一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆及其施工方法与流程

1.本发明涉及锚杆施工领域，具体为一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆及其施工方法。


背景技术：

2.蒙城县境位于华北平原南缘，地势由西北向东南缓缓倾斜，地面高程由29.5米降至21米，端差8.5米，坡降1/8500，沿涡河区域为黄泛冲积平原，北淝河、芡河流域属河间侵蚀平原。有万亩以上碟状封闭型湖洼地42处，岛状山丘12座，庄户高地（古村、镇遗址）1000余处，涡淝与涡芡之间两条分水带。
3.蒙城县第一人民医院应急救治能力提升项目，地下水类型为上层滞水及承压水，上层滞水主要为
①
层填土中，主要由附近河流、大气降水、地表水渗入及地下径流渗透补给；承压水主要赋存于
③
层粉砂、
⑤
层粉砂夹粉质黏土及
⑦
层细砂中，受气候影响小，水位变化不大、不容易受污染，勘探期间测得混合稳定水位埋深2.10~2.40m，相应的地下水位（静止）标高为23.02~23.99m。
4.本发明根据设计要求，提供了一种为了防止地下水回升对建筑物上浮而产生破坏力，以达到永久抗浮的目的，地下车库以及1#门诊医技综合楼局部采用变直径钢筋笼扩大头预应力混凝土锚杆作为永久抗浮构件。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提出了一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆及其施工方法，解决了实际施工过程中，容易造成弹簧张拉不足或者过量而形成的“v”型或者倒“v”型的技术难题。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆，包括锚杆和变直径钢筋笼，所述锚杆连接变直径钢筋笼，其特征在于：所述变直径钢筋笼包括动力弹簧、轴向杆以及活络机构，所述动力弹簧包括第一动力弹簧和第二动力弹簧，所述第一动力弹簧和第二动力弹簧的一端分别连接在活络机构上，另一端分别固定在轴向杆上，还包括竖筋、螺旋箍筋和约束绳，所述活络机构上设置有安装座，所述竖筋通过铰接机构连接在安装座上，所述螺旋箍筋套设在竖筋的外表面上，所述约束绳连接在活络机构上，当拉动约束绳时，所述活络机构在轴向杆上移动，并分别带动第一动力弹簧和第二动力弹簧压缩，所述螺旋箍筋随之收紧。
7.上述结构中：普通的扩大头预应力锚杆为单弹簧，在现场实际施工过程中，容易造成弹簧张拉不足或者过量而形成的“v”型或者倒“v”型扩大头锚杆，从而达不到预期的效果，而本次发明采用第一动力双弹簧和第二动力弹簧双弹簧的设计形式，使弹力充分发挥，从而完美形成“h”型效果。
8.作为本发明的优选技术方案：还包括承压板，所述承压板设置有两块分别为第一承压板和第二承压板，所述第一承压板和第二承压板分别固定套设在轴向杆上，所述第一
动力弹簧、第二动力弹簧以及活络机构安装在第一承压板和第二承压板之间，所述第一动力弹簧和第二动力弹簧的另一端分别固定连接在第一承压板和第二承压板上。
9.上述结构中：通过设置第一承压板和第二承压板，用于承受第一动力弹簧和第二动力弹簧压缩时的弹力。
10.作为本发明的优选技术方案：还包括圈装固定器，所述螺旋箍筋通过圈装固定器安装在竖筋的外表面上。
11.上述结构中：圈装固定器用于实现螺旋箍筋通过圈装固定器安装在竖筋的外表面上，实现螺旋箍筋的安装。
12.作为本发明的优选技术方案：还包括限位销，所述限位销分别固定在竖筋的端部。
13.上述结构中：限位销分别固定在竖筋的端部，用于防止螺旋箍筋脱离竖筋。
14.作为本发明的优选技术方案：所述轴向杆的一端连接锚杆，另一端安装有导向帽。
15.上述结构中：轴向杆的一端连接锚杆，实现与锚杆的连接固定，另一端安装有导向帽，方便变直径钢筋笼下探。
