專利名稱：一種高抗拔力的加勁樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及深基坑支護(hù)及地基快速加固與錨固工程中使用的抗拔樁。
背景技術(shù)：
目前深基坑主動(dòng)支護(hù)采用的樁錨結(jié)構(gòu)和建筑物抗浮與抗傾斜的抗拔樁，主要有土層錨桿。該土層錨桿一般采用鉆孔灌漿以及旋噴注漿形成水泥漿錨固體或水泥土錨固體并插入錨筋，由于工期要求緊，在較短的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，就需要對其中的錨筋進(jìn)行張拉，常常使得灌漿體或旋噴注漿形成的錨固體被拉壓損傷?？梢哉f，在目前3 7天的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，由灌漿或旋噴注漿形成的錨固體抗壓強(qiáng)度一般較低，無法取得較高的抗拔力。為了在較短的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)得到較好的錨固效果，急需解決高抗拔力下如何提高加筋體與錨固體之間的粘結(jié)問題。為了使得加勁樁體在較短的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)能提供較高的抗拔力，常常采用速凝劑或早期劑來提高水泥土體或水泥漿體的強(qiáng)度，或采用化學(xué)膠凝劑，但這些均增加較多施工成本， 且提高的幅度較小。當(dāng)前常用的錨桿一般采用全粘結(jié)鋼絞線和一個(gè)錨錠板作為錨固件，這種錨桿在較長的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)能夠滿足設(shè)計(jì)要求，但當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間較短，錨固體的強(qiáng)度較低時(shí)，經(jīng)過工程的實(shí)測發(fā)現(xiàn)這種錨桿常常出現(xiàn)位移大的現(xiàn)象，特別是在淤泥質(zhì)土中，變形大的狀況更加明顯。土層錨桿的荷載傳遞機(jī)理是全粘結(jié)錨桿內(nèi)部荷載傳遞機(jī)理主要分兩部分鋼絞線受力通過與漿體的接觸面?zhèn)鬟f給漿體，漿體通過與巖土的接觸面?zhèn)鬟f給巖土，這兩個(gè)傳遞過程形式都是剪力形式，所以同時(shí)伴隨兩種破壞形式。一種即由于錨桿滑面處的粘結(jié)力不足，當(dāng)滑面處的剪切力達(dá)到最大值時(shí)錨桿桿體與灌漿體之間就會(huì)發(fā)生相對滑動(dòng)，剪切力以漸進(jìn)的方式向錨固段遠(yuǎn)端傳遞，隨著錨桿承受荷載值的增加，沿錨固長度以類似于摩擦樁的方式轉(zhuǎn)移結(jié)合應(yīng)力最終由于錨桿不能承受其值而導(dǎo)致破壞，稱為注漿體與桿體界面失效。另外一種由于錨固段地層對于砂漿的摩擦力不能承受極限拉力，錨桿將會(huì)發(fā)生和注漿體一同被拔出的現(xiàn)象，稱為注漿體與土體的界面失效。六七十年代，Lutz, Gergeley、Hanson和Goto等分別研究了荷載從錨桿(索)到注漿體的力學(xué)性質(zhì)。他們認(rèn)為錨桿(索)表面上存在著微觀的粗糙皺曲，這種粗糙的表面對錨固力起著主要作用。在錨桿(索)和注漿體之間力的傳遞主要為粘結(jié)力；當(dāng)錨桿(索) 和注漿體發(fā)生一定的相對位移之后，兩者界面的某些地方就會(huì)遭到破壞，這時(shí)錨桿(索)和注漿體之間摩擦阻力就發(fā)揮主要作用。研究表明，錨桿體的粗糙程度以及本身的強(qiáng)度是影響錨固力的主要因素。有人研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)錨桿滑面處的粘結(jié)力不足的時(shí)候，滑面處的剪切力達(dá)到最大值時(shí)錨桿桿體與灌漿體之間就會(huì)發(fā)生相對滑動(dòng)，剪切力以漸進(jìn)的方式向錨固段遠(yuǎn)端傳遞；如下圖所示，隨著錨桿承受荷載值的增加，沿錨固長度以類似于摩擦樁的方式轉(zhuǎn)移結(jié)合應(yīng)力；最終由于錨桿不能承受其值而導(dǎo)致破壞，如

圖1所示。加載過程中沿錨桿長度結(jié)合應(yīng)力的變化示意圖；現(xiàn)有的研究成果表明注漿體與土體之間的應(yīng)力表現(xiàn)為兩種特性臨界長度和不均勻性。臨界長度指注漿體與土體之間的應(yīng)力只分布在一定區(qū)域，并不是所有長度上都有應(yīng)力分布，超出臨界長度外的錨桿就理論上而言起不到錨固效果，并不是錨桿越長錨固力越大。不均勻性指注漿體與土體之間接觸面上的應(yīng)力表現(xiàn)為不均勻性，出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，應(yīng)力最大的點(diǎn)是最容易發(fā)生破壞的點(diǎn)。綜合當(dāng)今的理論研究與工程實(shí)測成果，針對錨桿的常見兩種破壞形式，我們發(fā)現(xiàn)提高錨桿抗拔力的切入點(diǎn)為如何提高錨筋體和注漿體接觸面的面積和強(qiáng)度，以及如何改善加筋體與錨固體之間的粘結(jié)力及作用力方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有錨固樁存在的技術(shù)問題和結(jié)構(gòu)缺陷， 提供一種高抗拔力的加勁樁結(jié)構(gòu)，其錨固件(由加筋體、錨錠板等組成)與樁體粘結(jié)面積較大，能有效提高樁體的抗拔力、并縮短了水泥土體或水泥漿體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，達(dá)到縮短工期、 減少預(yù)拉力損失和降低工程造價(jià)的目的。為了解決上述問題本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種高抗拔力的加勁樁，包括一個(gè)樁體，樁體內(nèi)帶有加筋體，其特征是，加筋體連接1個(gè)及以上的抗拔結(jié)構(gòu)體，所述加筋體與抗拔結(jié)構(gòu)體組成錨固件與樁體粘結(jié)在一起。所述抗拔結(jié)構(gòu)體為錨定板，錨錠板由金屬或高強(qiáng)非金屬材料制成。