[发明专利]一种囊式变直径纤维笼及其锚杆或桩基

说明书

囊式变直径纤维笼，包括囊袋与囊袋内的囊芯，囊芯为纤维骨架件制备的纤维笼作为混凝土骨架件，纤维骨架件均匀固定在囊袋内；固定方式包括系、缝、缀、夹、钉铆；纤维骨架件制备的纤维笼囊芯：纤维笼囊芯包括2个或以上套在轴向杆的环或环板，起码一个环或环板被固定，其它环或环板在轴向杆能够滑动，环或环板均匀在分布轴向杆上；纤维骨架件分别连接在滑动环与固定的环之间；纤维骨架种类包括纤维筋条、纤维网、纤维片、纤维布、箍筋、螺旋筋。

一、技术领域

本发明涉及一种囊式变直径(以下称变径或扩大式)纤维笼及其锚杆或桩基应用，尤其是锚杆或桩基中的骨架——囊式变径纤维笼及其扩体锚杆或桩基，纤维笼的目的是为了完全或部分取代建筑行业的变直径钢筋笼及素囊袋，主要用于建筑地下室抗浮基坑支护，边坡支护，地质灾害治理,以及加固等技术范畴，也用于抗压桩基。本发明提供的是抗拔力/抗压力较大，性能稳定可靠锚杆或桩基中的囊式变径纤维笼的骨架。

二、背景技术

锚杆是岩土体加固的杆件体系结构。通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。从力学观点上是主要是提高了围岩体的粘聚力和抗拉力。其实质上锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体。这个复合体中的锚杆是解决围岩体的抗拉能力低的关键。从而使得岩土体自身的大大加强。建筑工程行业使用的钢筋笼是重要的混凝土骨架，而纤维笼的目的是为了完全或部分取代建筑工程行业的钢筋笼，尤其是需要抗拉力更强(高于钢筋2倍以上)的混凝土骨架，使用变直径纤维笼制备成锚杆或桩基就是最好的选择。

囊式变直径扩大头，已经有多年应用，但主要的应用是利用囊袋的柔性的特点，囊袋在锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体扩大头，在浇筑混凝土时将囊袋撑开成扩大头。现有的囊袋结构内置放扩大的钢筋结构会使结构复杂，所以现有技术多采用囊袋内置放一个基本等径(与上部钻孔直径比较)的钢筋笼，这个制品只能说略比混凝土素囊袋略好一点，远不能达到具有钢筋混凝土骨架的扩大头的物理指标，而利用囊袋的特点，和纤维笼的特点，与囊袋的结合也可以均是非刚性的，易于放置于位于岩土体内扩大孔的位置，而经过混凝土的浇筑压力时能够自动膨胀到设定的囊袋的直径，并能够完全充填扩大头处钻出的扩大孔。

锚杆必须具备几个要素：一个抗拉强度高于岩土体的杆体，杆体一端可以和岩土体紧密接触形成摩擦(或粘结)阻力；锚杆杆体位于岩土体外部的另一端能够形成对岩土体的径向阻力；锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加；锚固段是指水泥浆体或混凝土锚固体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压或抗拉作用，将自由段的拉力传至土体深处。

锚杆是当代地下开采的矿山当中支护的最基本的组成部分，将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身；现在锚杆不仅用于矿山，也用于建筑工程技术中，对地下室、，隧道，坝体等进行主动加固。

锚杆的基本型是：钢筋或钢丝绳砂浆锚杆，本发明率先考虑使用变直径纤维笼制备成锚杆或桩基。

再以水泥砂浆作为锚杆与围岩的粘结剂。还包括倒楔式金属锚杆。管缝式锚杆。树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。

目前市场上常用的扩体锚杆技术有素浆体，囊式扩体锚杆技术等。在成本的施工方面，变径大小头锚杆或桩基的扩孔技术已经有基础，注浆或混凝土的注入单独形成大小头，但未及相适应的钢筋骨架，不能形成有足够摩擦力的拉力或抗力传递的锚杆或桩基，尤其是锚杆的锚固力受到限制。在用于建筑地下室抗浮基坑支护，边坡支护，以及加固等技术领域时锚固力有所不足。因为它们需要抗拔力较大，且要求稳定可靠。

还有，在高层建筑的地基基础中常采用的是非变径基础桩,但在满足相同强度和变形要求的条件下,变径基础桩与非变径基础桩相比,变径基础桩主要有以下特点: