一种后张预应力用间接筋的制作方法

1.本实用新型涉及扩大头(或非扩大头)预应力锚杆施工过程中，用于增加锚杆桩上端强度和承载力的装置，尤其涉及变直径钢筋笼扩大头预应力混凝土锚杆桩及施工工法(后张法)用装置即后张预应力用间接筋(一种简易钢筋笼)。


背景技术：

2.本技术人的cn2020103929335一种锚杆的后张预应力施加装置，包括施力机械、支架或/与支架板、钢筋夹持器、支架或支架板中央设有能使锚杆的上端钢筋(主筋)穿过的孔洞；锚杆钢筋的下端固定在锚杆地层或岩层的钻孔内，穿过的孔洞后上端钢筋由钢筋夹持器夹持，并由施力机械施加应力，施加到额定应力时(也可以根据相对伸长进行估值或用应力计测量)，上端钢筋的通过锁定螺母或焊接等方式固定在支架板上，再在钻孔内此钢筋(主筋)的周围浇筑混凝土。钢筋(主筋)尤其是采用精轧螺纹钢。锚杆在地层或岩层钻孔的表面设有的支架 7为锚杆，孔洞后上端钢筋由钢筋夹持器。支架带有支撑脚，支架孔洞的下方为锁锚螺母螺接在精轧螺纹钢。带锚的锁定支架在地层或岩层钻孔的表面，锁定支架上方放置垫板和预应力锁定螺母；并和锚杆最上端的锚固结构一起与建筑物底板一并浇筑。众所周知，砂石水泥三合一混凝土比砂浆的强度高许多倍，如标号 c30混凝土强度达到30mpa以上；成本并不高，只要采用普通水泥。
3.cn 107044122是发明人提出的一种克服抗浮固定直径或扩大头锚杆体系变形(杆体自由段弹性变形和固定直径或扩大头锚固段的土体蠕变变形)的工法，通过新的后张法施加预应力，从而达到控制承压型固定直径或扩大头锚杆工程实践中变形量的目的。通过对这两部分变形的分析，提出一种新型的解决直通或扩大头锚杆变形的工法。承压型固定直径或扩大头锚杆预应力工法，钻孔钻进至设计深度，能够开展旋喷施工或机械扩孔施工，放下锚杆的拉杆与固定直径锚头或扩大头(变直径钢筋笼或各种囊式扩大头、以及各种扩大头等)，扩大头到位后扩大机构将扩大头扩大至设计尺寸。
4.本实用新型人先期提出的方法解决抗浮锚杆基本解决变形问题，工程实际表明：承压型固定直径或扩大头锚杆的位移由杆体的弹性变形和扩体段的滑移(塑性变形)两部分组成。
5.锚杆扩体段的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。
6.由锚杆骨架体系与预应力混凝土灌注凝固而成的锚杆(桩)，提出一种由锚杆骨架体系与预应力混凝土灌注凝固而成的锚杆(桩)，并用后张预应力施加装置，通过简明和有效的装置，在现场施工时能够施加预应力(与预制预应力锚杆相比较，本实用新型应用预应力混凝土灌注凝固锚杆骨架体系，并用后张预应力的施加，从而消除锚杆的变形量，可以很好的减少工程锚杆的位移，锚杆体拉裂，增加锚杆的安全和稳定性。
7.但后张预应力的施加时，对桩孔边缘即地面的压强较大，尤其是施加对锚杆较大
压力时；这时桩孔尤其是地表的桩孔易受损或塌陷，这会施工的影响极大。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是，提出一种后张预应力用间接筋(一种简易或专用的钢筋笼或钢筋骨架)，针对后张预应力的施加时，对桩孔边缘即地面的压强较大，尤其是施加对锚杆较大压力时；这时保护孔尤其是地表的桩孔易受损或塌陷，从而提高施工的质量和效率。
9.本实用新型的技术方案是，一种后张预应力用间接筋，间接筋为柱形，间接筋的柱轴中央为套孔，中央套孔由主钢筋插入，间接筋内设有供注浆管插入的孔，间接筋是由若干水平网片钢筋加上若干周围竖筋固定而成。间接筋为柱形，间接筋的柱轴中央为套孔，中央套孔由主钢筋插入，间接筋内设有供注浆管插入的孔。间接筋置于地层钻孔口下沿。
10.进一步，主钢筋和注浆管分别插入间接筋的中央与边缘；尤其是所有的水平网片钢筋的边缘的相同位置带有缺口，缺口的直径大于注浆管直径，亦可以根据设计要求不带有缺口。
