[发明专利]一种大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置及方法

权利要求书

1.一种大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，包括锚杆钻孔、基础底板、底板主筋、防水层、预紧力钢垫板、紧锁锚固板、预紧力螺母、特制筋体、连接锚栓、钢套筒、锚杆杆体、锚杆扩大头、锚杆对中器、连接钢管、工字梁、反力梁、穿心千斤顶、紧锁螺母和注浆管；锚杆杆体竖直放置在锚杆钻孔内，锚杆扩大头安装在锚杆杆体底部形成整体，锚杆扩大头位于锚杆钻孔的底部扩孔处，锚杆杆体的上端套有钢套管，锚杆对中器沿竖向均匀环套在钢套管外侧壁上，锚杆钻孔的顶部安装有预紧力钢垫板，预紧力钢垫板与基础底板之间设有防水层，基础底板内均为设有底板主筋，预紧锚固板通过预紧力螺母固定安装在预紧力钢垫板的顶部中间位置，连接钢管或特制筋体通过连接锚栓固定套装在钢套筒上端，两根工字梁对称设置在预紧锚固板两侧，反力梁垂直于两工字梁放置在工字梁中心，连接钢管穿过反力梁的孔洞，反力梁的顶部中心设有穿心千斤顶，连接钢管通过穿心千斤顶顶部的紧固螺母与穿心千斤顶连接，注浆管贯穿整个锚杆钻孔并穿过基础底板。

2.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述锚杆钻孔的孔径不小于200mm，底部扩孔形成的空心球体半径不小于400mm；底板主筋的直径不小于16mm，间距不大于200mm；基础底板的厚度不小于400mm；防水层的厚度不小于200mm，以达到初步防水的目的。

3.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述预紧力钢垫板中心预留锚杆杆体穿过的孔洞，其厚度不小于20mm，形状为边长不小于500mm的正方形；紧锁锚固板为厚度不小于20mm、边长不小于200mm的正方形。

4.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述特制筋体为底部空心、上部实心结构，其内径大于钢套筒的外径，且侧面预留有连接锚栓通过时所需的孔洞，顶端制有“十字形”外伸的带有螺纹长度不小于200mm的钢筋，特制筋体的空心部分厚度不小于20mm。

5.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述钢套管直径比锚杆杆体直径大20mm，钢套管的顶端侧面预留有连接锚栓通过时所需的孔洞，钢套筒的厚度不小于10mm；连接锚栓材质为钢材，进行预紧力施加时起到连接钢套筒与连接钢管的作用；预紧力施加完成后拆除连接钢管，使用连接锚栓将特制筋体与钢套管牢牢连接。

6.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述锚杆杆体为直径32mm的玻璃纤维筋锚杆，锚杆扩大头上部为高40mm、边长40mm的正六边形棱柱，下部为高40mm、半径80mm的圆柱，中心预留孔洞并通过环氧树脂与锚杆杆体牢牢固定；锚杆对中器为“十字型”钢板，厚度不小于10mm。

7.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述连接钢管为内径略大于钢套筒外径的无缝钢管，上端外侧制有螺纹，下端侧面预留有连接锚栓通过所需的孔洞，连接钢管的厚度不小于20mm。

8.根据权利要求1所述大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆预紧力施加装置，其特征在于，所述反力梁的厚度不小于50mm，反力梁中心预留有连接钢管通过所需的孔洞；两根工字梁的间距大于500mm；注浆管为直径40mm的硬质橡胶管。

9.一种采用如权利要求1所述装置对大直径预张拉玻璃纤维筋抗浮锚杆施加预紧力的方法，其特征在于，具体过程为：

(1)锚孔定位：使用全站仪对施工场地进行标高的测量，确定钻孔深度，并对钻孔进行放线测量，确定锚孔的钻孔位置，确保孔位放线误差不大于20mm，机械定位误差不大于50mm；

(2)成孔施工：采用机械扩孔的成孔方式，根据定位时的放线移动钻孔器械，确保钻头对准孔位中心，确保钻机钻头垂直地面，钻机就位后进行水平校正，随后进行钻孔，钻孔时只对锚杆杆体底部进行扩孔，具体扩孔大小由施工及抗浮要求确定，成孔深度进行现场确认，实际深度不小于设计深度，也不大于设计深度500mm；

(3)锚杆制作：先将钢套管环套在锚杆杆体的上端，确保锚杆杆体顶端不超过钢套管侧面孔洞，确保后续连接锚栓可以通过，随后通过压力灌注的方式将环氧树脂胶注入钢套管与锚杆杆体的缝隙中，注胶时确保锚杆杆体位于钢套筒中心；再将锚杆扩大头环套在锚杆杆体的底端，采用压力灌注的方式将环氧树脂胶注入锚杆杆体与锚杆扩大头的缝隙中，确保两者连接牢固；最后将锚杆对中器安装在钢套管上；

(4)锚杆施工：使用钻孔机将锚杆杆体吊起放入锚杆钻孔中，安放时避免锚杆扭曲、弯曲及碰撞，采用压力注浆的方式通过注浆管进行水泥注浆，注浆压力不小于2.0MPa，注浆所用水泥砂浆的水泥强度及水灰比由实际施工要求确定，注浆完成后进行养护，养护时间不小于3天，养护期间不得在锚杆杆体上悬挂重物，不得随意敲击杆体，且避免碰撞；

(5)施加预紧力：先将预紧力钢垫板通过中心孔洞穿过锚杆杆体并压实，确保锚杆杆体位于预紧力钢垫板的中心；再将两个相同的工字梁平行布置在锚杆杆体两侧，确保两工字梁的间距不小于500mm；将紧锁锚固板与预紧力螺母安装在钢套筒上；将连接钢管环套在钢套管顶端，使用连接锚栓进行固定，连接后进行检查，以确保连接牢固；将反力梁垂直于两工字梁放置在工字梁中心，并使连接钢管穿过反力梁的孔洞，安装反力梁时避免磕碰到连接钢管后依次安装穿心千斤顶和紧锁螺母；施加预紧力前检查构件之间的连接是否紧密，确保预紧力施加过程中安全性及准确性；预紧力施加完成后拧紧预紧力螺母；随后穿心千斤顶进行卸载，按照安装次序的倒序依次拆除紧锁螺母、穿心千斤顶、反力梁、连接锚栓、连接钢管及两工字梁；

(6)基础底板施工：先将特制筋体环套在钢套筒上端，使用连接锚栓将特制筋体与钢套筒牢牢固定，再依次进行防水层的施工和底板主筋的绑扎，绑扎时将底板主筋与特制筋体绑扎在一起，以提高锚杆的外锚固强度，然后进行支模及底板混凝土的浇筑，浇筑完成之后进行混凝土的养护工作，养护时间不低于7天，具体的混凝土养护时间由实际工程需求确定。