CN204959745U - 一种混凝土杆身复合锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混凝土杆身复合锚杆,包括混凝土杆身和设在杆身端部用于与基础连接的锚固装置，混凝土杆身中设有杆骨；杆骨包括中空的杆骨管和固定在杆骨管的外壁面上、沿延伸方向间隔布置的定位导向装置；杆骨管内填充注浆体；注浆体内置有杆筋；混凝土杆身、杆骨管和杆筋的中轴线均平行。采用长螺旋钻孔压灌混凝土工艺进行混凝土杆身施工，无泥浆污染，施工质量稳定、施工速度快、操作简便，抗拔承载力高，性价比好；杆骨管不仅是复合锚杆的骨架，而且是杆筋的防护层，可保护杆筋不被地基中的腐蚀介质腐蚀，耐久性强；可通过对复合锚杆后张拉施加预应力，调节基础的沉降，减小基础的差异变形。

Description

一种混凝土杆身复合锚杆

技术领域

本实用新型涉及一种建设工程中建（构）筑物、市政工程、地下工程以及高耸结构物的基础抗浮、抗拔构件，具体涉及一种混凝土杆身复合锚杆。

背景技术

中国工程院钱七虎院士对土木工程有一个精辟的描述：“十九世纪是大桥的世纪，二十世纪是大楼的世纪，二十一世纪是地下空间的世纪。”近年来，各种地下空间的开发建设如火如荼。当地下水位较高时，地下空间的开发建设不可避免的受到地下水的影响，其中地下结构如何抵抗地下水的浮力是比较常见的问题。目前解决地下结构抗浮问题的措施主要有释放水浮力法、增加配重法和设置抗拔桩或抗浮锚杆等抗拔构件。其中设置抗拔桩或抗浮锚杆等抗拔构件，是解决地下结构抗浮问题最常用的方法。另外，在一些高耸结构物受较大的水平荷载时，其基础也存在抗拔问题，也常常采用抗拔桩或锚杆等抗拔构件。设置抗拔桩或抗浮锚杆等抗拔构件，是解决基础抗浮及基础抗拔问题最常用的方法。但是，普通锚杆存在承载力低、成本高等缺陷。而且，普通抗拔桩和抗浮锚杆在工作状态下，桩身混凝土或注浆体呈拉伸状态，由于混凝土或注浆体抗拉强度低，受拉时桩身混凝土或锚杆注浆体容易出现裂缝，加之受力钢筋的保护层小，因此抗拔构件中的受力钢筋会受地下水的侵蚀，逐渐被腐蚀，受拉承载力降低，严重时可能导致受力钢筋被拉断而使抗浮构件失效。

目前，工程界解决这类问题一般从以下几方面入手：第一方面，可以改变抗拔桩和抗浮锚杆的受力状态，通过预应力技术使桩或锚杆的受力状态由受拉改变为受压，有效减少裂缝的出现，提高钢筋的使用寿命；第二方面，可以对钢筋进行防腐处理或者增加保护措施，这样也可以提高钢筋的使用寿命；第三方面，增加抗拔桩和锚杆的配筋量，控制裂缝宽度，但此法钢筋强度得不到充分发挥，造成钢材的极大浪费。

针对目前常规锚杆存在的问题和缺陷，目前亟需研发一种同时具备抗拔承载力高、钢筋强度发挥充分、耐久性好、施工速度快、施工操作简便、适合地层广、可施加预应力等优点的新型锚杆。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种混凝土杆身复合锚杆，克服现有普通锚杆抗拔承载力低、钢筋易受腐蚀、存在泥浆污染、整体性价比较低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种混凝土杆身复合锚杆，包括混凝土杆身和设在杆身端部用于与基础连接的锚固装置，其特征在于：所述混凝土杆身中设有中空的杆骨管；所述杆骨管的上端伸出混凝土杆身外；所述杆骨管内填充注浆体；所述注浆体内置有杆筋；所述杆筋的顶端伸出杆骨管并通过锚固装置与基础连接；所述混凝土杆身、杆骨管和杆筋的中轴线均平行。

