CN104047287A - 预应力套管自锁头锚杆 - Google Patents
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Abstract
一种预应力套管自锁头锚杆，其特征是所述的固定钢套管和六瓣扩大自锁头焊接，螺纹连接环和固定钢套管焊接，工具式钢套管和螺纹连接环用螺纹连接，并穿入预应力拉杆，上端加厚垫板再拧上上螺母，下端加圆台形挤压头，形成整套锚件，热塑护套在锚杆之外，套在整个锚杆上，热塑护套保护预应力拉杆不锈蚀并使锚杆在砼中可以滑动，其抗拔性能稳定，锚杆在疲劳振动拉力作用下疲劳应力幅为普通锚杆的1/4左右，抗疲劳性能好。岩孔内灌浆充分可确保自锁头处岩石处于三向受压，提高强度，密封圈的设计，增强了灌浆料的渗透力且大幅节省了灌浆料，工具式钢套管的设置使得锚杆的适应范围扩大，对锚固深度较深的岩层也可以达到经济性的目的。
Description
技术领域
本发明属于已有混凝土基础加固的技术领域，涉及到一种用于基础工程带自锁头的预应力锚杆，具体涉及到一种预应力套管自锁头锚杆。
背景技术
锚杆是岩石地基上基础抗拔的高效率方法。锚杆插入岩石钻孔中，注入水泥砂浆后结硬，靠锚杆和水泥砂浆、水泥砂浆和岩石间的握裹力产生锚固力。由于岩石的不均匀性及岩石和砂浆的脆性，其抗剪承载力变异较大。特别是对风机基础等承受疲劳动力作用的锚杆，材料脆性的粘合可能会带来裂缝产生并扩展，从而导致疲劳破坏。因此，将这种脆性的不够稳定不够耐久的锚固作用，改为可扩大锚杆头受挤压后靠斜面原理压紧岩石。岩石受压相当稳定，用这种稳定的压力产生摩擦力，使锚杆自锁在岩石孔洞中。然后用水泥砂浆封闭保护锚头，以保护锚杆的抗疲劳动力性能。另外，锚杆施加预应力也可以减小锚杆在外界拉力作用下的内力变化，减少由此引起的疲劳应力幅，对抗疲劳也有利。
发明内容
针对现行技术中的不足，本发明的目的是提供一种能保护锚杆的抗疲劳动力性能，对锚杆施加预应力以减小锚杆在外界拉力作用下的内力变化的一种预应力套管自锁头锚杆。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种预应力套管自锁头锚杆，包括预应力拉杆、工具式钢套管、圆台形挤压头、六瓣扩大自锁头、热塑护套、上螺母、厚垫板、岩石地基、锚杆钻孔、钢砼承台、支架、灌浆料、箍筋、密封板、灌浆管、螺纹连接环、固定钢套管、液压张拉器，其特征是所述的固定钢套管和六瓣扩大自锁头焊接，螺纹连接环和固定钢套管焊接，工具式钢套管和螺纹连接环用螺纹连接，并穿入预应力拉杆，上端加厚垫板再拧上上螺母，下端加圆台形挤压头，形成整套锚件，热塑护套在预应力拉杆之外，套在整个预应力拉杆上，热塑护套保护预应力拉杆不锈蚀并使锚杆在砼中可以滑动。
进一步说明本发明，将上述整套锚件放入锚杆钻孔中，将液压张拉器的支腿压在厚垫板上，张拉预应力拉杆，则圆台形挤压头和六瓣扩大自锁头之间挤紧。迫使圆台形挤压头向外侧塑性变形扩展压紧锚杆钻孔，产生自锁作用，然后通过灌浆管向密封板以下注入灌浆料。待灌浆料强度到达之后放松上螺母，取下厚垫板，旋转工具式钢套管并取出工具式钢套管以及灌浆管，(取下的部件待后面锚杆重复使用)。施工基础承台的强度达到工艺要求后，其上端套上厚垫板和上螺母，按设计规定张拉，旋紧上螺母，放松张拉器。
