一种预应力及非预应力热缩套管防腐锚杆

技术领域

本发明涉及锚杆的及锚杆的连接结构的防腐结构，尤其是热缩套管套缩预应力及非预应力锚杆主筋的锚杆。

背景技术

锚杆的种类也很多，如单主钢筋、多根主钢筋的锚杆等；采用主钢筋的锚杆的用途愈来愈多，尤其是建筑、道路、轨道施工中大量使用，对锚杆及连接结构处的防腐要求愈来愈高；抗浮锚杆的防水防腐要求高，鉴于抗浮锚杆数量多、直径小，造成抗浮锚杆节点难处理，一直是锚杆应用的一个痛点。抗浮锚杆耐久性措施主要有：保护层厚度，自由段充满防腐油脂，筋体喷刷环氧等涂料等。部分防腐措施施工难度大，施工质量难以保证，或者施工过程中容易破坏，实际操作困难。锚杆的主筋体的设计与使用寿命须按50Y+的方式来作要求，则主钢筋及连接结构(一般采用长度达到要求的连接螺母)的表面防腐更加值得重视。

热缩套管又名热收缩保护套管，现有为电线、电缆和电线端子提供绝缘保护。具有高温收缩、柔软阻燃、绝缘防腐防蚀等，广泛用于各种线束、焊点、电感的绝缘保护和金属管、棒的防锈、防蚀；热缩管阻燃、绝缘、耐温性能，热缩套管是一种特制的聚烯烃材质热收缩套管,也有EVA材质的。它具有柔软有弹性。受热(125度)会收缩，广泛应用于各种线束、焊点、电感的绝缘保护，金属管、棒的防锈、防蚀。目前常用在电线接头上，选合适的热缩管，套在电线接头上，用热风枪加热，热缩管收缩，就把接头套牢了。一般用电子，电器，电池等包装绝缘作用。通过使用热风机可以使之紧缩，起到绝缘，防护等功能。热缩管的材料主要是塑料，包括PVC，ABS，EVA，PET等等。

热缩套管是一种热收缩包装材料，遇热即收缩，常用的pvc热缩套管、pet热缩套管、辐照交联pe热缩套管、10KV高压母排保护热缩套管、35KV高压母排保护热缩套管、含胶双壁热缩套管、仿木纹热缩套管。热缩双壁套管(以下简称双壁管)是PE热缩套管里的一种高端产品(热熔胶+PE)；目前未见有预应力及非预应力热缩套管锚杆。

CN201310321525.0给出一种预应力钻锚注锚索及支护方法，预应力钻锚注锚索包括装有套头的中空注浆锚索和套筒、锁具、垫圈、托盘；套筒前端设有钻头，套筒上设有锚固孔和螺纹。中空注浆锚索带动套筒钻孔，反转时中空注浆锚索通过螺纹向里推进，其套头前端的金属钉刺破套筒内部的锚固剂包装，将锚固剂混合后通过套筒上的锚固孔排出，充满套筒与钻孔壁间的空隙，起到锚固作用。实现对松散煤岩的一次性钻锚注支护，既解决了松散煤岩钻孔卡钻塌孔致使锚索不易进入的难题。

CN201710363883一种克服抗浮固定直径锚头或扩大头锚杆体系变形的工法，当钻孔钻进至设计深度，能够开展高压旋喷施工或机械扩孔施工，放下锚杆的拉杆与固定直径锚头或扩大头，扩大头到位后扩大机构将扩大头扩大至设计尺寸，然后高压注浆或灌注混凝土在扩体段和整个自由段成桩；锚杆中拉杆采用能施加预应力的螺纹主钢筋；绑扎螺旋箍筋以及基底上的基础底板主钢筋，绑扎过程中避免碰撞预应力主钢筋；最后，支模浇筑基础混凝土基础底板。

CN2020106672629一种预应力无粘结锚杆主钢筋、锚杆及施工工法；CN2020105188239一种扩大头预应力混凝土锚杆施工工法；CN2020104738975一种带导向装置的预制预应力锚杆与施工方法和CN2020103929335一种锚杆的后张预应力施加装置均是预应力及非预应力热缩套管锚杆的应用；主钢筋可以是单根精轧锚杆主钢筋，也可以是数根锚杆主钢筋，数根锚杆主钢筋时承载板要有多孔和多根主钢筋的预应力施加装置；

抗浮抗拉组合锚杆组件(分有粘结、和无粘结锚杆两种)均有相应的工法。混凝土与锚杆内主钢筋是无粘结的，锚杆内主钢筋在管柱内或在热塑薄膜套内均可以伸缩或滑动，不会影响到后张法、即在施工现场施加预应力，在对主钢筋施加预应力同时再紧固螺母。

