基于psb精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施加方法
阅读说明：本技术 基于psb精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施加方法 (PSB finish rolling deformed steel bar-based expanded head anti-floating anchor rod prestress application method ) 是由 高晓峰 罗东林 侯会军 廖宏业 黄海 任东兴 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明属于PSB精轧螺纹钢预应力抗浮锚杆技术领域,公开了一种基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施工方法,为了解决采用穿心千斤顶无法满足PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆所需预应力的问题。本发明包括：(1)浇筑垫层,(2)在PSB精轧螺纹钢上套设预应力配套锚板和预应力配套锚头；(3)施加预应力的步骤,包括：(3.1)在配套锚头的外围套设钢梁；然后将配套锚头连接在PSB精轧螺纹钢上；(3.2)在垫层上放置多个垫板,并且每一个垫板上放置一千斤顶,千斤顶的上端与钢梁相互接触,顶升千斤顶对PSB精轧螺纹钢进行施加预应力；(3.3)锁紧预应力配套锚头完成预应力的施加。(The invention belongs to the technical field of PSB finish rolling deformed steel bar prestressed anti-floating anchor rods, and discloses a PSB finish rolling deformed steel bar based expanded head anti-floating anchor rod prestressed construction method, aiming at solving the problem that the prestress required by the PSB finish rolling deformed steel bar expanded head anti-floating anchor rod cannot be met by adopting a center-penetrating jack. The invention comprises the following steps: (1) pouring a cushion layer, (2) sleeving a prestress matched anchor plate and a prestress matched anchor head on the PSB finish-rolled deformed steel bar; (3) a step of prestressing, comprising: (3.1) sleeving a steel beam on the periphery of the matched anchor head; then connecting the matched anchor head to PSB finish-rolled deformed steel bar; (3.2) placing a plurality of base plates on the cushion layer, placing a jack on each base plate, enabling the upper end of each jack to be in contact with the steel beam, and applying prestress to the PSB finish rolling deformed steel bars by the aid of the jacking jacks; and (3.3) locking the prestress matched anchor head to complete the application of prestress.)
技术领域
本发明属于PSB精轧螺纹钢预应力抗浮锚杆技术领域，具体涉及一种基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施加方法。
背景技术
抗浮锚杆，是建筑工程地下结构抗浮措施的一种，抗浮锚杆，指的是抵抗其上建筑物向上移位而设置的结构构件，与地下水位高低及变化情况有关，与抗压桩受力方向相反。