进一步说明本发明，一种带扩大头的预应力锚杆，未加预应力状态下插入预钻的孔洞就位，然后施加预拉力产生自锁。再浇筑灌浆料辅助固定，最终达到底部锚固的效果。
本发明与现有技术中的扩大头锚杆相比，有益之处在于：
抗拔性能稳定，特别对抵抗疲劳振动拔力，明显优于锚杆和岩石间的砂浆握裹力。预应力锚杆在疲劳振动拉力作用下疲劳应力幅为普通锚杆的1/4左右，抗疲劳性能好。固定钢套管用灌浆料下部与岩石孔结合。上部与预制基础结合抗弯剪性能好，也不受预拉力松弛影响(规范允许预拉力可有10％左右的松弛)。岩孔内灌浆充分可确保自锁头处岩石处于三向受压，提高强度。施工设备简单，与一般锚杆无异。密封圈的设计，增强了灌浆料的渗透力且大幅节省了灌浆料。工具式钢套管的设置使得锚杆的适应范围扩大，对锚固深度较深的岩层也可以达到经济性的目的。
附图说明
图1为本发明的安装下放状态剖面图。
图2为本发明的就位灌浆状态剖面图。
图3为本发明的最终张拉状态剖面图。
图4为本发明的俯视图。
在图1、图2、图3、图4中：1-预应力拉杆、2-工具式钢套管、3-圆台形挤压头、4-六瓣扩大自锁头、5-热塑护套、6-上螺母、7-厚垫板、8-岩石地基、9-锚杆钻孔、10-钢砼承台、11-支架、12-灌浆料、13-箍筋、14-密封板、15-灌浆管、16-螺纹连接环、17-固定钢套管、18-液压张拉器。
具体实施方式
下面结合说明书附图进一步说明本发明。
一种预应力套管自锁头锚杆，包括预应力拉杆1、工具式钢套管2、圆台形挤压头3、六瓣扩大自锁头4、热塑护套5、上螺母6、厚垫板7、岩石地基8、锚杆钻孔9、钢砼承台10、支架11、灌浆料12、箍筋13、密封板14、灌浆管15、螺纹连接环16、固定钢套管17、液压张拉器18，其特征是所述的固定钢套管17和六瓣扩大自锁头4焊接；螺纹连接环16和固定钢套管17焊接；工具式钢套管2和螺纹连接环16用螺纹连接，并穿入预应力拉杆1，上端加厚垫板7再拧上上螺母6，下端加圆台形挤压头3，形成整套锚件；热塑护套5在预应力拉杆1之外，套在整个预应力拉杆1上。热塑护套5保护预应力拉杆1不锈蚀并使锚杆在砼中可以滑动。
进一步说明本发明，将上述整套锚件放入锚杆钻孔9中，将液压张拉器18的支腿压在厚垫板7上，张拉预应力拉杆1，则圆台形挤压头3和六瓣扩大自锁头4之间挤紧。迫使圆台形挤压头3向外侧塑性变形扩展压紧锚杆钻孔9，产生自锁作用，然后通过灌浆管15向密封板14以下注入灌浆料12。待灌浆料12强度到达之后放松上螺母6，取下厚垫板7，旋转工具式钢套管2并取出工具式钢套管2以及灌浆管15，(取下的部件待后面锚杆重复使用)。施工基础承台10的强度达到工艺要求后，其上端套上厚垫板7和上螺母6，按设计规定张拉，旋紧上螺母6，放松张拉器。
进一步说明本发明，一种带扩大头的预应力锚杆，未加预应力状态下插入预钻的孔洞就位，然后施加预拉力产生自锁。再浇筑灌浆料辅助固定，最终达到底部锚固的效果。
进一步说明本发明的施工步骤为：
