一种抗浮锚杆结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及建筑工程抗浮技术领域，特别涉及一种抗浮锚杆结构及其施工方法。


背景技术：

2.抗浮锚杆是建筑工程地下结构抗浮措施的一种，指的是抵抗其上建筑物向上移位而设置的结构构件，与地下水位高低及变化情况有关，与抗压桩受力方向相反。
3.对于抗浮工程设计等级为甲级和乙级的抗浮工程，采用抗浮锚杆作为抗浮措施时，抗浮锚杆锚固体裂缝控制设计应符合：抗浮设计等级为甲级的工程，在荷载效应标准组合下锚固浆体中不应产生拉应力；抗浮设计等级为乙级的工程，在荷载效应标准组合下锚固浆体中拉应力不应大于锚固浆体轴心受拉强度。
4.现有拉力型抗浮锚杆无法满足上述甲级与乙级抗浮工程对抗浮锚杆的裂缝控制要求。
5.有鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种抗浮锚杆结构及其施工方法，以期解决现有技术存在的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种抗浮锚杆结构及其施工方法，以满足抗浮工程对抗浮锚杆的裂缝控制要求。
7.为达到上述目的，本发明提出一种抗浮锚杆结构，其中，所述抗浮锚杆结构包括注浆体和锚杆杆体，所述锚杆杆体埋设在所述注浆体内，所述锚杆杆体至少包括预应力螺纹钢筋、承压板和锚定部件，所述预应力螺纹钢筋与所述注浆体同轴设置，所述承压板固接于所述预应力螺纹钢筋的一端，所述锚定部件的一端固接在所述承压板上，所述锚定部件的另一端锚定于所述注浆体内。
8.如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述锚杆杆体还包括连接螺母，所述预应力螺纹钢筋的一端贯穿所述承压板和所述连接螺母并与所述连接螺母螺纹连接，所述连接螺母和所述承压板螺纹点焊连接。
9.如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述锚定部件设于所述承压板背向所述连接螺母的一面。
10.如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述锚定部件包括平行于所述预应力螺纹钢筋设置的多个锚筋，多个所述锚筋沿所述承压板的周向均布，各所述锚筋的一端焊接在所述承压板上。
11.如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述连接螺母外和所述承压板外分别涂布有防腐涂层。
12.如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述锚杆杆体还包括防护罩，所述防护罩罩设在所述连接螺母外并与所述承压板固定连接。
13.如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述锚杆杆体还包括保护套筒，所述保护套筒设
于所述承压板背向所述连接螺母的一侧并套设在所述预应力螺纹钢筋外，所述保护套筒的端部与所述承压板密封配合，所述保护套筒和所述预应力螺纹钢筋之间填充有防腐润滑脂。
14.如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述锚杆杆体还包括多个对中支架，多个所述对中支架沿所述预应力螺纹钢筋的长度方向顺序间隔设置，各所述对中支架套设在所述保护套筒外并与所述保护套筒固定连接，各所述对中支架上设有两个用于卡设注浆管的卡槽。
15.如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述预应力螺纹钢筋的另一端凸出于所述注浆体并通过锚固组件固定于建筑基础内。
16.本发明还提出一种抗浮锚杆结构的施工方法，用于安装如上所述的抗浮锚杆结构，其中，所述抗浮锚杆结构的施工方法包括：
17.步骤1，制作所述锚杆杆体并将所述锚杆杆体组装为一整体；
18.步骤2，将建筑基坑挖至设计要求的基础底标高，铺设基础垫层；
19.步骤3，根据设计要求在所述基础垫层上对钻孔位置进行定位并在定位处下钻形成钻孔；
20.步骤4，将所述锚杆杆体下入所述钻孔内并向所述钻孔内注浆形成所述注浆体，所述注浆体顶部形成有超注部分；