11.其它结构的间接筋，间接筋横截面亦是中央套孔由主钢筋插入，间接筋间接筋内设有供注浆管插入的孔。
12.本实用新型应用：由锚杆骨架体系与预应力混凝土灌注凝固而成的锚杆 (桩)，并用施加装置用后张法(现场)施加预应力，其具体施工实施步骤是，钻孔定位；钻孔经常规钻孔钻进至设计深度，开展旋喷或机械扩孔施工并成孔，下放锚杆的拉杆即主筋与扩大头骨架或固定直径锚头骨架；锚杆的拉杆即主筋与扩大头(变直径钢筋笼或各种囊式扩大头、以及各种扩大头等)，扩大头到位后，扩大机构将扩大头扩大至设计尺寸，然后灌注混凝土在扩大头即扩体段和非扩体段成型，至设计和规范要求的额定强度后；锚杆中拉杆即主筋采用能施加预应力的装置和方法对主筋(如带套管的无粘结预应力精轧螺纹钢筋、普通三级钢筋、钢绞线等)施加预应力(无粘结才便于后施加应力；施加设计和规范要求的预应力,完成后并锁定(如螺母锁定、焊接等)，在常规钻孔孔径的上段即孔口安装本实用新型装置的间接筋，间接筋上端(常常是水平地面)盖上桩端预应力锚板 (垫板)6；锚杆主筋的顶端露出间接筋上端，拧上锁定螺母5，预应力施加的设备(如千斤顶等)对锚杆主筋施加应力；本实用新型装置垫住孔口端的土体或地层，预应力到位后，本装置与间接筋和锚杆等一并浇筑锚杆整体，包括拉杆即主筋与扩大头(扩大头包括变直径间接筋或各种囊式扩大头、以及各种扩大头等)。
13.有益效果：本实用新型涉及一种简易或专用的钢筋笼或钢筋骨架，针对后张预应力的施加时，对桩孔边缘加强，在对主钢筋(锚杆)施加较大应力时；这时本实用新型保护钻孔，避免塌陷，从而提高施工的质量和效率。
附图说明
14.图1为本实用新型结构俯视的示意图；
15.图2为本实用新型结构安装后连同锚杆扩大头的装置示意图(纵截面)。
16.图3为图1的纵截面的示意图；
17.图4为本实用新型结构俯视、不带注浆口明孔的示意图。
具体实施方式
18.如图1-4所示：图中标记：钢筋主筋套孔1、钢筋(主筋)1-1、注浆管孔2、注浆管孔缺口2-1、间接筋主体3、锁定螺母5、锚杆浇筑体6、间接筋上连接点 4、钻孔的正常桩孔(普通自由段)孔径8、扩大头钢筋笼10-1、钻孔的正常桩孔下端在扩大头孔径10(钢筋笼与混凝土充填)。桩端预应力锚板(锚固支架垫板)6、施加预应力桩端标高(一般或经常是水平地面)7。后张预应力使用的间接筋，间接筋为柱形，间接筋的柱轴中央为套孔，中央套孔由主钢筋插入，间接筋内设有供注浆管插入的孔。间接筋的直径略小于桩孔，施加预应力的钢筋夹持与固定装置(最简明的方式由固定螺母5等构成)。
19.间接筋是由若干水平网片钢筋加上若干周围竖筋固定而成。间接筋的高度为 10-50厘米，水平的网片钢筋(钢筋网或钢丝网)可以是2-10层，水平网片钢筋的边缘竖筋(起码三根)与每网片钢筋接触处焊接；更简单的结构是网片钢筋卷成间接筋，间接筋中央再焊接套孔，可以采用间接筋的直径略低于钻孔的直径 (150-250毫米，如190毫米)，桩端预应力锚板(锚固支架垫板)6压在本实用新型的间接筋上，主要为了衬托钻孔口地层的增加强度，保证在施加应力时的可靠。其它结构的间接筋亦可，间接筋横截面亦是中央套孔由主钢筋插入，间接筋设有供注浆管插入的孔或插入空间。
20.主钢筋和注浆管分别插入间接筋的中央与边缘；尤其是所有的水平网片钢筋的边缘的相同位置带有缺口，缺口的直径大于注浆管直径，缺口便于将注浆管置入。亦可以根据设计要不带有缺口，但仍能插入注浆口。间接筋为柱形，间接筋的柱轴中央为套孔。
21.进一步，间接筋是由若干水平网片钢筋加上若干周围竖筋固定而成。
22.后张预应力用间接筋，本实用新型间接筋的直径略小于桩孔(上段为正常钻孔直径而非图2中下段扩大头段)，并安装在桩孔的口部，套在主钢筋上，再对主钢筋施加预应力，钢筋夹持与固定装置(最简明的方式由固定螺母5等构成)。
23.放置在桩端预应力锚板(垫板)6在施加预应力桩端标高(常常是水平地面) 7的平面之上、即加固的土体上。后张预应力用间接筋，间接筋的直径略小于桩孔，间接筋上设有主钢筋插入的中央孔，间接筋内设有供注浆管或插入的孔，主钢筋和注浆管分别插入间接筋的中央与边缘；尤其是横截面带有缺口的柱体间接筋，缺口的略大于主钢筋直径。
24.施加预应力的钢筋夹持与固定装置(最简明的方式由固定螺母5等构成)对钢筋主筋施加应力，图中未画出，但本技术人已经在在先专利的申请。
25.间接筋主体3是网片钢筋15放置在桩端预应力锚板(垫板)6、施加预应力桩端标高(常常是水平地面)7。混凝土固化后再撤消需要撤除的预应力施加的设备装置；本实用新型也是锚杆的整体部分的部件；锚杆的整体达到额定强度后，依据工程设计和规范的要求，锚杆主筋的顶端所设置的锚固结构，与建筑物底板一并浇筑，形成抗浮抗拉或抗压体系。也可以根据工程设计和规范的要求，不用施加预应力与建筑物底板浇筑。
26.预应力抗浮抗拉锚杆钢筋，包括主筋钢筋(包括主筋钢筋或将主筋钢筋通过连接螺母的主筋钢筋连接结构)作为基本承力的结构，主筋钢筋为精轧无粘结钢筋，主筋钢筋表面设有防腐油脂层，防腐油脂层外设有塑料薄膜套；通过涂防腐油脂层装置涂防腐油脂层，涂防腐油脂层无粘结筋通过塑料挤压机涂刷聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜，再经冷却筒模成型塑料套管，套管可以是金属、pp、pe、pvc、塑料等各种材质的套管；在塑料套外采用包括混凝土或水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料包裹并凝结固化；预应力后施加在主筋钢筋(固定
完成后施加预应力)，形成预应力锚杆杆件；将主筋钢筋，用螺母锁定，张拉钢筋施加预应力后，形成预应力锚杆杆件；预应力锚杆杆件可以是施工现场浇筑的，亦可以是工厂预制生产的。
27.锚杆组件和可变径钢筋笼，立体几何形态包括但不限于：立方体、多面体、正多面体、四面体、长方体、圆柱、圆台、棱柱、棱台、圆锥、棱锥、竹节状、串状、凸凹状；平面横截面的形状包括但不限于：正方形、长方形、三角形、四边形、菱形、梯形、多边形、圆、椭圆、圆环、扇形、弓形；锚杆组件可以是实心的，亦可以是空心的截面。砂石水泥三合一混凝土中，常见采用与水搅拌成符合工程设计规范的预应力细石混凝土，细石的直径中一般在13毫米以下，砂、细石、水泥与水搅拌成符合工程设计规范的预应力细石混凝土，细石的粒径及砼配合比例，需满足设计和规范要求。
28.间接筋上端(常常是水平地面)盖上桩端预应力锚板(垫板)6可以是主体结构底板，间接筋在孔端垫住主体结构底板，在底板浇筑完成以后，在底板上开槽，通过底板作为施加预应力的支点，再进行预应力混凝土锚杆桩施工工法，对钢筋施加预应力完成锚杆浇筑后，最后在开槽处浇筑混凝土完成锚杆与主体结构底板锁定，(由于对底板的影响较大，此种方法一般不常见采用)。
29.亦可以锚杆非扩大头段的顶面作为施加预应力的支点，待混凝土强度达到不低于设计和规范要求的可施加预应力的强度后，凿除泛浆找平至锚杆桩顶面施工面标高，根据设计要求实施预应力张拉锁定。也可根据工程设计需要具体设定。可选择满足工程施工和设计质量要求的各种型号规格的灌注设备。浇筑混凝土浇筑管的内径一般采用4-10cm(也可根据工程设计需要和钻孔孔径的大小具体设定)，用以浇筑或高压浇筑由砂、细石、水泥与水搅拌成符合工程设计规范的预应力细石混凝土。
30.锚杆主体强度明显增大，可以采用先浇筑扩大头，尤其是带变直径钢筋笼的扩大头，也用混凝土浇筑，扩大头的强度足以满足施加预应力的要求，并在锚杆主筋底部在拉力固定端。
31.施加预应力的具体步骤：
32.(一)以主体结构底板作为施加预应力的支点，主体结构底板上方螺纹钢筋上设置预应力螺母，与垫板、预应力钢筋机械连接，并及时旋紧预应力螺母，并用配套扭力扳手施加预应力至设计要求的变形位置。或用千斤顶施加预应力至设计要求的荷载，用锚具锁定。