抗浮锚杆包括普通抗浮锚杆和扩大头抗浮锚杆，而为了提高抗浮锚杆的抗浮能力，出现了扩大头抗浮锚杆，扩大头抗浮锚杆与普通抗浮锚杆的最大区别是：在锚孔的底部设置有扩大头，浇筑完成后在锚孔的底部形成扩大头段，从而提高抗浮锚杆的抗拔能力。例如申请号为201220060959.0的专利公开的一种扩底抗浮锚杆，包括穿过防水底板的金属波纹管，金属波纹管伸入到防水底板下部的锚杆孔的下端部，锚杆孔的下端部为杆端扩大头；所述防水底板中金属波纹管的外部预埋有钢套管；所述金属波纹管中贯穿有钢绞线，钢绞线的上端固定于锚具上，下端锚固于杆端扩大头内的锚定板上，锚定板安装在锚头上；所述金属波纹管和钢套管之间设有二次注浆导管。
伴随着PSB精轧螺纹钢抗浮锚杆的问世，PSB精轧螺纹钢抗浮锚杆越来越多，例如申请号为202010088483.0的专利公开了一种预应力抗浮锚杆，包括开设在土体中的锚孔，所述锚孔包括扩大头段和非扩大头段，所述扩大头段的直径大于非扩大头段的直径，所述锚孔中设置有PSB精轧螺纹钢，所述锚孔与PSB精轧螺纹钢之间浇筑有注浆体，所述PSB精轧螺纹钢的下端依次穿过非扩大头段和扩大头段并置于扩大头段的底部，所述PSB精轧螺纹钢的上端穿出非扩大头段并位于建筑物的基础之中；所述PSB精轧螺纹钢的顶部安装有锚板。
现有的基于PSB精轧螺纹钢的预应力抗浮锚杆都是利用穿心千斤顶进行预应力张拉以使得预应力达到设计要求，然而，基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆的普及，基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆所施加的预应力大幅度提高，而穿心千斤顶由于作用力有限，已经不能满足基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆的预应力施加。同时，穿心千斤顶在使用时，存在着步骤繁琐的问题，导致采用穿心千斤顶存在着预应力施加周期长的问题；同时，由于在采用穿心千斤顶进行预应力施加时，PSB精轧螺纹钢需要穿过穿心千斤顶，因此也无法采用多个千斤顶对PSB精轧螺纹钢施加预应力。因此，如何方便、快捷的为基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆施加预应力成为了本领域急需解决的问题。
同时现有PSB精轧螺纹钢预应力抗浮锚杆在施加预应力后，垫层（混凝土浇筑而成，与褥垫层不是同一个概念，垫层的作用主要包括：1、方便施工放线、支基础模板；2、确保基础底板筋的有效位置，保护层好控制，使底筋和土壤隔离不受污染；3、方便基础底面做防腐层；4、找平，通过调整厚度弥补土方开挖的误差，使底板受力在一个平面，也不浪费基础的高标号砼；5、其隔水、排水、防冻以改善基层和土基的作用）在锚杆的拉扯作用下容易损坏，从而失去垫层的作用。
发明内容
本发明为了解决采用穿心千斤顶无法满足PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆所需预应力的问题，而提供一种基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施加方法，能够满足基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆的所需的预应力要求，同时具有施工方便、快捷的特点。
为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施加方法，其特征在于，包括：
（1）浇筑垫层的步骤；
（2）在位于垫层上方的PSB精轧螺纹钢上从下至上依次套设预应力配套锚板和预应力配套锚头步骤；
（3）施加预应力的步骤，所述施加预应力的步骤包括：
（3.1）在配套锚头的外围套设呈“一”字状、“十”字状或者“米”字状的钢梁，所述钢梁具有与配套锚头的外形相互适配的中心孔使得钢梁能够套设在配套锚头的外围；然后将配套锚头螺纹连接在PSB精轧螺纹钢上；
（3.2）在垫层上放置多个垫板，并且每一个垫板上均放置有一个千斤顶，千斤顶的下端与垫板相互接触，千斤顶的上端与钢梁相互接触，顶升千斤顶对钢梁施压从而对PSB精轧螺纹钢进行施加预应力直至施加预应力达到设计要求；
（3.3）完成步骤（3.2）之后，锁紧预应力配套锚头完成预应力的施加。
在一些实施例中，所述千斤顶的数量与钢梁的结构相互对应，并且所述千斤顶均匀的分布在钢梁的下方，当所述钢梁呈“一”字状时，所述千斤顶的数量为2个；当所述钢梁呈“十”字状时，所述千斤顶的数量为4个；当所述钢梁呈“米”字状时，所述千斤顶的数量为6个。
在一些实施例中，所述钢梁的中心孔为楔形孔。
在一些实施例中，在完成施加预应力的步骤之后，还包括取下钢梁的步骤，所述取下钢梁的步骤包括：
（1）旋转钢梁并带动配套锚头进行转动，从而使得钢梁和配套锚头脱离PSB精轧螺纹钢；
（2）将钢梁从配套锚头上取下；
（3）在PSB精轧螺纹钢上套设配套锚板之后，再次套上配套锚头。
在一些实施例中，所述垫层对应于锚孔中心的位置浇筑有上端尺寸大于下端尺寸的锚墩，所述锚墩下端的尺寸大于等于锚孔的直径，所述锚墩的中心与锚孔中心相互对应，PSB精轧螺纹钢的下端穿过锚墩伸入到锚孔中，所述锚墩中还设置有呈螺旋状的螺旋筋，所述螺旋筋的中部具有用于抗浮锚杆的PSB精轧螺纹钢穿过的中心孔。
在一些实施例中，所述螺旋筋的外围连接有至少两根斜拉钢筋，所述斜拉钢筋的一端与螺旋筋的下端相互连接，所述斜拉钢筋的另一端连接有植入垫层的水平段的水平筋。
