[实用新型]锁定状态下的锚杆持有荷载主动检测装置

说明书

本实用新型公开了锁定状态下的锚杆持有荷载主动检测装置，包括支架环、弹簧和位移计，所述支架环包括通过螺丝连接在一起的两个半圆支架，所述半圆支架包括锁环、锁耳、支板和支腿，两个所述半圆支架的锁环围成用于夹持锚具的夹持空间，锁耳和支板均设置在锁环的外壁，支腿设置在支板上，所述弹簧套设在支腿上，位移计对应所述支架环设置。本实用新型装置简便，可快速检测锚杆的预应力或拉力，为评估工程安全稳定提高真实的现场锚杆拉力数据。本实用新型还提出锁定状态下的锚杆持有荷载的提离检测方法，其具有施工便捷、操作简便，检测结果可靠的优点。

技术领域

本实用新型涉及锁定状态下的锚杆持有荷载主动检测装置及检测方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

锚杆在岩土工程中大量应用，通过锚固于稳定的地层中来实现抗拔功能，为支护结构、锚固结构等提供强度的支承力，保证岩土锚固工程的安全与稳定。实际工程中，为有效控制结构或土体的变形，锚杆在工程中往往施加预应力，预应力的锁定大小直接关系工程的安全。但由于施工等原因，预应力张拉锁定后，往往存在较大的预应力损失，导致锁定值小于甚至远小于设计预应力值，或实际拉力远小于设计轴向拉力，给工程造成极大的安全隐患。而由于锚杆一旦锁定，便难以检测其真实的预应力或实际承受的拉力，给预应力锚固工程带来极大的技术挑战。

发明人检索到以下相关专利文献：(1)CN206902781U公开了一种锚杆内力外侧的检测装置及其检测方法，检测装置具有锚杆、反力模具、穿孔垫片、磁力标准、位移传感器、基体、锚杆拉拔仪。穿孔垫片设于夹片式锚具的夹片的外侧壁处并位移反力模具的腔体内，位移传感器位于腔体内，位移传感器的侧头与穿孔垫片的表面上的位移测试点相接触而将穿孔垫片顶在夹片时锚具的夹片的外侧壁上。对锚杆进行分级张拉时，观测穿孔垫片的位移，当穿孔垫片发生位移时，记录锚杆拉拔仪施加力读数，判定锚杆内力值。该方法过于简单，导致以下严重问题：①穿孔垫片难以甚至无法发生位移。原因在于采用锁定锚杆的锚具中让钢绞线穿过的开孔为锥形孔，锥形孔内配备夹片夹持钢绞线，锥孔的大口朝向临空面，锥孔的小口朝向护坡桩，钢绞线在持续受力过程中，夹片的内齿在锥孔内将钢绞线越夹越紧。而在外侧采用拉拔仪张拉钢绞线时，由于夹片夹持钢绞线，钢绞线在张拉力小于锚杆内力张拉过程中，夹片会产生位移；②锚具不会产生位移。由于夹片是放置在锚具的锥孔内，夹片外壁与锥孔内壁均为光滑面，即便在张拉力大于锚杆内力后，锚具在重力作用以及穿孔垫片压顶作用下，不会向上产生位移；③测试锚杆内力误差较大。由于夹片的位移不是张拉力达到锚杆内力时相应的位移，锚具不产生位移，因此，通过判定穿孔垫片发生位移时的相应张拉力为锚杆内力值，存在很大的误差，或无法测得结果。(2)CN107503386A公开了一种锚杆杆体持有荷载的检测装置及检测方法，该检测装置包括沿锚杆轴向方向自下而上依次设置的支撑凳、千斤顶、测力计、工具锚以及百分表，支撑凳的底面支撑在已竣工锚杆结构的腰梁的垫板上，顶面与千斤顶的底面相接触，通过千斤顶的预紧力将支撑凳固定在垫板与千斤顶之间，千斤顶的顶端具有活塞，锚杆外露的自由端自下而上依次从所述支撑凳、千斤顶、测力计、工具锚的中心处穿过，并且顶端从工具锚伸出，工具锚与锚杆外露的自由端的上部固定相连接，测力计夹持在活塞与工具锚之间，活塞顶推所述的测力计，百分表安装在工具锚上。通过分析荷载- 位移关系曲线上位移突变明显时，取其陡升起始点所对应的荷载值作为锚杆杆体持有荷载。该方法理论上可行，即当张拉力小于持有荷载时，工具锚的位移理论上为工具锚和工作锚之间钢绞线的理论伸长量，当张拉力大于持有荷载后，工作锚被解锁，锚杆自由段钢绞线产生的拉伸变形反应在工具锚变形中，出现变形陡增，故理论上荷载-位移曲线突变点为锚杆持有荷载。但是，实际操作时会因持有荷载大小而存在不同程度的误差，出现以下问题：①突变点滞后，测试锚杆持有荷载偏大。当张拉力大于持有荷载后，由于夹片和钢绞线的间隙，夹片和钢绞线之间会出现相对位移，此时夹片在进一步锁进入锚具锥孔内直至夹片与钢绞线间隙全部消失。而夹片在进一步锁进入锚具锥孔过程中，张拉力在增加，而锚具位移要小于钢绞线位移值，导致荷载-位移曲线的突变点滞后，即滞后的突变点相应的张拉力大于锚杆持有荷载；②锚杆持有荷载越大，测试结果误差越大。因为工具锚中的夹片和钢绞线之间的间隙，随张拉力增加而持续发生，当持有荷载较大时，能压缩的间隙越大，工具锚位移滞后越严重，导致该检测方法误差越大。(3)CN108487334A公开了一种采用提离法检测预应力锚杆持有荷载的施工方法，该施工方法包括以下施工步骤：施工前期准备，包括工具的准备及各种仪器的准备；数据采集，采用提离法采集预应力锚具的荷载数据及位移数据；数据分析，对采集的荷载数据及位移数据进行数据分析，确定预应力锚具的持有荷载。该方法会存在前述CN206902781U专利文献中存在的第②项问题。另外采用厚度1.0mm的薄窄钢片插入工作锚与钢垫板之间进行检测，由于张拉力达到持有荷载时，锚具和钢垫板钢片之间没有脱离，以及钢片厚度问题，会存在确认锚具全断面与钢垫板分离滞后的问题，导致检测持有荷载偏大。