[发明专利]一种预制预应力锚杆杆件及施工工法

说明书

技术领域

本发明涉及新型的预应力锚杆，尤其是预制预应力钢筋混凝土等锚杆，即先张法预制预应力锚杆杆件，也涉及用于直通或扩大头预应力锚杆及施工工法应用，尤其是涉及一种地下工程应用技术；涉及一种克服抗浮直通或扩大头带施加预应力的锚杆体系乃至抗压桩体系。

背景技术

直通或扩大头预应力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。随着扩体预应力锚杆技术的推广，越来越多的工程采用扩体预应力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，预应力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，预应力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预应力工法。

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预应力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，通过底板作为施加预应力的支点，然后施加预应力完成后，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预应力，这样会大大延误工期，同时施加预应力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。

CN201310321525.0给出一种预应力钻锚注锚索及支护方法，预应力钻锚注锚索包括装有套头的中空注浆锚索和套筒、锁具、垫圈、托盘；套筒前端设有钻头，套筒上设有锚固孔和螺纹。中空注浆锚索带动套筒钻孔，反转时中空注浆锚索通过螺纹向里推进，其套头前端的金属钉刺破套筒内部的锚固剂包装，将锚固剂混合后通过套筒上的锚固孔排出，充满套筒与钻孔壁间的空隙，起到锚固作用。实现对松散煤岩的一次性钻锚注支护，既解决了松散煤岩钻孔卡钻塌孔致使锚索不易进入的难题。

目前未见有用先张法预制预应力锚杆杆件技术。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，其变形位移的尺度大，因而在位移控制方面比传统的桩基础大，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。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，锚杆的弹性变形占锚杆最大变形量的50％以上。