21.步骤5，对所述超注部分和所述基础垫层进行处理；
22.步骤6，对所述锚杆杆体施加预应力并将所述锚杆杆体的顶端固定在所述基础垫层中。
23.与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：
24.本发明提出的抗浮锚杆结构和施工方法，其承压板上设置锚定部件，锚定部件锚定在注浆体内并承受承压板和预应力螺纹钢筋的重量，以保证锚杆杆体不会因重量产生拉应力，满足对抗浮锚杆的裂缝控制要求。
附图说明
25.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
26.图1为本发明提出的抗浮锚杆的结构示意图；
27.图2为本发明中抗浮锚杆的注浆体顶部处理示意图；
28.图3为本发明中抗浮锚杆与基础接触处防水结构构造示意图；
29.图4为图1中a-a向剖面示意图；
30.图5为本发明中抗浮锚杆的承压板的构造立面示意图；
31.图6为本发明中抗浮锚杆的承压板的构造平面示意图。
32.附图标记说明：
33.100、抗浮锚杆；
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10、注浆体；
34.11、超注部分；
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20、锚杆杆体；
35.21、预应力螺纹钢筋；
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22、承压板；
36.23、锚定部件；
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231、锚筋；
37.232、锚筋对中架；
38.24、连接螺母；
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25、防护罩；
39.26、保护套筒；
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27、对中支架；
40.30、锚固组件；
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31、预应力锚具；
41.32、钢垫板；
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33、止水环；
42.34、锚固板；
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35、螺母锚具；
43.200、基础垫层；
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300、钻孔；
44.400、基础；
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500、找平层；
45.600、防水涂料。
具体实施方式
46.结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
47.如图1至图6所示，本发明提出了一种抗浮锚杆结构100，该抗浮锚杆结构100包括注浆体10和锚杆杆体20，锚杆杆体20埋设在注浆体10内，锚杆杆体20至少包括预应力螺纹钢筋21、承压板22和锚定部件23，预应力螺纹钢筋21与注浆体10同轴设置，承压板22固接于预应力螺纹钢筋21的一端，锚定部件23的一端固接在承压板22上，锚定部件23的另一端锚定于注浆体10内。
48.本发明还提出了一种抗浮锚杆结构的施工方法，用于安装如上所述的抗浮锚杆结构100，该施工方法包括：
49.步骤1，制作锚杆杆体20并将锚杆杆体20组装为一整体；
50.步骤2，将建筑基坑挖至设计要求的基础底标高，铺设基础垫层200；
51.步骤3，根据设计要求对钻孔位置进行定位并在定位处下钻形成钻孔300；
52.步骤4，将锚杆杆体20下入钻孔300内并向钻孔300内注浆形成注浆体10，注浆体10顶部形成有超注部分11；
53.步骤5，对超注部分11和基础垫层200进行处理；