作为优选的技术方案，所述杆骨管的外壁面上沿延伸方向间隔布置有定位导向装置。

进一步的，所述定位导向装置由四个形状完全相同并呈十字型排布的弯筋组成，所述弯筋由钢筋或钢带弯折制成，其上下两端为用来焊接在所述杆骨管的外壁面上的直线段，中间为外凸的圆弧形或折线形。

作为优选的技术方案，所述混凝土杆身内有一根或多根杆骨管。

作为优选的技术方案，所述杆骨管是普通钢管、镀锌钢管或硬质塑料管，其下端口收缩形成封闭的尖头，上端口开口，直径为DN15～DN150，管壁厚度不小于2.5mm。

作为优选的技术方案，所述杆筋是钢绞线、钢丝、普通钢筋或精轧螺纹钢筋。

作为优选的技术方案，所述杆筋是钢绞线且不需要施加预应力时，所述锚固装置采用钢绞线压花锚具；所述杆筋是钢绞线且需要施加预应力时，所述锚固装置采用钢绞线夹片锚具；所述杆筋为钢丝、普通钢筋或精轧螺纹钢筋且不施加预应力时，所述锚固装置采用杆筋端部向外弯折形成的粘结锚固段。

作为优选的技术方案，所述注浆体是水灰比为0.4～0.7的水泥浆。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和有益效果：

1、本实用新型复合锚杆的抗拔承载力大大高于等长的普通锚杆，性价比优于普通锚杆；

2、杆骨管不仅是复合锚杆的骨架，而且是杆筋的防护层，可保护杆筋不被地基中的腐蚀介质腐蚀，保证其使用寿命内的耐久性满足要求；

3、本实用新型复合锚杆采用长螺旋钻孔压灌混凝土施工工艺，无泥浆污染，施工质量稳定、施工速度快、操作简便；

4、本实用新型可通过对复合锚杆后张拉施加预应力，调节基础的沉降，减小基础的差异变形。

下面通过一个实验工程实施例说明本实用新型的效果。

某实验工程，原技术方案的抗拔构件为普通锚杆，锚杆参数、造价如下：

锚杆孔径200mm，长度8.2m，受力钢筋318（HRB400钢筋），钢筋的防护层为60mm的砂浆，单根锚杆抗拔承载力特征值110kN，工程造价94.6万元，抗拔承载力总和与工程造价的比值（性价比）为0.13kN/元。1台锚杆机施工预计40天完成。

本工程的技术方案后来修改为本实用新型的复合锚杆方案，复合锚杆参数、造价如下：

锚杆孔径400mm，长度11.7m，受力钢筋415.2（1860MPa级钢绞线），钢筋的防护层为壁厚3mm的钢管和厚度150mm以上的混凝土，单根复合锚杆抗拔承载力特征值440kN，工程造价59.04万元，抗拔承载力总和与工程造价的比值（性价比）为0.177kN/元。1台长螺旋钻机施工，实际用时15天。

从该实验工程实施例可看出，本实用新型的复合锚杆较诸普通锚杆，有益效果有三方面：

第一，节约抗拔构件工程造价37.6％，性价比提高36％；

第二，节省施工工期62.5％；

第三，受力钢筋的防腐性能，不仅钢筋的混凝土（或砂浆）防护层的厚度增加150％，更有效的是，防护层增加了一层钢管。

附图说明

图1是本实用新型涉及的实施例1锚固装置为钢绞线压花锚具7时的复合锚杆的结构示意图；

图2是本实用新型涉及的实施例2锚固装置为钢绞线夹片锚具8时的复合锚杆的结构示意图；

图3是本实用新型涉及的实施例3锚固装置为粘结锚固段9时的复合锚杆的结构示意图。

图4是本实用新型复合锚杆的横截面结构示意图。

附图标记：1-混凝土杆身、2-杆骨管、3-注浆体、4-杆筋、5-定位导向装置、6-基础、7-钢绞线压花锚具、8-钢绞线夹片锚具、9-粘结锚固段。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

