一种无粘结预应力防渗锚索

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是涉及一种无粘结预应力防渗锚索。

背景技术

随着经济的迅速发展，城市建设的加速，城市用地日益紧张，地下室开发、利用得到开发商的重视，并且对地下室空间的利用要求逐渐提高，地下室面积越来越大，深度也越来越深，因此地下室结构受到浮力也越来越大，如何解决地下室的抗浮问题已经成为一个经常面临的问题，引起工程师的广泛关注。近年来较多的地下室采用锚杆作为结构抗浮计算依据。

即由钻孔穿过软弱岩层，把一端锚固在坚硬的岩层中，然后在另一个自由端时行张拉，锚固在建筑结构底板上，从而对结构底板施加压力，对砼底板产生锚固，使砼底板有抗浮的作用，即为抗浮锚杆预应力。抗浮锚杆在国内外都有广泛的应用，应用领域涉及水利水电、工业与民用建筑环境治理、军用工程等等。但现有抗浮锚杆普遍存在钢材易锈蚀，使用耐久性较差的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种无粘结预应力防渗锚索，用于解决或部分解决现有抗浮锚杆普遍存在钢材易锈蚀，使用耐久性较差的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无粘结预应力防渗锚索，包括若干根无粘结钢绞线，在若干根所述无粘结钢绞线的两端之间，沿无粘结钢绞线的长度方向设有至少一个止水承载组件，所述止水承载组件包括止水板和支撑架，所述止水板用于穿过所述无粘结钢绞线且与所述无粘结钢绞线密封配合，所述支撑架连接于所述止水板朝向无粘结钢绞线前端的一侧。

在上述方案的基础上，所述止水承载组件还包括与若干根所述无粘结钢绞线一一对应连接的密封压管，所述密封压管的一端从所述止水板连接所述支撑架的一侧穿过所述止水板并紧固于所述止水板，所述密封压管用于供所述无粘结钢绞线穿过。

在上述方案的基础上，所述密封压管的外壁上设有台阶面，所述台阶面与所述止水板连接支撑架的侧面抵接，且所述台阶面和所述止水板之间设有密封垫。

在上述方案的基础上，所述密封压管通过螺母在所述止水板背离所述支撑架的一侧进行紧固。

在上述方案的基础上，所述支撑架远离所述止水板的一端具有向内的弯折部。

在上述方案的基础上，若干根所述无粘结钢绞线的末端从砼底板的内侧穿出所述砼底板并锚固连接于所述砼底板的外表面。

在上述方案的基础上，所述无粘结钢绞线穿过用于设置在砼底板外表面的锚垫板，并通过锚具锚固；锚垫板朝向砼底板的一侧连接有预埋钢筋，预埋钢筋位于砼底板的内部。

在上述方案的基础上，所述锚垫板在背离所述砼底板的一侧密封连接有密封罩，所述密封罩位于所述锚具和所述无粘结钢绞线的外围；所述密封罩的内部填充设有防腐填充料。

在上述方案的基础上，若干根所述无粘结钢绞线的前端连接有前端承载组件，所述前端承载组件包括承载板和导向支架组件，若干根所述无粘结钢绞线的前端分别固定连接于所述承载板，所述导向支架组件在所述承载板背离所述无粘结钢绞线的一侧固定连接于所述承载板。

在上述方案的基础上，所述导向支架组件包括若干个导向架，若干个导向架沿所述承载板的周向均匀连接于所述承载板，若干个所述导向架远离所述承载板的一端汇总连接于固定套。

(三)有益效果

本发明提供的一种无粘结预应力防渗锚索，沿无粘结钢绞线的长度方向设置止水承载组件，具体设置止水板和支撑架可形成压力型抗浮锚杆，通过采用无粘结钢绞线和多段锚固承载结构方式，可增加抗拔力，改善锚固效果，有利于解决地下水上浮与建筑物重力形成的作用剪切力造成底板、柱梁开裂现象。