33.(二)以锚杆桩顶作为施加预应力的支点
34.本实用新型通过细导管(外径一般不超过150毫米)即注浆管浇注混凝土，将锚杆自由段直径控制在180～300mm结构，也能作为刚性微型桩；锚杆的整体部分，如果选用高标号的水泥砂浆或水泥浆与锚杆骨架体构成，并能够满足设计与规范要求，也是可行的。
35.本实用新型采用预应力抗浮抗拉锚杆，包括主筋钢筋(包括主筋钢筋或将主筋钢筋通过连接螺母的主筋钢筋连接结构)作为基本承力的结构，尤其是主筋钢筋为精轧无粘结钢筋，主筋钢筋表面设有防腐油脂层，防腐油脂层外设有塑料薄膜套；通过涂防腐油脂层装置涂防腐油脂层，涂防腐油脂层无粘结筋通过塑料挤压机涂刷聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜，再经冷却筒模成型塑料套(管)；在塑料套外采用本实用新型方法包括混凝土或(水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料)并凝结固化；预应力后施加在主筋钢筋(后施加预应力、混凝土固化完成再释放预应力)，形成预应力锚杆杆件；将主筋钢筋用螺母锁定，对钢筋施加预
应力后，形成预应力锚杆杆件。在锚杆自由段即锚杆体达到设计要求的强度后成为后张法施加预应力的锚杆，在锚杆顶部即刚性微型桩顶部放置锚垫板，锚垫板放置完成后，锚杆钢筋顶端通过螺母与垫板、预应力筋机械连接。
36.锚杆的后张预应力施加装置包括施力机械、支架或/与支架板、钢筋夹持器或锁定螺母、支架或支架板中央设有能使锚杆的上端钢筋穿过的孔洞；锚杆钢筋的下端固定在锚杆地层或岩层的钻孔内，穿过的孔洞后上端钢筋由钢筋夹持器夹持或螺母锁定，并由施力机械施加应力，上端钢筋的通过锁定螺母或焊接等方式固定在支架板上所述的锚杆的后张预应力施加装置，锚杆在地层或岩层钻孔的表面设有锚杆的后张预应力锁定支架，锁定支架可以是预制的也可以是现场制作的，其形状包括但不限于带支撑脚或不带支撑脚的长方体、正方体、圆柱体、多面体混凝土或钢制件。所述的锚杆的后张预应力施加装置，预应力锁定支架带有支撑脚，锚杆主筋精轧螺纹钢穿过支架孔洞，在其上方用锁锚螺母螺锁定。所述的锚杆的后张预应力施加装置，带锚的锁定支架在地层或岩层钻孔的表面，锁定支架的上方放置垫板和预应力锁定螺母；并和锚杆最上端的锚固结构一起与建筑物底板一并浇筑。
37.所述的锚杆的后张预应力施加装置，施力机械有两种结构，一是使在钢筋夹持器下端向上加力的设备，包括千斤顶；另一种是在钢筋夹持器上端向上加力的设备，包括但不限于千斤顶、手动扳手、吊车、胡芦、龙门吊、轮旋盘等，电动、液压、气压机械和手动设备。所述的锚杆的后张预应力施加装置，钢筋(主筋) 尤其是采用精轧螺纹钢，采用有粘结或无粘结的钢筋。
38.所述的锚杆的后张预应力施加装置，锚杆钢筋底端具有扩大头的锚杆钢筋的杆身施加应力更好，锚杆钢筋底端具有扩大头或直通等直径非扩大头锚杆。
39.所述的锚杆的后张预应力施加装置，并可对桩头周围土体进行改良加固，增加其承载强度。
40.现有技术包括本技术人已经申请获得的技术，一般都是灌注水泥浆或水泥砂浆(凝固后强度远不够)，解决不了或很难解决锚杆的预应力及其施加，以达到规范要求和确保工程安全性、稳定性、耐久性的问题，从而使传统锚杆技术的安全性、稳定性、耐久性等方面存在着安全隐患。为解决这一问题，本实用新型针对性地提出一种扩大头(特别是变直径钢筋笼扩大头)预应力混凝土锚杆桩及施工工法(后张法)。本实用新型主要用于建筑地下室抗浮基坑支护，边坡支护，以及加固等技术范畴，也用于抗压桩。
41.以上所述仅为本实用新型的实施例，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、等同替换和改进等，均以包含在本实用新型的保护范围之内。