锚杆主要受力件用主筋主钢筋(包括主筋主钢筋或将主筋主钢筋通过连接螺母的主筋主钢筋连接结构)作为基本承力的结构，主筋主钢筋可以采用普通的主钢筋、包括精轧主钢筋或再加表面防腐的处理，无粘结锚杆主钢筋还能具有如下结构：主筋主钢筋表面设有防腐油脂层，防腐油脂层外设有热塑薄膜套；通过涂防腐油脂层装置涂防腐油脂层，涂防腐油脂层无粘结筋通过塑料挤压机涂刷聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜，再经冷却筒模成型塑料套(管)；在塑料套外采用包括混凝土或水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料包裹并凝结固化；预应力后施加在主筋主钢筋(固定完成后施加预应力)，形成预应力锚杆组件；将主筋主钢筋，用螺母锁定，张拉主钢筋施加预应力后，形成预应力锚杆组件。热塑薄膜套主钢筋、尤其是后张预应力抗浮抗拉主钢筋锚杆应用时，预应力的主筋主钢筋其实形成一自由段的主钢筋，具有应力施加的作用。

主钢筋的表面处理防腐是必须的。锚杆主钢筋的顶部通过埋入套住主钢筋(拉杆)的法兰螺母(成套件)固定，或可通过锚板并用螺母固定，与基础底板的主钢筋骨架体系连接，后张法施加应力(后加应力)时用法兰螺母(成套件)固定；注浆或灌注混凝土在主钢筋与孔的空隙处，完成预应力锚杆件；最后，安装支模浇筑混凝土基础底板固定锚板。而采用预制预应力锚杆组件时不需要后加应力。先张法无需要施加应力，已经制备成预制预应力单元。

主筋主钢筋的端部设有主钢筋笼或扩大直径(变直径)主钢筋笼，也需要设置连接螺母装置；再加以混凝土或水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料包裹之一并凝结固化；灌注混凝土或水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料包裹之，一并凝结固化，形成扩大头预应力锚杆桩应用。当锚杆连接的组件以及与变直径主钢筋笼、固定直径主钢筋笼、囊袋或变径笼、端板承压件或其他锚头进行连接时，采取在锚杆组件的下端，预留与变直径主钢筋笼、固定直径主钢筋笼、囊袋或其他锚头的长度相适应主钢筋，在锚头底部分与锚垫板进行连接(主钢筋的焊接或主筋通过连接螺母连接)，也可以留有适当的主钢筋长度，和成品锚头顶部用连接螺母连接；通过改进杆件和锚头，使锚杆组件与变直径主钢筋笼、固定直径主钢筋笼、囊袋或其他锚头成为一个有机整体。

构成无粘结先张或后张预应力抗浮抗拉主钢筋锚杆，防腐油脂层为防腐油脂、防腐沥青、聚合物材料或其他防腐材料。

锚杆组件主筋主钢筋，施加后张预应力锚杆组件内主钢筋的数量，是一根或者一根以上，但一般不多于10根(否则成混凝土桩了)，主钢筋的规格、性能、强度、直径可根据设计要求具体确定；预应力锚杆组件的长度、横截面的形状和面积，则根据具体的工程技术要求设定；当工程需要杆件的长度超长时，可以采取用螺母连接器的方式或其他方式，将两根或两根以上的主钢筋杆件加以连接，以达成所需的长度；主钢筋螺母连接器也可以预先埋设在锚杆内，主钢筋可以选用圆钢、钢管、钢绞线和其他型钢，型钢两端亦可以设有丝纹。

所述的锚杆组件和可变径主钢筋笼，立体几何形态覆盖很大的范围，此处不表。

适用领域包括但不限于抗浮抗拉的功能性应用，具体的应用包括建筑、道路、矿山开采、隧道桥梁、基坑和山体护坡、地质灾害处理；也用于抗压工程等领域。所述的预制预应力锚杆体，可以根据工程设计用途的需要，也可以作为预制预应力抗压桩使用。

预应力及非预应力锚杆的连接螺母需要的。热塑薄膜套管主钢筋(实施例中图中有显示)、尤其是后张预应力抗浮抗拉主钢筋锚杆应用时，预应力的主筋主钢筋其实形成一自由段的主钢筋，热塑薄膜套管可以是金属、PP、PE、PV、塑料等各种材质的套管。

发明内容

本发明目的是，提出一种预应力及非预应力热缩套管锚杆。可以保证锚杆件的简单涂装保护的不足，尤其是杆体通过连接螺母处的涂装层易损坏导致的保护层的损伤。

本发明技术方案是，预应力及非预应力热缩套管防腐锚杆，锚杆的主钢筋为1-5根，主钢筋采用连接螺母连接时，连接螺母连接锚杆的主钢筋到额定长度，锚杆主钢筋是精轧螺纹钢；螺母连接器或/与锚杆的主钢筋上均套上热塑薄膜套，热塑薄膜套的主钢筋及连接螺母再浇筑混凝土类固化材料。螺母连接器或再加锚杆的主钢筋上均套上热塑薄膜套并热风收缩，完成后再热塑薄膜套的主钢筋及连接螺母上再浇筑混凝土类固化材料。

主钢筋为1-5根分别采用热塑薄膜套，热缩套管当然要用相应温度的热风进行热缩处理。

亦可用于无粘结主钢筋：热缩套管直接套在主钢筋表面，热缩套管表面外再用油脂涂覆后再加塑料套。或精轧螺纹主钢筋表面设有防腐油脂层，防腐油脂层外设有热缩套管，热缩套管受热收缩握裹紧锚筋，起到锚杆防腐作用。