16.一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、材料准备：s11、水泥选用p.o42.5，变直径钢筋笼扩大头锚杆的锚固浆体为c30细石混凝土，细石混凝土骨料粒径控制在5-10mm；s12、变直径钢筋笼的钢材选用直径32mm的psb1080级预应力混凝土用螺纹钢筋，fy=1080mpa，fyk=1230mpa，预应力混凝土选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%；s13、结构底板选用法兰螺母材质为40cr；s14、杆体钢筋上的43mm塑料波纹管至变直径钢筋笼上端填充防腐油脂并密封，外灌注c30细石混凝土或符合条件的水泥砂浆，形成保护层，保护层不小于50mm；s15、选用符合现行国家使用标准和性能标准的锚具、夹具和连接器；s16、在锚杆与垫层、锚杆与结构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；s17、拌合水选用饮用水，水质符合现行行业标准；s2、施工准备：s21、现场临水临电布置完成，满足施工要求；s22、原有场地堆放的材料、设备清理完成，具备施工条件；s23、进场原材料均按照相关规范、标准要求复试完成，满足规范、设计要求；s24、对需要进行旋喷钻进的施工区域内的地面及地面以下预设旋钻深度范围内，影响旋喷钻机钻进的建构筑物，建筑垃圾进行探查与挖除，不便挖除的原地进行破碎处理；s25、设备组装调试完成后，对旋喷钻机进行高压试喷，在旋喷钻机进行高压试喷时，必须对水泥浆进行高压喷射，且保持高压喷射状态大于10分钟，喷射压力超过施工要求最大压力5-10mpa；s26、在正式开工前，对施工人员进行施工技术交底和安全教育；s3、现场施工：
s31、在施工区域进行试桩，获取参数；s32、方案交底；s33、定位放样；s34、桩基就位；s35、钻孔；s36、桩位验收；s37、扩大头成桩；s38、锚杆安装；s39、一次注浆；s40、二次注浆；s41、养护；s42、拉拔试验；s43、预应力张拉；s44、锚杆分项验收；s45、结构底板施工。
17.作为本发明的优选技术方案：所述杆体钢筋外部套设有塑料波纹管，所述轴向杆上端部安装有限位卡扣和密封套，所述密封套安装在限位卡扣中，所述塑料波纹管伸入至限位卡扣中固定并与密封套配合实现密封。
18.作为本发明的优选技术方案：所述杆体钢筋上安装有用于稳定杆体钢筋的对中支架。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、该施工方法解决了实际施工过程中，容易造成弹簧张拉不足或者过量而形成的“v”型或者倒“v”型的难题；2、与使用传统的锚杆相比，极大地提高了扩大头锚杆的抗浮能力。较传统锚杆，外观也更整洁美观。
附图说明
20.图1是本发明中锚杆安装截面图；图2是图1中a-a截面示意图；图3是图1中a-a截面示意图；图4是图1中b-b截面示意图；图5是本发明中变直径钢筋笼大样图；图6是本发明中变直径钢筋笼收缩状态图。
21.附图标记列表：1、结构底板；2、垫层；3、锚杆； 4、对中支架；5、杆体钢筋；6、塑料波纹管；7、密封条；8、限位卡扣；9、锚固浆体；10、变直径钢筋笼；101、竖筋；102、圈装固定器；103、第一动力弹簧；104、活络机构；105、螺旋箍筋；106、轴向杆；107、第一承压板；108、第二承压板；109、第二动力弹簧；1010、限位销；1011、约束绳；11、导向帽；12、砼体。
实施方式
22.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：如图5-6所示：一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆，包括锚杆3和变直径钢筋笼10，所述锚杆3连接变直径钢筋笼10，所述变直径钢筋笼10包括动力弹簧、轴向杆106以及活络机构104，所述动力弹簧包括第一动力弹簧103和第二动力弹簧109，所述第一动力弹簧103和第二动力弹簧109的一端分别连接在活络机构104上，另一端分别固定在轴向杆106上，还包括竖筋101、螺旋箍筋105和约束绳1011，所述活络机构104上设置有安装座，所述竖筋101通过铰接机构连接在安装座上，所述螺旋箍筋105套设在竖筋101的外表面上，所述约束绳1011连接在活络机构104上，当拉动约束绳1011时，所述活络机构104在轴向杆106上移动，并分别带动第一动力弹簧103和第二动力弹簧109压缩，所述螺旋箍筋105随之收紧。
23.普通的扩大头预应力锚杆3为单弹簧，在现场实际施工过程中，容易造成弹簧张拉不足或者过量而形成的“v”型或者倒“v”型扩大头锚杆3，从而达不到预期的效果，而本次发明采用第一动力双弹簧和第二动力弹簧109双弹簧的设计形式，使弹力充分发挥，从而完美形成“h”型效果。
24.本技术通过设置有动力弹簧、轴向杆106以及活络机构104，动力弹簧包括第一动力弹簧103和第二动力弹簧109，第一动力弹簧103和第二动力弹簧109的一端分别连接在活络机构104上，另一端分别固定在轴向杆106上，活络机构104通过一约束绳1011进行拉动，实现上下移动，当活络机构104向上移动时，分别带动第一动力弹簧103和第二动力弹簧109压缩，螺旋箍筋105随之收紧，使弹力充分发挥，从而完美形成“h”型效果，当活络机构104向下移动时，第一动力弹簧103和第二动力弹簧109伸展开，回到初始状态，螺旋箍筋105随之外扩。
25.在本实施例中：还包括承压板，所述承压板设置有两块分别为第一承压板107和第二承压板108，所述第一承压板107和第二承压板108分别固定套设在轴向杆106上，所述第一动力弹簧103、第二动力弹簧109以及活络机构104安装在第一承压板107和第二承压板108之间，所述第一动力弹簧103和第二动力弹簧109的另一端分别固定连接在第一承压板107和第二承压板108上。通过设置第一承压板107和第二承压板108，用于承受第一动力弹簧103和第二动力弹簧109压缩时的弹力。
26.在本实施例中：还包括圈装固定器102，所述螺旋箍筋105通过圈装固定器102安装在竖筋101的外表面上。圈装固定器102用于实现螺旋箍筋105通过圈装固定器102安装在竖筋101的外表面上，实现螺旋箍筋105的安装。
27.在本实施例中：还包括限位销1010，所述限位销1010分别固定在竖筋101的端部。限位销1010分别固定在竖筋101的端部，用于防止螺旋箍筋105脱离竖筋101。
28.在本实施例中：所述轴向杆106的一端连接锚杆3，另一端安装有导向帽11。轴向杆106的一端连接锚杆3，实现与锚杆3的连接固定，另一端安装有导向帽11，方便变直径钢筋笼10下探。
29.如图1-4所示：本发明提出了一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆的施工方法，包括如下步骤：s1、材料准备：
s11、水泥选用p.o42.5，变直径钢筋笼10扩大头锚杆3的锚固浆体9为c30细石混凝土，细石混凝土骨料粒径控制在5-10mm；s12、变直径钢筋笼10的钢材选用直径32mm的psb1080级预应力混凝土用螺纹钢筋，fy=1080mpa，fyk=1230mpa，预应力混凝土选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%；s13、结构底板1选用法兰螺母材质为40cr；s14、杆体钢筋5上的43mm塑料波纹管6至变直径钢筋笼10上端填充防腐油脂并密封，外灌注c30细石混凝土或符合条件的水泥砂浆，形成保护层，保护层不小于50mm；s15、选用符合现行国家使用标准和性能标准的锚具、夹具和连接器；s16、在锚杆3与垫层2、锚杆3与结构底板1交接处应采用聚合物水泥砂浆封闭，封闭厚度不小于5mm；s17、拌合水选用饮用水，水质符合现行行业标准；s2、施工准备：s21、现场临水临电布置完成，满足施工要求；s22、原有场地堆放的材料、设备清理完成，具备施