伞形变径钢筋笼构成的笼囊芯，其特征是，所述伞形变径钢筋笼套有囊袋构成笼囊芯形成笼芯囊；笼囊芯为变径笼芯或固定径笼芯。

10.根据权利要求1-6之一所述伞形变径钢筋笼，其特征是，打开方式包括但不限于：弹簧、弹簧片、弹力环、弹力球、弹力棒、压缩囊、配重、自重、振动、液压顶(杆)、气压顶(杆)、高压气体或液体冲击等外力或自然打开等各种打开方式。

11.根据权利要求1-10之一所述伞形变径钢筋笼，其特征是，各部件材质包括但不限于：碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维玻、璃纤维增强树脂、树脂、土工布、帆布、超高分子量聚乙烯纤维、硼烯、聚四氟乙烯、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、钢质、其他金属、复合金属、金属材料和非金属材料；形状包括/但不限于圆柱体、多边形(圆内切线)柱体、圆台体、锥体(含圆锥体和多边形锥体)、梯形柱体、球形、竹节形柱体；截面平面图形可以是圆(椭圆)、扇形、弓形、圆环等。多边形(包括三角形、梯形、平行四边形、菱形、矩形、正方形、鹞形、五边形、六边形)等；立体形状也可加以变化：立方体、长方体、圆柱、圆台、棱柱、棱台、圆锥、棱锥、蜂窝状、瓜络状、晶格体结构。

12.根据权利要求1-11之一所述的锚杆，其特征是，包括伞形变径钢筋笼或笼芯囊，锚杆杆件和锚杆杆件上端的固定结构，钢筋连接器；锚杆杆件采用有粘结或无粘结精轧螺纹钢筋、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、锚杆杆件底部与链条或箍筋加栅网式变径钢筋笼或笼芯囊锁定锚固；链条或箍筋加栅网式变径钢筋笼或笼芯囊、锚杆杆件、锚固件与浇筑的凝固材料凝固；凝固材料包括纤维混凝土、超流态混凝土、混凝土等或水泥砂浆、纤维水泥砂浆、水泥浆、纤维水泥浆或其他能固化材料结晶体进行结合，从而形成伞形链条或箍筋加栅网式变径钢筋笼锚杆为骨架的扩大头锚杆系统。以底板作为施加预应力的支点或以锚杆桩顶作为施加预应力的支点，张拉并锁定，形成伞形链条或箍筋加栅网式变径钢筋笼预应力扩大头锚杆系统。

Images