在一些实施例中，所述斜拉钢筋对称的连接在螺旋筋的外围。
在一些实施例中，所述PSB精轧螺纹钢的上端穿过螺旋筋的中心孔并穿出垫层并套设预应力配套锚板，所述预应力配套锚板配设有预应力配套锚头，所述预应力配套锚板的下端面与垫层的上端面相互接触。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施加方法，相比于现有采用穿心千斤顶的方式，能够大大提到能够施加预应力的大小，解决了现有技术基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆利用穿心千斤顶无法施加设计要求的预应力的问题，从而使得基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆的预应力能够满足设计要求。
同时本发明的方法相比于现有技术采用穿心千斤顶对PSB精轧螺纹钢进行施加预应力的方式，具有方便、快捷的特点，能够大大提高施加预应力的速度，从而降低施工周期。
本发明通过在垫层的中部设置与锚孔位置相互对应的锚墩，并且在锚墩内设置螺旋筋，锚墩可以对PSB精轧螺纹钢施加预应力时提供良好的支撑，螺旋筋和斜拉钢筋可以约束锚墩砼水平变形，从而大幅度提高锚墩的整体强度，避免混凝土（垫层）抗剪强度不足而导致的剪切破坏。通过在施加预应力时，预应力锚板反馈给锚墩的作用力通过螺旋筋、斜拉钢筋和水平筋以及浇筑的混凝土的作用，将锚墩部分的集中受力逐步传递到整个垫层，从而避免了垫层容易损坏的问题，同时避免了因垫层损坏而带来的预应力损失的问题。而垫层的损坏会直接导致施加预应力的损失，导致抗浮锚杆的预应力达不到设计要求而引发较大的安全隐患。
附图说明
图1为本发明在对基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆施加预应力时一实施例的结构示意图；
图2为发明的钢梁与锚头连接时一实施例的俯视图结构示意图；
图3为本发明的钢梁与锚头连接时一实施例的纵向剖视图结构示意图；
图4为本发明在利用千斤顶进行施加预应力时另一实施例的结构示意图；
图5为本发明的垫层的示意图；
图6为本发明的PSB精轧螺纹钢伸入到锚孔时的局部结构示意图；
图中标记： 1、垫层，101、锚墩，102、螺旋筋，103、斜拉钢筋，104、水平筋，2、PSB精轧螺纹钢，3、预应力配套锚板，4、预应力配套锚头，5、配套锚头，6、钢梁，7、千斤顶，8、垫板，9、配套垫板，10、锚孔，1001、非扩大头段，1002、扩大头段，11、防腐套管，12、基础或者抗水板，13、承载体，14、柔性密封环。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
结合附图1至附图4，本发明的一种基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施加方法，包括：
（1）浇筑垫层1的步骤；其中垫层由混凝土浇筑而成。在浇筑垫层1之前，需要先施工基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆。其中，施工基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆主要包括：
一、钻机就位：对准孔位，一般偏差≤5cm，按照设计要求调整好角度；
二、套管钻进：套管设计深度等于锚孔10非扩大头段1001的深度；即是说锚孔10包括非扩大头段1001和扩大头段1002，扩大头段1002的直径大于非扩大头段1001的直径；
三、扩孔（即钻进锚孔的扩大头段1002）
下钻杆至孔底，并验算钻杆深度与套管深度是否一致，要求是钻杆深度≥套管深度，否则需要核实套管根数与钻杆根数，直至符合要求；
第一节扩孔，操作步骤如下：钻进引孔-一节钻杆到底后提升钻杆-从上至下扩孔-一节钻杆到底后，从下向上扩孔至套管深度-向前推进该节钻杆，安装第二节钻杆，进行第二节扩孔，依次类推直至扩孔完成；
扩孔；将高压水龙头接通水泥浆，检测浆液配合比，从孔底开始从下向上扩孔，提升至套管深度即终止，记录浆液用量，记录孔口是否返浆等；
四、取出钻杆、下锚（本发明的PSB精轧螺纹钢2），并拔出套管；
五、注浆，完成基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆的施工（若需要再补浆）。
对于基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆的施工工艺步骤均属于现有技术，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述。
（2）在位于垫层1上方的PSB精轧螺纹钢2上从下至上依次套设预应力配套锚板3和预应力配套锚头4步骤；
（3）施加预应力的步骤，所述施加预应力的步骤包括：
（3.1）在配套锚头5的外围套设呈“一”字状、“十”字状或者“米”字状的钢梁6，所述钢梁6具有与配套锚头5的外形相互适配的中心孔使得钢梁6能够套设在配套锚头5的外围；然后将配套锚头5螺纹连接在PSB精轧螺纹钢2上。其中配套锚头5具有与PSB精轧螺纹钢2相互适配的螺纹通孔；由于钢梁6套设在配套锚头5的外围，因此，将配套锚头5螺纹连接在PSB精轧螺纹钢上的同时，钢梁6也经过配套锚头5连接在PSB精轧螺纹钢2上；