工条件；s23、进场原材料均按照相关规范、标准要求复试完成，满足规范、设计要求；s24、对需要进行旋喷钻进的施工区域内的地面及地面以下预设旋钻深度范围内，影响旋喷钻机钻进的建构筑物，建筑垃圾进行探查与挖除，不便挖除的原地进行破碎处理；s25、设备组装调试完成后，对旋喷钻机进行高压试喷，在旋喷钻机进行高压试喷时，必须对水泥浆进行高压喷射，且保持高压喷射状态大于10分钟，喷射压力超过施工要求最大压力5-10mpa；s26、在正式开工前，对施工人员进行施工技术交底和安全教育；s3、现场施工：s31、在施工区域进行试桩，获取参数；s32、方案交底；s33、定位放样；s34、桩基就位；s35、钻孔；s36、桩位验收；s37、扩大头成桩；s38、锚杆3安装；s39、一次注浆；s40、二次注浆；s41、养护；s42、拉拔试验；s43、预应力张拉；s44、锚杆3分项验收；s45、结构底板1施工。
30.所述杆体钢筋5外部套设有塑料波纹管6，所述轴向杆106上端部安装有限位卡扣8
和密封套，所述密封套安装在限位卡扣8中，所述塑料波纹管6伸入至限位卡扣8中固定并与密封套配合实现密封。
31.所述杆体钢筋5上安装有用于稳定杆体钢筋5的对中支架4。
32.1、该施工方法解决了实际施工过程中，容易造成弹簧张拉不足或者过量而形成的“v”型或者倒“v”型的难题；2、与使用传统的锚杆3相比，极大地提高了扩大头锚杆3的抗浮能力。较传统锚杆3，外观也更整洁美观。
33.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：
1.一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆，包括锚杆(3)和变直径钢筋笼(10)，所述锚杆(3)连接变直径钢筋笼(10)，其特征在于：所述变直径钢筋笼(10)包括动力弹簧、轴向杆(106)以及活络机构(104)，所述动力弹簧包括第一动力弹簧(103)和第二动力弹簧(109)，所述第一动力弹簧(103)和第二动力弹簧(109)的一端分别连接在活络机构(104)上，另一端分别固定在轴向杆(106)上，还包括竖筋(101)、螺旋箍筋(105)和约束绳(1011)，所述活络机构(104)上设置有安装座，所述竖筋(101)通过铰接机构连接在安装座上，所述螺旋箍筋(105)套设在竖筋(101)的外表面上，所述约束绳(1011)连接在活络机构(104)上，当拉动约束绳(1011)时，所述活络机构(104)在轴向杆(106)上移动，并分别带动第一动力弹簧(103)和第二动力弹簧(109)压缩，所述螺旋箍筋(105)随之收紧。2.根据权利要求1所述的一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆，其特征在于：还包括承压板，所述承压板设置有两块分别为第一承压板(107)和第二承压板(108)，所述第一承压板(107)和第二承压板(108)分别固定套设在轴向杆(106)上，所述第一动力弹簧(103)、第二动力弹簧(109)以及活络机构(104)安装在第一承压板(107)和第二承压板(108)之间，所述第一动力弹簧(103)和第二动力弹簧(109)的另一端分别固定连接在第一承压板(107)和第二承压板(108)上。3.根据权利要求1所述的一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆，其特征在于：还包括圈装固定器(102)，所述螺旋箍筋(105)通过圈装固定器(102)安装在竖筋(101)的外表面上。4.根据权利要求1所述的一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆，其特征在于：还包括限位销(1010)，所述限位销(1010)分别固定在竖筋(101)的端部。5.根据权利要求1所述的一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆，其特征在于：所述轴向杆(106)的一端连接锚杆(3)，另一端安装有导向帽(11)。