[发明专利]一种克服抗浮固定直径锚头或扩大头锚杆体系变形的工法

说明书

承压型固定直径锚头或扩大头锚杆施加预应力工法，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，扩大头到位后扩大机构将扩大头扩大至设计尺寸，然后高压注浆或灌注混凝土在扩体段和整个自由段成桩；锚杆中拉杆采用能施加预应力的螺纹钢筋；绑扎螺旋箍筋以及基底上的基础底板钢筋，绑扎过程中避免碰撞预应力钢筋；最后，支模浇筑基础混凝土基础底板。

技术领域

本发明涉及固定直径或扩大头锚杆的施工工法，尤其是涉及一种地下工程应用技术。是一种克服抗浮固定直径或扩大头锚杆体系变形(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)的工法，也涉及承压型固定直径或扩大头锚杆预应力工法。

背景技术

固定直径或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。

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，直通或扩大头锚杆在变形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。

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。

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。轴向拉压变形公式:

Δl——弹性变形量

F_N——轴向拉力

l——锚杆自由段的长度

E——钢筋的弹性模量

A——钢筋的截面积

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，锚杆的弹性变形占锚杆最大变形量的60％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。未解决扩体段的塑性变形及残余变形的控制的方法。

发明内容