（3.2）在垫层1上放置多个垫板8，并且每一个垫板上均放置有一个千斤顶7，千斤顶7的下端与垫板8相互接触，千斤顶7的上端与钢梁6相互接触，顶升千斤顶7对钢梁6施压从而对PSB精轧螺纹钢2进行施加预应力直至施加预应力达到设计要求；其中，优选的，千斤顶7与钢梁6之间也放置有垫板8。
（3.3）完成步骤（3.2）之后，锁紧预应力配套锚头4完成预应力的施加。
结合附图2-附图4，在一些实施例中，所述千斤顶7的数量与钢梁6的结构相互对应，并且所述千斤顶7均匀的分布在钢梁6的下方，当所述钢梁6呈“一”字状时，所述千斤顶7的数量为2个；当所述钢梁6呈“十”字状时，所述千斤顶7的数量为4个；当所述钢梁6呈“米”字状时，所述千斤顶7的数量为6个。
在一些实施例中，所述钢梁6的中心孔为楔形孔。从而利用楔形孔的形状，直接将钢梁6套设在配套锚头5上，即可沿着从下往上的方向将钢梁套设在配套锚头5上；需要取下钢梁6时，直接从上往下敲击钢梁6即可。
在一些实施例中，在完成施加预应力的步骤之后，还包括取下钢梁6的步骤，所述取下钢梁的步骤包括：
（1）旋转钢梁6并带动配套锚头5进行转动，从而使得钢梁6和配套锚头5脱离PSB精轧螺纹钢2；
（2）将钢梁6从配套锚头5上取下；
（3）在PSB精轧螺纹钢2上套设配套锚板9之后，再次套上配套锚头5。
结合附图5和附图6，本发明的垫层1对应于锚孔10中心的位置浇筑有上端尺寸大于下端尺寸的锚墩101，所述锚墩101下端的尺寸大于等于锚孔10的直径，所述锚墩101的中心与锚孔10中心相互对应，其中，锚墩101可以设置圆台状、棱柱状等等，为了便于施工，作为本发明一种优选的方式，锚墩101设置为上端大下端小的圆台状，所述PSB精轧螺纹钢2的下端穿过锚墩101伸入到锚孔10中，所述锚墩101中还设置有呈螺旋状的螺旋筋102，所述螺旋筋102的中部具有用于PSB精轧螺纹钢2穿过的中心孔。
在一些实施例中，所述螺旋筋102的外围连接有至少两根斜拉钢筋103，所述斜拉钢筋103的一端与螺旋筋102的下端相互连接，所述斜拉钢筋103的另一端连接有植入垫层1的水平段的水平筋104。
作为本发明一种优选的方式，斜拉钢筋103沿着平行于锚墩101的外表面的方向设置，即是说斜拉钢筋103沿着锚墩101的外表面的坡度设置。使得通过斜拉钢筋103和锚墩101的受力更加均匀，进一步提高承载力。
在一些实施例中，为了提高受力的均匀性，所述斜拉钢筋103对称的连接在螺旋筋102的外围。
在一些实施例中，所述PSB精轧螺纹钢2的上端穿过螺旋筋102的中心孔并穿出垫层1并套设有预应力配套锚板3，所述预应力配套锚杆3配设有预应力配套锚头4，所述预应力配套锚板3的下端面与垫层1的上端面相互接触。
在一些实施例中，所述垫层1的上方还浇筑有基础或者抗水板12，所述预应力配套锚板3和预应力配套锚头5位于基础或者抗水板12内。
结合附图6，本发明的锚孔10包括非扩大头段1001和扩大头段1002，其中，扩大头段1002表达的是锚孔10伸入到地层的持力层中，所述扩大头段1002的孔径大于非扩大头段1001的孔径；所述PSB精轧螺纹钢2的下端穿出锚墩101伸入到锚孔10中并与锚孔10之间浇筑形成注浆锚固体。
在一些实施例中，位于扩大头段1002内的PSB精轧螺纹钢2的外围套设有多个承载体13，位于最上方的承载体13与预应力配套锚板3之间的PSB精轧螺纹钢2的外围套设有防腐套管11，所述防腐套管11内填充有防腐油脂；防腐套管11的下端还配设有用于防止防腐油脂溢出的柔性密封环14。通过设置防腐套管11、填充防腐油脂和柔性密封环14，便于对PSB精轧螺纹钢2进行防腐蚀保护，提高抗浮锚杆的使用寿命。
本发明的基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆预应力施加方法，相比于现有采用穿心千斤顶的方式，能够大大提到能够施加预应力的大小，解决了现有技术基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆利用穿心千斤顶无法施加设计要求的预应力的问题，从而使得基于PSB精轧螺纹钢的扩大头抗浮锚杆的预应力能够满足设计要求。
同时本发明的方法相比于现有技术采用穿心千斤顶对PSB精轧螺纹钢进行施加预应力的方式，具有方便、快捷的特点，能够大大提高施加预应力的速度，从而降低施工周期。
本发明通过在垫层的中部设置与锚孔位置相互对应的锚墩，并且在锚墩内设置螺旋筋，锚墩可以对PSB精轧螺纹钢施加预应力时提供良好的支撑，螺旋筋和斜拉钢筋可以约束锚墩砼水平变形，从而大幅度提高锚墩的整体强度，避免混凝土（垫层）抗剪强度不足而导致的剪切破坏。通过在施加预应力时，预应力锚板反馈给锚墩的作用力通过螺旋筋、斜拉钢筋和水平筋以及浇筑的混凝土的作用，将锚墩部分的集中受力逐步传递到整个垫层，从而避免了垫层容易损坏的问题，同时避免了因垫层损坏而带来的预应力损失的问题。而垫层的损坏会直接导致施加预应力的损失，导致抗浮锚杆的预应力达不到设计要求而引发较大的安全隐患。