[发明专利]一种城墙内约束水平土压力的加固装置及其加固方法

权利要求书

1.一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于，包括设置在城墙（1）膨胀区域的预应力螺纹钢筋（2），所述城墙（1）上对应膨胀区域开设有用于插入所述预应力螺纹钢筋（2）的孔道，所述孔道的末端开设有锚固扩大腔（4），所述孔道的初端开设有张拉扩大腔（5）；

所述预应力螺纹钢筋（2）的一端设置有用于设置在所述锚固扩大腔（4）内的锚固组件，所述预应力螺纹钢筋（2）的另一端设置有用于设置在所述张拉扩大腔（5）的张拉组件；

所述孔道内还设置有与所述锚固扩大腔（4）和张拉扩大腔（5）的注浆管（6），所述注浆管（6）用于向所述锚固扩大腔（4）和张拉扩大腔（5）内注入浆液，将所述锚固扩大腔（4）和张拉扩大腔（5）内的锚固组件和张拉组件凝固固定。

2.根据权利要求1所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述锚固组件包括锚固钢垫板固定螺母（8）、锚固钢垫板（9）和固定锚具（10）；

所述固定锚具（10）设置在所述锚固扩大腔（4）内的所述预应力螺纹钢筋（2）末端，所述锚固钢垫板（9）套设在所述预应力螺纹钢筋（2）上，且所述锚固钢垫板（9）设置在所述固定锚具（10）的外侧，所述锚固钢垫板固定螺母（8）螺纹设置在所述预应力螺纹钢筋（2）上，且所述锚固钢垫板固定螺母（8）用于将所述锚固钢垫板（9）旋紧固定。

3.根据权利要求2所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述锚固组件还包括锚固限位板固定螺母（11）和锚固限位板（12），所述锚固限位板固定螺母（11）和所述锚固限位板（12）设置在所述预应力螺纹钢筋（2）上靠近所述锚固扩大腔（4）的位置处，所述锚固限位板固定螺母（11）用于将所述锚固限位板（12）旋紧固定；

所述锚固限位板（12）上开设有用于所述注浆管（6）穿过的管孔。

4.根据权利要求3所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述锚固扩大腔（4）内通过所述注浆管（6）注入的浆液凝固形成锚固固定区域（3）。

5.根据权利要求1所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述张拉扩大腔（5）靠近所述锚固扩大腔（4）的一段通过所述注浆管（6）注入的浆液凝固形成张拉固定第一区域（17），所述预应力螺纹钢筋（2）上朝向所述张拉扩大腔（5）的一端延伸出所述张拉固定第一区域（17）的外侧。

6.根据权利要求1所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述张拉组件包括张拉钢垫板（13）、加劲肋（14）、钢垫圈（15）和张拉锚具（16）；

所述张拉钢垫板（13）设置在所述预应力螺纹钢筋（2）上延伸出所述张拉固定第一区域（17）的一端，所述加劲肋（14）和所述钢垫圈（15）设置在所述张拉钢垫板（13）上，所述张拉锚具（16）设置在所述钢垫圈（15）的外侧。

7.根据权利要求6所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述加劲肋（14）和所述钢垫圈（15）分别逐层焊接在所述张拉钢垫板（13）上远离所述张拉固定第一区域（17）的一侧。

8.根据权利要求7所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述张拉扩大腔（5）内设有所述张拉锚具（16）的一段通过所述注浆管（6）注入的浆液凝固形成张拉固定第二区域（18）。

9.根据权利要求1所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述孔道内还设置有用于将所述预应力螺纹钢筋（2）和所述注浆管（6）套设在内部的波纹管（7）。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置的加固方法，其特征在于：包括如下步骤：

A：根据城墙（1）的膨胀区域、结构尺寸和城墙（1）内的实际土质条件确定预应力螺纹钢筋（2）在城墙（1）膨胀区域的施工位置，将确定的施工位置的城墙（1）上的条石和砖砌体进行整体拆除，显露出城墙（1）上的夯土结构；

B：然后使用钻机在显露出来的夯土结构上进行钻取孔道，直至钻机的钻头钻至城墙（1）膨胀区域的对侧城墙，且孔道的末端与对侧城墙（1）保持一定的距离，然后将孔道末端钻成锚固扩大腔（4），将孔道初端钻成张拉扩大腔（5）；

C：然后将波纹管（7）穿入孔道内，接着将预应力螺纹钢筋（2）的一端套入锚固限位板（12）、锚固限位板固定螺母（11）、锚固钢垫板固定螺母（8）、锚固钢垫板（9）和固定锚具（10），然后将锚固限位板固定螺母（11）和锚固钢垫板固定螺母（8）拧紧，从而将锚固限位板（12）和锚固钢垫板（9）旋紧固定；

D：然后将预应力螺纹钢筋（2）装有固定锚具（10）的一端插入孔道，此时将固定锚具（10）插入至锚固扩大腔（4）内，并使得锚固限位板（12）位于孔道内，然后将注浆管（6）穿入波纹管（7）内，同时注浆管（6）穿过锚固限位板（12）上的管孔延伸至锚固扩大孔（4）内；

E：然后使用注浆管（6）向锚固扩大孔（4）内进行压力注入浆液，接着在张拉扩大腔（5）内的张拉固定第一区域（17）位置处注入浆液，待锚固扩大孔（4）和张拉固定第一区域（17）位置处的浆液均硬化后，在张拉固定第一区域（17）外侧的预应力螺纹钢筋（2）上套入焊接有加劲肋（14）和钢垫圈（15）的张拉钢垫板（13），再将张拉锚具（16）安装在预应力螺纹钢筋（2）上的张拉钢垫板（13）的外侧，接着使用张拉装置对预应力螺纹钢筋（2）进行张拉，直至张拉值达到设定要求；

F：然后将张拉扩大腔（5）内的张拉固定第二区域（18）用浆液注满，待浆液硬化后，再将拆除的条石或砖砌体安装到城墙（1）上，使得城墙（1）恢复原貌，若拆除的条石或砖砌体有明显风化现象，则选用规格尺寸相同的无明显风化现象的条石或砖砌体进行补砌，城墙（1）加固完成。