一种混凝土杆身复合锚杆，复合锚杆的杆身位于地基内，复合锚杆上端部与建（构）筑物的基础6连接，从图中看出本实用新型复合锚杆包括以下几个部分：采用长螺旋钻孔压灌混凝土工艺施工的混凝土杆身1，处于杆身中部的杆骨，位于杆骨管2内的水泥浆固结体3和杆筋4，以及与基础6连接的锚固装置。杆骨管2的顶端伸出混凝土杆身外100～500mm，杆骨管2的长度比混凝土杆身1长度大100～500mm，杆筋4的顶端又从杆骨管2伸出至少500mm，杆筋4至少比杆骨管2长500mm。图4是本实用新型复合锚杆的横截面结构示意图。

其中，混凝土杆身1采用长螺旋钻孔压灌混凝土工艺施工形成，施工时边提拔钻杆边泵送混凝土，成孔灌注一气呵成，成孔直径为250mm～1000mm，杆身沿长度方向的直径是相同的；对于杆筋4全长有粘结的复合锚杆，杆身混凝土通体受拉；对于杆筋上部为无粘结段的复合锚杆，杆身混凝土以杆筋有无粘结为界，下部混凝土受拉，上部混凝土受压。

杆骨由中空的杆骨管2和定位导向装置5组成，定位导向装置5固定在杆骨管2的外壁面上沿长度方向间隔设置，所述定位导向装置5由四个形状完全相同并呈十字型排布的弯筋组成，所述弯筋由钢筋或钢带弯折制成，其上下两端为用来焊接在所述杆骨管2的外壁面上的直线段，中间为外凸的圆弧形或折线形，四个弯筋位于同一高度上；所述杆骨管2是普通钢管、镀锌钢管或硬质塑料管，其下端口收缩形成封闭的尖头，上端口开口，直径为DN15～DN150，管壁厚度不小于2.5mm。若采用钢管，钢管沿长度方向的直径、壁厚可以是相同的、也可以是变化的。杆骨在杆身混凝土1灌注完成后且在混凝土初凝前植入杆身。杆骨管2大致位于杆身中心位置，一个复合锚杆孔内可植入一根或多根杆骨管2。

位于杆骨管2内的水泥浆固结体3和杆筋4特征在于，其可以由钢绞线或钢丝或精轧钢筋或普通钢筋制作。杆筋4下部为有粘结段，上部为无粘结段，也可全长为有粘结段。当需施加预应力时，杆筋4必须设不少于5m的无粘结段；杆筋4的无粘结段采用在杆筋上涂抹黄油外套塑料管形成。水泥浆固结体3和杆筋4的施工顺序有两种。一种为：向杆骨管2内注浆→将杆筋4插入杆骨管2。另一种为：向杆骨管2内插入杆筋4及注浆管→注浆→拔出注浆管或不拔出。

与基础连接的锚固装置特征在于：当杆筋4为钢绞线时，杆筋4与建构筑物基础的连接采用钢绞线夹片锚具8或钢绞线压花锚具7；当需在建构筑物基础上施加预应力时，杆筋与基础连接采用钢绞线夹片锚具8；当不施加预应力时，杆筋与基础连接采用钢绞线压花锚具7；杆筋4为精轧钢筋、普通钢筋或钢丝且不施加预应力时，杆筋与基础连接采用粘结锚固段9锚固。图1是本实用新型涉及的实施例1锚固装置为钢绞线压花锚具7时的复合锚杆的结构示意图；图2是本实用新型涉及的实施例2锚固装置为钢绞线夹片锚具8时的复合锚杆的结构示意图；图3是本实用新型涉及的实施例3锚固装置为粘结锚固段9时的复合锚杆的结构示意图。