附图说明

图1为本发明提供的无粘结预应力防渗锚索的整体示意图；

图2为本发明中止水承载组件的示意图；

图3为本发明中止水承载组件中密封垫的示意图；

图4为本发明中无粘结钢绞线末端的锚固示意图；

图5为本发明中前端承载组件的结构示意图；

图6为本发明中导向支架组件的示意图；

图7为本发明中紧固管的示意图；

图8为本发明中密封压管的示意图。

附图标记说明：

其中，1、无粘结钢绞线；2、承载板；3、导向架；4、固定套；5、紧固件；6、密封罩；7、紧固管；71、凸台；8、螺母；9、密封垫；10、防腐介质；11、挤压件；12、密封压管；121、台阶面；13、螺旋筋；14、约束圈；15、隔离支架；16、止水板；17、支撑架；18、密封压管；19、密封垫；20、螺母；21、锚垫板；22、锚具；23、密封罩；24、防腐填充料；25、螺母；26、固定板；27、工作夹片；28、密封垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1，本发明实施例提供一种无粘结预应力防渗锚索，该无粘结预应力防渗锚索包括若干根无粘结钢绞线1，在若干根所述无粘结钢绞线1的两端之间，沿无粘结钢绞线1的长度方向设有至少一个止水承载组件，所述止水承载组件包括止水板16和支撑架17，所述止水板16用于穿过所述无粘结钢绞线1且与所述无粘结钢绞线1密封配合，所述支撑架17连接于所述止水板16朝向无粘结钢绞线1前端的一侧。

无粘结钢绞线1为锚索的主体部件。锚索的前端伸入钻孔中抵达钻孔的底部，锚索的末端与建筑的砼底板层相连，从而将建筑固定在岩层等地质层中，对建筑施加拉拔力，提高建筑的抗浮性能。沿无粘结钢绞线1的长度方向上可设置止水承载组件。支撑架17连接在止水板16朝前的一侧，用于在锚索设置止水承载组件的部位起到一定的导向作用以及锚固作用，增加抗拔摩阻。

本实施例提供的一种无粘结预应力防渗锚索，沿无粘结钢绞线1的长度方向设置止水承载组件，具体设置止水板16和支撑架17可形成压力型抗浮锚杆，通过采用无粘结钢绞线1和多段锚固承载结构方式，可增加抗拔力，改善锚固效果，有利于解决地下水上浮与建筑物重力形成的作用剪切力造成底板、柱梁开裂现象。止水板16与无粘结钢绞线密封配合，能起到阻隔、防止基础水即地下水通过无粘结钢绞线外壁缝隙和钢绞线线径绞合的内部缝隙的上渗；能有效阻止地下水对止水承载组件的渗入，从而有效阻止钢材锈蚀，保证抗浮锚杆的耐久性。

进一步地，支撑架17包括若干个独立的导向架，若干个导向架沿止水板16的周向均匀连接于止水板16。支撑架17的若干个导向架的前端可相互独立，也可汇总连接于固定套。止水承载组件的具体设置数量以及具体设置部位可根据不同底层土质构造来设置，以提高抗拔力。即在需要加固增加抗拔力的部位，可增设止水承载组件。支撑架17可通过螺纹和螺母固定在止水板16上。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，所述止水承载组件还包括与若干根所述无粘结钢绞线1一一对应连接的密封压管18，所述密封压管18的一端从所述止水板16连接所述支撑架17的一侧穿过所述止水板16并紧固于所述止水板16。可通过螺母20紧固在止水板16背离支撑架17的一侧。螺母20和止水板16之间可设置密封垫。所述密封压管18用于供所述无粘结钢绞线1穿过。密封压管18与无粘结钢绞线1密封配合。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图8，所述密封压管18的外壁上设有台阶面，所述台阶面与所述止水板16连接支撑架17的侧面抵接。参考图2，且所述台阶面和所述止水板16之间设有密封垫19。

具体的，参考图3，密封垫19呈L型。密封垫19的横侧边插入止水板16上与密封压管18对应的开孔中，密封垫19的竖侧边夹设在密封压管18的台阶面和止水板16之间，有利于更好的进行密封。止水承载组件具有较好的防渗效果。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，所述密封压管18通过螺母20在所述止水板16背离所述支撑架17的一侧进行紧固。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述支撑架17远离所述止水板16的一端具有向内的弯折部。即支撑架17整体呈L型，有利于起到更好的锚固作用。

在上述实施例的基础上，进一步地，若干根所述无粘结钢绞线1的末端从砼底板的内侧穿出所述砼底板并锚固连接于所述砼底板的外表面。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图4，所述无粘结钢绞线1穿过用于设置在砼底板外表面的锚垫板21，并通过锚具22锚固；锚垫板21朝向砼底板的一侧连接有预埋钢筋，预埋钢筋位于砼底板的内部。

若干根无粘结钢绞线1的末端穿过砼底板；若干根无粘结钢绞线1的末端穿出砼底板的外表面，穿过锚垫板21并通过锚具22锚固在砼底板的外表面。锚垫板21朝向砼底板的一侧连接有预埋钢筋，预埋钢筋位于砼底板的内部。进一步地，在砼底板的外表面内侧，若干根无粘结钢绞线1的外围同样可设有螺旋筋。螺旋筋可连接于锚垫板21，如图1所示。

在上述实施例的基础上，进一步地，若干根无粘结钢绞线1设于注浆孔中，且注浆孔和砼底板的内表面之间设有止水件。注浆孔即为钻孔，用于放置锚索后进行注浆。设置止水件可提高防水性能。止水件可预埋设于砼底板的内部并延伸至注浆孔处。止水板16可通过预埋钢筋锚固连接于砼底板。可设置中心注浆管，在锚索穿入注浆孔中后，可通过中心注浆管向钻孔中进行注浆。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图4，所述锚垫板21在背离所述砼底板的一侧密封连接有密封罩23，所述密封罩23位于所述锚具22和所述无粘结钢绞线1的外围；所述密封罩23的内部填充设有防腐填充料24。进一步地，若干根无粘结钢绞线1的末端穿过锚具22之后依次再穿过固定板26，然后通过螺母25紧固在固定板26上。固定板26和锚具22之间设有工作夹片27。锚具22、固定板26、工作夹片27和螺母25均位于密封罩23的内部，具有良好的防水密封性能。且通过在密封罩23内部填充防腐填充料24，可实现无粘结钢绞线1末端的牢固固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，若干根所述无粘结钢绞线的前端连接有前端承载组件，所述前端承载组件包括承载板和导向支架组件，若干根所述无粘结钢绞线的前端分别固定连接于所述承载板，所述导向支架组件在所述承载板背离所述无粘结钢绞线的一侧固定连接于所述承载板。若干根无粘结钢绞线1的前端分别与承载板2相连，承载板2朝前的一侧连接有导向支架组件。即无粘结钢绞线1和导向支架组件位于承载板2的两侧。

本实施例提供的一种无粘结预应力防渗锚杆承载体，在无粘结钢绞线1的前端连接设置承载板2和导向支架组件，首先在无粘结钢绞线1穿入钻孔时可起到导向作用，便于锚索顺利穿入钻孔中；其次，当钻孔底部未清理彻底时，因为导向支架组件位于锚索的最前端，从而锚索穿入底部后可保证承载板2与淤泥等钻孔底部地质层产生一定距离，保证后期注浆的有效性，提高抗拉拔力和锚固效果；另外，导向支架组件还可起到一定的锚固效果，可增加锚索抗拔摩阻，进一步地提高锚索整体抗拉拔力和锚固效果。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述导向支架组件包括若干个导向架，若干个导向架沿所述承载板的周向均匀连接于所述承载板，若干个所述导向架远离所述承载板的一端汇总连接于固定套。

具体的，参考图5和图6，本实施例提供的前端承载组件中导向支架组件由三根圆钢压制成型，前端按角度等分并焊、套入固定套4再行焊接。其中后端制作螺纹端穿入承载板2后用紧固件5可为紧固螺母8紧固连接。该导向支架组件的连接设置结构可较好的起到穿入钻孔时的导向作用，以及在承载板2和钻孔底部之间形成相对空间保证后期注浆的有效性，且可增加抗拔摩阻。

进一步地，导向支架组件的导向架3也可为方钢等其他形状，导向架3与承载板2之间也可通过焊接等方式连接，导向架3的具体数量也可为其他，可根据实际需要灵活设置导向架3的形状、数量以及连接方式，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图5，承载板2在连接导向支架组件的一侧密封连接有密封罩6，密封罩6位于若干根所述无粘结钢绞线1的外围。使得密封罩6内部的无粘结钢绞线1处于封闭空间中，可起到阻隔、防止基础水即地下水通过无粘结钢绞线1外壁缝隙和钢绞线线径绞合的内部缝隙的上渗。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图5，所述承载板2连接导向支架组件的侧面构造有凸出的侧壁面，密封罩6与所述侧壁面连接且所述密封罩6和承载板2之间设有密封垫9。密封垫9用于实现密封罩6和承载板2之间的密封连接。具体的，密封罩6可呈一端开口的筒状结构，承载板2连接导向支架组件的侧面上设有凸台，凸台的侧面形成与密封罩6配合连接的侧壁面。密封罩6的开口端可与凸台的侧壁面螺纹连接或焊接等。进一步地，也可在承载板2的侧面上设置连接槽，密封槽的开口端可插入连接槽中进行连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，前端承载组件还包括依次穿过密封罩6和承载板2的紧固管7。紧固管7位于承载板2背离导向支架组件一侧的端部用于与中心注浆管密封连接。具体的，参考图7，紧固管7的外壁上可设置凸台71，凸台71与承载板2背离导向支架组件的侧面抵接。中心注浆管可通过螺纹或焊接等与紧固管7连接。且中心注浆管与紧固管7之间在连接处可设置密封垫9。凸台71与承载板2的侧面之间也可设置密封垫9，实现密封连接。

所述紧固管7位于所述密封罩6外部的端部密封紧固于所述密封罩6。该端部可连接螺母8，通过螺母8紧固在密封罩6的外表面上。且螺母8和密封罩6之间可设置密封垫9进行密封。

在上述实施例的基础上，进一步地，若干根所述无粘结钢绞线1的前端穿过所述承载板2在所述承载板2背离无粘结钢绞线1的一侧挤压安装于所述承载板2。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图5，若干根所述无粘结钢绞线1的前端一一对应连接有密封压管12，所述密封压管12的一端从所述承载板2背离所述导向支架组件的一侧穿过所述承载板2并紧固于所述承载板2。可通过螺母8紧固在承载板2连接导向支架组件的侧面上。螺母8和承载板2之间可设置密封垫9。所述密封压管12用于供所述无粘结钢绞线1穿过。参考图8，密封压管12的外壁上可设置台阶面121，台阶面121抵接在承载板2背离导向支架组件的侧面上。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述密封压管12和所述承载板2背离所述导向支架组件的侧面之间设有密封垫9。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图5，前端承载组件还包括与所述无粘结钢绞线1一一对应设置的挤压件11，所述挤压件11用于在所述承载板2连接所述导向支架组件的一侧套设在所述无粘结钢绞线1的外部。无粘结钢绞线1穿出密封压管12位于承载板2连接导向支架组件一侧的部分外部套设有挤压件11。可为挤压套或挤压簧。

进一步地，承载板2背离导向支架组件的一侧连接有设在若干根所述无粘结钢绞线1的外围的螺旋筋13。参考图1，本实施例中在承载体的承载板2的朝后一侧连接有螺旋筋13，螺旋筋13位于承载板2连接的无粘结钢绞线1的外围。

在上述实施例的基础上，进一步地，从无粘结钢绞线1的前端至末端，若干根所述无粘结钢绞线1上依次交错设有约束圈14和隔离支架15。即从无粘结钢绞线1的前端开始，先设置一个约束圈14，然后再设置一个隔离支架15，依次交错设置。使得无粘结钢绞线9的分布更加有序，有利于无粘结钢绞线1在钻孔中更好的分布，从而提高抗拔力。

进一步地，止水板的前侧紧邻设置的是隔离支架15；可便于无粘结钢绞线1与止水板的连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例涉及建筑地下工程领域，公开了一种无粘结预应力防渗锚索；包括无粘结钢绞线1、前端承载组件、止水承载组件和末端锚固组件。前端承载组件包括一端三等分圆钢焊合的导向支架、承载板2、挤压套、紧固管7、密封压管12、密封罩6以及设于结构件固定的其它附件；前置锚固端即前端是由承载板2与导向支架即承载体相连形成相对空间，挤压后无粘结钢绞线1穿入承载板2，由密封压管12、挤压套、螺栓对挤压端无粘结钢绞线1进行轴向固定，防止无粘结钢绞线1穿动，在承载板2后安置螺旋筋13。后续无粘结钢绞线1在相对距离安装约束圈14和隔离支架15。

中间锚固端同样是由止水板与支撑架即止水承载组件相连形成相对空间，挤压后无粘结钢绞线1穿入止水板，由密封压管18对挤压端无粘结钢绞线1进行轴向固定，防止无粘结钢绞线1穿动。同样在后续无粘结钢绞线1在相对距离安装约束圈14和隔离支架15。尾端前置止水件，尾部张拉端由螺旋筋13、锚垫板21、锚具22、夹片组合而成。本实施例提供的一种建筑地下工程的抗浮型锚索，通过前置和阶段的多端承载锚固，经张拉后实现工作索的强劲的锚固抗拔力，解决了普通抗浮锚杆的抗拔力小的问题。

固定套4用于导向支架的固定，增加导向性。导向架3起导向对中，增加抗拔力的作用，避免因底孔沉渣引起的承载体端混凝土强度不足。中心注浆管用于高压注浆。密封罩6用于包括内置的固定端锚具的锚固结构体、钢绞线/压套管、承载体间的密封防护。密封罩6内部填充有防护介质10。防护介质10防护内置锚具结构总成的防锈、防渗漏。钢绞线与锚具(挤压套/簧)的咬合连接，其咬合抗拔力满足GB/T14370-2015要求。承载板2是锚具在钢绞线相对作用力下，承载板2在混凝土支撑下的承压、抗扰能力满足要求。密封压管12是通过对钢绞线外套的挤压粘合，同时在与承载板2连接时密封，保证钢绞线与锚固端接口的密封。螺旋筋13用于增强锚下端混凝土强度。无粘结钢绞线1是锚下固定端与锚上结构端连接载体，同时是双向作用力的承载体。

约束圈14与隔离支架14组合使用增加钢绞线摩阻，改善混凝土结构体的力学性能。隔离支架15保证钢绞线安装的均布，保证受力体受力均匀，同时与钢绞线中心约束圈组合形成摩阻和力学性能。锁紧螺母25、20和8是连接件紧固密封作用。锚具，钢绞线与锚具的咬合连接，其咬合抗拔力满足GB/T14370-2015要求。密封压管12和18是通过对钢绞线外套的挤压粘合、密封，采用密封垫与螺母紧固保证钢绞线与止水板端接口的密封，阻断地下水的上渗。止水板阻隔、防止基础水的上渗，与部件压套管、密封垫、锁紧螺母配套。支撑架，导正、加固止水板，加强承载体混凝土强度。螺旋筋，增强锚下端混凝土强度。锚垫板，是锚具在钢绞线相对作用力下，承载板在混凝土支撑下的承压、抗扰能力满足要求。工作夹片，对张拉后锚具的锚固锁定。密封罩6和23，保护内置：张拉端锚具的锚固锁紧、放松结构体、无粘结钢绞线、承载体间的密封防护。防腐填充料例如水泥砂浆，充填锚具密封罩内张拉端锚具间缝隙，防渗漏。

钢绞线中心约束圈14与隔离支架组合使用增加钢绞线摩阻，改善混凝土结构体的力学性能。钢绞线隔离支架保证钢绞线安装的均布，保证受力体受力均匀，同时与钢绞线中心约束圈14组合形成摩阻和力学性能。锁紧螺母8是连接件紧固、密封作用。密封垫9设于固定端锚具的锚固结构体：钢绞线与压管、承载体间；中心注浆管与防护罩的密封防护。

本实施例提供的一种无粘结预应力防渗锚索，通过前置承载锚固，经张拉后实现工作索的强劲的锚固抗拔力，解决了普通抗浮锚杆的抗拔力小的问题。

承载体的导向架3和承载板2之间螺母8连接便于装配安装；导向架3的主要功能是：锚索穿入钻孔时的导向；当钻孔底部未清理彻底时，锚索穿入底部后保证承载板2与淤泥产生一定距离，保证后期注浆的有效性；增加抗拔摩阻。后置锚固端导向支架同样是由三根圆钢压制成型，按角度等分穿入承载板2后用螺母8紧固连接或焊接。后置锚固端是根据不同底层土质构造来增设变化，提高抗拔力。定位压板是将挤压后的无粘结钢绞线1固定在承载板2上。防止承载板2与无粘结钢绞线1之间穿动。

锚索整体安装步骤：按图纸要求取前置锚固端和后置锚固端所需无粘结钢绞线1长度、数量，在无粘结钢绞线1同一端剥离100mm长度PE护套；在相对位置依次穿入承载板2、螺旋筋13、约束圈14、隔离架等相应部件；在无粘结钢绞线1护套剥离端用挤压器挤压安装；对各部件在相对位置进行固定安装。

导向架3与承压钢板即承载板2通过螺栓连接，较好的避开端部沉渣，提高抗拔力。本实施例提供的建筑用抗浮型锚索能用于不同数量和不同规格的无粘结钢绞线1(例如φ12.7，φ15.2，φ17.8，φ21.6，φ21.8等)以及实现分端承载。该抗浮型锚索在施工中需要承载板2来固定，锚杆、承载板2、导向支架能加强锚杆的承载力，能有效提高施工质量和进度。

在无粘结钢绞线的前端连接设置多段承载板和导向支架形成压力型抗浮锚杆，可保证构件受拉边缘混凝土不产生拉应力。通过导向支架解决了钻孔时沉渣处理不净的问题，通过采用无粘结钢绞线和多段锚固承载体结构方式，解决了地下水上浮与建筑物重力形成的作用剪切力造成底板、柱梁开裂现象；采用无粘结钢绞线可大大提高钢绞线的防腐性能，有利于提高锚索使用寿命，解决了抗浮锚杆金属表体常年在地下环境中的产生锈蚀所导致的锚固抗拔力失效而无法满足建筑物的设计使用年限。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。