加筋體的錨固段內(nèi)設(shè)置有一個(gè)錨錠板，該錨定板設(shè)置在加筋體的錨固段前端。加筋體的錨固段內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)以上的錨錠板，其中一個(gè)錨定板設(shè)置在加筋體的錨固段前端。錨錠板與加筋體采用擠壓套連接、焊接或螺栓連接。所述的錨錠板呈圓盤形或多邊形，如三角形、四邊形、五邊形等，邊長50 500mm， 厚度5 100mm。所述的錨錠板需帶有中心孔，中心孔直徑20 80mm。所述的錨錠板圍繞中心孔分布有多個(gè)加筋體的連接孔。所述的錨錠板與一根或多根加筋體同時(shí)相連。加勁樁的樁體為旋噴攪拌形成的水泥土樁體或水泥漿灌注形成的樁體。所述加筋體為無粘結(jié)鋼絞線、粘結(jié)鋼絞線、部分粘結(jié)鋼絞線、鋼絲繩、鋼筋、鋼管、 型材等材料。加筋體由1根以上線型材料組成，錨錠板與每根加筋體之間可以分散連接或全部連接。所述抗拔結(jié)構(gòu)體為實(shí)心或空心的柱形體，柱形體與加筋體相互連接。加勁樁的樁體外徑為80_1500mm。加勁樁的樁體沿長度方向的直徑是相同的或不同的。錨錠板與加筋體采用擠壓套連接、焊接或螺栓連接。所述抗拔結(jié)構(gòu)體為籠子狀結(jié)構(gòu)。帶有1個(gè)或多個(gè)錨錠板或柱形籠子的加筋體將與水泥土體或水泥漿體粘合成一體。其加插入過程是通過帶旋噴嘴的鉆桿穿入各塊錨錠板的中心孔中，通過變徑的鉆桿和帶有不同直徑中心孔的錨錠板，將加筋體帶入到旋噴攪拌水泥土樁體中。這樣形成的加勁樁與現(xiàn)有錨桿的比較如表1所示，從而能大大提高這種加勁樁的抗拔力、并縮短了水泥土體或水泥漿體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，達(dá)到縮短工期、減少預(yù)拉力損失和降低工程造價(jià)的目的。表1抗拔力的加勁樁與現(xiàn)有錨桿的特性比較
權(quán)利要求
1.一種高抗拔力的加勁樁，包括一個(gè)樁體，樁體內(nèi)帶有加筋體，其特征是，加筋體連接 1個(gè)及以上的抗拔結(jié)構(gòu)體，所述加筋體與抗拔結(jié)構(gòu)體組成錨固件與樁體粘結(jié)在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，所述抗拔結(jié)構(gòu)體為錨定板，錨錠板由金屬或高強(qiáng)非金屬材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，加筋體的錨固段內(nèi)設(shè)置有一個(gè)錨錠板，該錨定板設(shè)置在加筋體的錨固段前端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，加筋體的錨固段內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)以上的錨錠板，其中一個(gè)錨定板設(shè)置在加筋體的錨固段前端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，所述的錨錠板呈圓盤形或多邊形，如三角形、四邊形、五邊形等，邊長50 500mm，厚度5 100mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，所述的錨錠板需帶有中心孔，中心孔直徑20 80mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，所述的錨錠板圍繞中心孔分布有多個(gè)加筋體的連接孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，所述的錨錠板與一根或多根加筋體同時(shí)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，加勁樁的樁體為旋噴攪拌形成的水泥土樁體或水泥漿灌注形成的樁體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，所述加筋體為無粘結(jié)鋼絞線、粘結(jié)鋼絞線、部分粘結(jié)鋼絞線、鋼絲繩、鋼筋、鋼管、型材等材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，加筋體由1根以上線型材料組成，錨錠板與每根加筋體之間可以分散連接或全部連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，所述抗拔結(jié)構(gòu)體為實(shí)心或空心的柱形體，柱形體與加筋體相互連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，加勁樁的樁體外徑為 80-1500mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，加勁樁的樁體沿長度方向的直徑是相同的或不同的。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，錨錠板與加筋體采用擠壓套連接、焊接或螺栓連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的加勁樁，其特征是，所述抗拔結(jié)構(gòu)體為籠子狀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高抗拔力的加勁樁，在樁體內(nèi)將加筋體與1個(gè)及以上的中空錨錠板相連，當(dāng)受到張拉力作用時(shí)，加筋體將張拉力傳遞到錨錠板上，利用錨錠板與水泥土樁體之間較大的接觸面和水泥土之間的粘結(jié)力、錨錠板對水泥土的擠壓作用，使抗拔力分散，避免對水泥灌漿體或水泥土體造成損傷。從而能大大提高這種加勁樁的抗拔力、并縮短了水泥土體或水泥灌漿體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，達(dá)到縮短工期、減少預(yù)拉力損失和降低工程造價(jià)的目的。
文檔編號E02D5/34GK102330427SQ201110207830
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月23日
發(fā)明者劉全林, 宋偉民 申請人:上海強(qiáng)勁地基工程股份有限公司