54.步骤6，对锚杆杆体20施加预应力并将锚杆杆体20的顶端固定在基础垫层200中。
55.本发明提出的抗浮锚杆结构100和施工方法，其承压板22上设置锚定部件23，锚定部件23锚定在注浆体10内并承受承压板22和预应力螺纹钢筋21的重量，以保证锚杆杆体20不会因重量产生拉应力，满足对抗浮锚杆的裂缝控制要求。
56.在本发明中，预应力螺纹钢筋21应符合《预应力混凝土用螺纹钢筋》gb/t20065的有关规定，承压板22应符合《低合金高强度钢》gb/t1591的有关规定。
57.在本发明一个可选的实施方式中，预应力螺纹钢筋21的级别和直径应根据单根抗浮锚杆承载力验收试验或基本试验的最大加载值计算确定。
58.在本发明一个可选的实施方式中，注浆体10的直径和长度应根据单根锚杆抗拔承载力特征值、土层和岩层与注浆体的粘结强度标准值计算确定。
59.在本发明一个可选的实施方式中，承压板22直径由局部承压计算确定。
60.在本发明一个可选的实施方式中，承压板22厚度不小于预应力螺纹钢筋21直径。
61.在本发明一个可选的实施方式中，锚杆杆体20还包括连接螺母24，预应力螺纹钢筋21的一端贯穿承压板22和连接螺母24并与连接螺母24螺纹连接，连接螺母24与承压板22点焊连接。采用上述结构，连接螺母24拧入预应力螺纹钢筋21端部后与承压板22点焊连接，连接螺母24的重量通过承压板22传递给锚定部件23，避免了预应力螺纹钢筋21产生拉应力。
62.在本发明中，连接螺母24的性能应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》gb/t14370的有关规定，
63.在本发明一个可选的例子中，连接螺母24由所选的预应力螺纹钢筋21确定。
64.在本发明一个可选的实施方式中，锚定部件23设于承压板22背向连接螺母24的一面。
65.在本发明一个可选的例子中，锚定部件23包括平行于预应力螺纹钢筋21设置的多个锚筋231，多个锚筋231沿承压板22的周向均布，各锚筋231的一端焊接在承压板22上。采用上述结构，多个锚筋231锚定在注浆体10内以承受承压板22的重量。
66.在本发明一个可选的例子中，锚筋231的直径根据单根锚杆抗拔承载力设计值确定，锚筋231长度不小于15倍锚筋231直径。
67.在本发明一个可选的例子中，锚筋231采用压力埋弧焊与承压板22连接。
68.在一个可选的例子中，各锚筋231上还设有锚筋对中架232，以便于锚筋231能够在注浆体10的稳固的锚定。
69.在本发明一个可选的实施方式中，注浆体10为竖直设置的柱状体，承压板22水平设置并连接在预应力螺纹钢筋21的底端。
70.进一步的，锚筋231固设在承压板22的上表面，连接螺母24固设在承压板22的下表面。
71.在本发明一个可选的实施方式中，预应力螺纹钢筋21的端部、连接螺母24和承压板22均涂刷有防腐外涂层。
72.在本发明一个可选的实施方式中，锚杆杆体20还包括防护罩25，防护罩25罩设在连接螺母24外并与承压板22固定连接。采用上述结构，防护罩25通过承压板22将重量传递给锚定部件23，避免了预应力螺纹钢筋21产生拉应力。
73.在一个可选的的例子中，防护罩25围焊于承压板22的下表面。
74.在本发明一个可选的实施方式中，锚杆杆体20还包括保护套筒26，保护套筒26设于承压板22背向连接螺母24的一侧并套设在预应力螺纹钢筋21外，保护套筒26的端部与承压板22密封配合，保护套筒26和预应力螺纹钢筋21之间填充有防腐润滑脂。采用上述结构，保护套筒26和防腐润滑脂能够对预应力螺纹钢筋21起保护作用，延长锚杆杆体20的使用寿命；同时，保护套筒26和防腐润滑脂的重量通过承压板22传递给锚定部件23，同样避免了预应力螺纹钢筋21产生拉应力。
75.在本发明中，防腐润滑脂应符合《无粘结预应力筋用防腐润滑脂》jg/t430的有关规定，安装时，保护套筒26内涂抹防腐润滑脂，带有防腐润滑脂的保护套筒26由无防护罩25一端套入预应力螺纹钢筋21中至承压板22上方并做好密封。