以上所述的混凝土杆身复合锚杆的施工方法包括如下步骤：

步骤1、加工制作复合锚杆杆骨管2、杆筋4。

步骤2、用长螺旋钻机钻孔；

步骤3、向孔内泵送素混凝土，混凝土坍落度180～220mm，强度等级C20～C50；

步骤4、在杆身混凝土浇筑完毕且混凝土初凝前，将上述杆骨管2吊起，并置于杆身之上；

步骤5、采用人工或振动器，将杆骨管2植入杆身混凝土1并到达预定位置。根据需要，一个复合锚杆孔内可植入一根或多根杆骨管。

步骤6、该步骤有二种方法：方法一，将注浆管插入杆骨管内，然后管内注满水泥浆，最后在管内水泥浆初凝前，将杆筋4插入杆骨管2；方法二，将杆筋4及注浆管插入杆骨管2内，然后注浆，最后拔出注浆管或不拔出。水泥浆的水灰比为0.4～0.7。

使用时，对于需要施加预应力的复合锚杆，建构筑物基础施工时，将杆筋4穿过基础6，在基础顶面或基础内部，张拉杆筋4，并采用夹片锚具8锚固，实现杆筋4与基础6的连接。对于不需要施加预应力的复合锚杆，将杆筋4的端部留出锚固长度9，对钢绞线杆筋，也可压制为压花锚具7，建构筑物基础施工时，杆筋4锚入建构筑物基础，实现复合锚杆与基础6的连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混凝土杆身复合锚杆，包括混凝土杆身（1）和设在杆身端部用于与基础（6）连接的锚固装置，其特征在于：所述混凝土杆身（1）中插有中空的杆骨管（2）；所述杆骨管（2）的上端伸出混凝土杆身（1）外；所述杆骨管（2）内填充注浆体（3）；所述注浆体（3）内置有杆筋（4）；所述杆筋（4）的顶端伸出杆骨管（2）并通过锚固装置与基础（6）连接；所述混凝土杆身（1）、杆骨管（2）和杆筋（4）的中轴线平行。

2.根据权利要求1所述的混凝土杆身复合锚杆，其特征是：所述杆骨管（2）的外壁面上、沿延伸方向间隔布置有定位导向装置（5）。

3.根据权利要求2所述的混凝土杆身复合锚杆，其特征是：所述定位导向装置（5）由四个形状完全相同并绕杆骨管（2）一圈呈十字型排布的弯筋组成，所述弯筋由钢筋或钢带弯折制成，其上下两端为用来焊接在杆骨管（2）的外壁面上的直线段，中间为外凸的圆弧形或折线形。

4.根据权利要求1所述的新混凝土杆身复合锚杆混凝土杆身复合锚杆，其特征是：所述混凝土杆身（1）内有一根或多根杆骨管（2）。

5.根据权利要求1所述的混凝土杆身复合锚杆，其特征是：所述杆骨管（2）是普通钢管、镀锌钢管或硬质塑料管，其下端口收缩形成封闭的尖头，上端口开口，直径为DN15～DN150，管壁厚度不小于2.5mm。

6.根据权利要求1所述的混凝土杆身复合锚杆，其特征在于：所述杆筋（4）是钢绞线、钢丝、普通钢筋或精轧螺纹钢筋。

7.根据权利要求6所述的混凝土杆身复合锚杆，其特征在于：当所述杆筋（4）是钢绞线且不需要施加预应力时，所述锚固装置采用钢绞线压花锚具（7）；所述杆筋（4）是钢绞线且需要施加预应力时，所述锚固装置采用钢绞线夹片锚具（8）；所述杆筋（4）为钢丝、普通钢筋或精轧螺纹钢筋且不施加预应力时，所述锚固装置采用杆筋（4）端部向外弯折形成的粘结锚固段（9）。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的混凝土杆身复合锚杆，其特征在于：所述注浆体（3）是水灰比为0.4～0.7的水泥浆。