6.如权利要求1-5任一项所述的一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、材料准备：s11、水泥选用p.o42.5，变直径钢筋笼(10)扩大头锚杆(3)的锚固浆体(9)为c30细石混凝土，细石混凝土骨料粒径控制在5-10mm；s12、变直径钢筋笼(10)的钢材选用直径32mm的psb1080级预应力混凝土用螺纹钢筋，fy=1080mpa，fyk=1230mpa，预应力混凝土选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%；s13、结构底板(1)选用法兰螺母材质为40cr；s14、锚杆(3)上杆体钢筋(5)上安装的43mm塑料波纹管(6)至变直径钢筋笼(10)上端填充防腐油脂并密封，外灌注c30细石混凝土或符合条件的水泥砂浆，形成保护层，保护层不小于50mm；s15、选用符合现行国家使用标准和性能标准的锚具、夹具和连接器；s16、在锚杆(3)与垫层(2)、锚杆(3)与结构底板(1)交接处应采用聚合物水泥砂浆封闭，封闭厚度不小于5mm；s17、拌合水选用饮用水，水质符合现行行业标准；s2、施工准备：
s21、现场临水临电布置完成，满足施工要求；s22、原有场地堆放的材料、设备清理完成，具备施工条件；s23、进场原材料均按照相关规范、标准要求复试完成，满足规范、设计要求；s24、对需要进行旋喷钻进的施工区域内的地面及地面以下预设旋钻深度范围内，影响旋喷钻机钻进的建构筑物，建筑垃圾进行探查与挖除，不便挖除的原地进行破碎处理；s25、设备组装调试完成后，对旋喷钻机进行高压试喷，在旋喷钻机进行高压试喷时，必须对水泥浆进行高压喷射，且保持高压喷射状态大于10分钟，喷射压力超过施工要求最大压力5-10mpa；s26、在正式开工前，对施工人员进行施工技术交底和安全教育；s3、现场施工：s31、在施工区域进行试桩，获取参数；s32、方案交底；s33、定位放样；s34、桩基就位；s35、钻孔；s36、桩位验收；s37、扩大头成桩；s38、锚杆(3)安装；s39、一次注浆；s40、二次注浆；s41、养护；s42、拉拔试验；s43、预应力张拉；s44、锚杆(3)分项验收；s45、结构底板(1)施工。7.根据权利要求1所述的一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆施工方法，其特征在于：所述杆体钢筋(5)外部套设有塑料波纹管(6)，所述轴向杆(106)上端部安装有限位卡扣(8)和密封套，所述密封套安装在限位卡扣(8)中，所述塑料波纹管(6)伸入至限位卡扣(8)中固定并与密封套配合实现密封。8.根据权利要求1所述的一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆施工方法，其特征在于：所述杆体钢筋(5)上安装有用于稳定杆体钢筋(5)的对中支架(4)。

技术总结
本发明提出了一种厚砂层双弹簧变直径钢筋笼扩大头锚杆及其施工方法，包括锚杆和变直径钢筋笼，锚杆连接变直径钢筋笼，变直径钢筋笼包括动力弹簧、轴向杆以及活络机构，动力弹簧包括第一动力弹簧和第二动力弹簧，第一动力弹簧和第二动力弹簧的一端分别连接在活络机构上，另一端分别固定在轴向杆上，还包括竖筋、螺旋箍筋套和约束绳，活络机构上设置有安装座，竖筋通过铰接机构连接在安装座上，螺旋箍筋套设在竖筋的外表面上，约束绳连接在活络机构上，本发明采用双弹簧的形式，使弹力充分发挥，完美形成“H”型效果，有效防止弹簧张拉不足或者过量而形成的“V”型或者倒“V”型扩大头锚杆。杆。杆。


技术研发人员：栗涛 庞洪海 叶镇亮 庄道军 盛春 孙朋勃
受保护的技术使用者：上海宝冶集团有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/21