76.在本发明一个可选的实施方式中，锚杆杆体20还包括多个对中支架27，多个对中支架27沿预应力螺纹钢筋21的长度方向顺序间隔设置，各对中支架27套设在保护套筒26外并与保护套筒26固定连接，各对中支架27上设有两个用于卡设注浆管的卡槽。在后续的施工过程中，会对钻孔300进行两个注浆，两个卡槽分别用于安装一次注浆管和二次注浆管，一次注浆管和二次注浆管分别卡入对中支架27的卡槽，并伸至承压板22上方一定距离。
77.优选的，一次注浆管和二次注浆管分别伸至承压板22上方50mm处。
78.在一个可选的例子中，多个对中支架27间隔1.5m均匀固定于保护套筒26外。
79.在本发明一个可选的实施方式中，预应力螺纹钢筋21的另一端凸出于注浆体10并通过锚固组件30固定于建筑基础内。
80.在本发明一个可选的例子中，锚固组件30包括预应力锚具31、钢垫板32、止水环33、锚固板34和螺母锚具35，预应力螺纹钢筋21的另一端依次贯穿预应力锚具31、钢垫板32、止水环33、锚固板34和螺母锚具35并与螺母锚具35螺纹连接。
81.在一个可选的例子中，预应力锚具31由施加的预应力数值确定，预应力施加数值不小于单根锚杆抗拔承载力特征值的1.5倍。
82.在一个可选的例子中，锚固板34直径由局部承压计算和冲切计算确定。
83.在本发明一个可选的实施方式中，在步骤1中，根据设计要求，确定锚杆杆体20各部件的尺寸，并对锚杆杆体20进行组装制作。
84.在本发明一个可选的实施方式中，在步骤2中，根据设计要求，将基坑挖至设计要求的基础400底标高，铺设基础垫层200。
85.在本发明一个可选的实施方式中，步骤3包括：
86.步骤31，钻孔300定位，具体的，根据工程锚杆平面布置图，对钻孔300进行定位；
87.步骤32，钻机就位、钻孔，具体的，待基础垫层200混凝土强度达到设计要求，根据岩层和土层的情况，选用合适的钻机，调直、调平并稳固钻机，根据设计要求选用合适直径的钻头，安装钻头，钻孔300成孔，钻孔300的孔深至设计孔深下200mm，孔位允许偏差为
±
50mm，钻孔300直径的允许偏差为( 10，0)mm，钻孔300垂直度允许偏差为1％。
88.在本发明一个可选的实施方式中，步骤4包括：
89.步骤41，下放锚杆杆体20，具体的，将组装制作完成的锚杆杆体下放至钻孔300内，承压板15下方至孔底200mm；
90.步骤42，一次注浆，具体的，水泥浆液的水灰比为0.5，进行水泥浆液的注浆，应适当延长底部注浆时间，保证承压板15下方注浆体充填密实，注浆体超注部分19高度不小于设计要求；
91.步骤43，二次注浆，具体的，在一次注浆4h至6h内进行二次高压劈裂注浆，且注浆压力达1.5mpa以上时应稳压5min。
92.在本发明一个可选的实施方式中，步骤5包括：
93.步骤51，注浆体10超注部分11处理，具体的，注浆体10的超注部分11需凿除至基础400底面标高以下不小于50mm，保证超注部分11凿除后的注浆体10顶部强度满足设计要求，注入灌浆材料，形成灌浆材料找平层500；
94.步骤52，基础垫层200与注浆体10交接处防水处理，具体的，基础垫层200与注浆体10交接处以预应力螺纹钢筋21的中心为圆心，半径600mm范围内涂刷水泥基渗透结晶型防
水涂料600；
95.在本发明一个可选的实施方式中，步骤6包括：
96.步骤61，施加预应力，待灌浆材料找平层500强度达到要求后，将钢垫板32穿过预应力螺纹钢筋21，置于灌浆材料找平层500上方，按设计要求的预应力数值对预应力锚具31施加预应力并锚固；
97.步骤62，加止水环33及锚固板34，在预应力螺纹钢筋21伸出预应力锚具31的部分安装两道止水环33，两止水环33间距200mm，下方止水环33距离基础400顶部60mm，并安装带螺旋箍筋的锚固板34和螺母锚具35，将螺母锚具35与锚固板34上方点焊。
98.本发明抗浮锚杆结构100和施工方法采用预应力螺纹钢筋21、保护套筒26、防腐润滑脂、承压板22、连接螺母24、注浆体10、预应力锚具31等组成的无粘结预应力结构，其锚固注浆体10的裂缝控制可满足规范要求，制作方便，是甲级与乙级抗浮工程将锚杆作为抗浮措施时的最好选择。
99.本发明提出的抗浮锚杆结构100和施工方法结构设计可靠、受力明确、施工简单、切实可行，有良好的社会效益和经济效益。
100.针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。