1、冲击钻钻孔其孔径比六瓣扩大自锁头4的外径大10mm；为预应力拉杆1的直径3-3.5倍。
2、将预应力拉杆1、工具式钢套管2和灌浆管15一并放入孔中，支架11使预应力拉杆1的地面部分垂直。
3、在预应力拉杆1顶部张拉到设计预拉力后，拧紧上螺母6。
4、从灌浆管15中灌入灌浆料12，等待其凝固。
5、再次张拉预应力拉杆1，拧去上螺母6，再除去厚垫板7，移去辅助支架11，拧下工具式钢套管2。
6、在对应位置上施工基础(预制或现浇)，基础和螺栓之间有热塑套分开，养护基础砼。
7、张拉预应力拉杆1至规定预拉力。
Claims (8)
1.一种预应力套管自锁头锚杆，包括预应力拉杆、工具式钢套管、圆台形挤压头、六瓣扩大自锁头、热塑护套、上螺母、厚垫板、岩石地基、锚杆钻孔、钢砼承台、支架、灌浆料、箍筋、密封板、灌浆管、螺纹连接环、固定钢套管、液压张拉器，其特征是所述的固定钢套管和六瓣扩大自锁头焊接，螺纹连接环和固定钢套管焊接，工具式钢套管和螺纹连接环用螺纹连接，并穿入预应力拉杆，上端加厚垫板再拧上螺母，下端加圆台形挤压头，形成整套锚件，热塑护套在预应力拉杆之外，套在整个预应力拉杆上。
2.根据权利要求1所述的一种预应力套管自锁头锚杆，其特征是所述的热塑护套保护预应力拉杆不锈蚀，并使预应力拉杆在砼中可以滑动。
3.根据权利要求1所述的一种预应力套管自锁头锚杆，其特征是所述的将整套锚件放入锚杆钻孔中，将液压张拉器的支腿压在厚垫板上，张拉预应力拉杆，则圆台形挤压头和六瓣扩大自锁头之间挤紧，使圆台形挤压头向外侧塑性变形扩展压紧锚杆钻孔，产生自锁作用。
4.根据权利要求1所述的一种预应力套管自锁头锚杆，其特征是所述的通过灌浆管向密封板以下注入灌浆料，待灌浆料强度到达之后放松上螺母，取下厚垫板，旋转工具式钢套管并取出工具式钢套管以及灌浆管。
5.根据权利要求1所述的一种预应力套管自锁头锚杆，其特征是所述的取下的厚垫板、旋转工具式钢套管、工具式钢套管、灌浆管可重复使用。
6.根据权利要求1所述的一种预应力套管自锁头锚杆，其特征是所述的施工基础承台的强度达到工艺要求后，其上端套上厚垫板和上螺母，按设计规定张拉，旋紧上螺母，放松张拉器。
7.根据权利要求1所述的一种预应力套管自锁头锚杆，其特征是所述的预应力套管自锁头锚杆在未加预应力状态下插入预钻的孔洞就位，然后施加预拉力产生自锁，再浇筑灌浆料辅助固定，最终达到底部锚固的效果。
8.根据权利要求1所述的一种预应力套管自锁头锚杆，其特征是所述的实施步骤为：
(1)冲击钻钻孔其孔径比六瓣扩大自锁头的外径大10mm，为预应力拉杆的直径3-3.5倍，
(2)将预应力拉杆、工具式钢套管和灌浆管一并放入孔中，支架使预应力拉杆的地面部分垂直，
(3)在预应力拉杆顶部张拉到设计预拉力后，拧紧上螺母，
(4)从灌浆管中灌入灌浆料，等待其凝固，
(5)再次张拉预应力拉杆，拧去上螺母，再除去厚垫板，移去辅助支架，拧下工具式钢套管，
(6)在对应位置上施工基础和螺栓之间有热塑套分开，养护基础砼，
(7)张拉预应力拉杆至规定预拉力。
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