锚杆的主钢筋多根式锚杆主钢筋，一般不超过5根。2-5根最为经常。

本发明适用领域包括但不限于抗浮抗拉的功能性应用，具体的应用包括建筑、道路、矿山开采、隧道桥梁、基坑和山体护坡、地质灾害处理；也用于抗压工程等领域。所述的预制预应力锚杆杆体，可以根据工程设计用途的需要，也可以作为预制预应力抗压桩使用。

有益效果：本发明预应力及非预应力热缩套管锚杆可以保证锚杆件的简单涂装保护的不足，以及连接螺母处的易损坏导致的保护层的损伤。(预制)预应力连接锚杆在地下室抗浮、基坑支护等有着很大的应用范围和价值。本发明通过先张或后加预应力锚杆的运用，使其承载力达到设计所需要的施加预应力值，预应力锚杆自由段的变形量可以不断调节，同时本方案施工更加简单，对基础的施工基本无影响。对于提高工程质量和技术的安全性，有着积极的作用。本发明尤其是锚杆与下端与变径主钢筋笼及注浆体或混凝土锚头的结合在力学上得到强大基础支撑，且抗拉力传递可靠。本发明可以保证锚杆件的简单涂装保护的不足，尤其是杆体通过连接螺母处的涂装层易损坏导致的保护层的损伤。本发明也可以用于无粘结的主钢筋。

附图说明

图1、图2为两种主筋上面套有热缩套管的等直径锚杆大样图，底部承压件不限以上形式；

图3、图4为两种主筋上面套有热缩套管的等直径锚杆大样图，注浆材料中加有纤维。底部承压件不限以上形式；

图5、图6为两种主筋上面套有热缩套管的扩大头锚杆大样图，底部承压件不限以上形式；

图7、图8为两种主筋上面套有热缩套管的扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维。底部承压件不限以上形式；

图9为一种主筋上面套有热缩套管的螺旋筋扩大头锚杆大样图；

图10为一种主筋上面套有热缩套管的固定筋扩大头锚杆大样图；

图11为一种主筋上面套有热缩套管的螺旋筋扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维；

图12为一种主筋上面套有热缩套管的固定筋扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维；

图13为一种主筋上面套有热缩套管的简易地锚扩大头锚杆大样图；

图14为一种主筋上面套有热缩套管的有拉杆的地锚扩大头锚杆大样图；

图15为一种主筋上面套有热缩套管的简易地锚扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维；

图16为一种主筋上面套有热缩套管的有拉杆的地锚扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维；

图17为一种主筋上面套有热缩套管的变直径主钢筋笼扩大头锚杆大样图，主钢筋笼不限于以上形式；

图18为一种主筋上面套有热缩套管的变直径主钢筋笼扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维。主钢筋笼不限于以上形式；

图19、图20为两种主筋上面套有热缩套管的囊式扩大头锚杆大样图；

图21、图22为两种主筋上面套有热缩套管的囊式扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维；

图23、图24为两种主筋上面套有热缩套管的囊式变直径主钢筋笼扩大头锚杆大样图。主钢筋笼不限于以上形式；

图25、图26为两种主筋上面套有热缩套管的囊式变直径主钢筋笼扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维。主钢筋笼不限于以上形式；

图27为一种主筋上面套有热缩套管的带有网笼的变直径纤维笼扩大头锚杆大样图。纤维笼不限于以上形式；

图28为一种主筋上面套有热缩套管的带有网笼的变直径纤维笼扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维。纤维笼不限于以上形式；

图29为一种主筋上面套有热缩套管的带有网片的变直径纤维笼扩大头锚杆大样图。纤维笼不限于以上形式；

图30为一种主筋上面套有热缩套管的带有网片的变直径纤维笼扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维。纤维笼不限于以上形式；

图31、图32为两种主筋上面套有热缩套管的囊式变直径纤维笼扩大头锚杆大样图。纤维笼不限于以上形式。注浆材料中可加有纤维；

图33为一种主筋上面套有热缩套管的拓展式承压板扩大头锚杆大样图，拓展式承压板不限于以上形式；

图34为一种主筋上面套有热缩套管的拓展式承压板扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维。拓展式承压板不限于以上形式；

图35为一种主筋上面套有热缩套管的带有网笼的拓展式承压板扩大头锚杆大样图，拓展式承压板不限于以上形式；

图36为一种主筋上面套有热缩套管的带有网笼的拓展式承压板扩大头锚杆大样图，注浆材料中加有纤维。拓展式承压板不限于以上形式；

图37、图38为两种主筋上面套有热缩套管的囊式拓展式承压板扩大头锚杆大样图，拓展式承压板不限于以上形式。注浆材料中可加有纤维；

图39为一种主筋上面套有热缩套管的树根形地锚扩大头锚杆大样图，树根形地锚锚头不限于以上形式。注浆材料中可加有纤维；

图40为一种主筋上面套有热缩套管的带有网片的树根形地锚扩大头锚杆大样图，树根形地锚锚头不限于以上形式。注浆材料中可加有纤维；

图41为一种主筋上面套有热缩套管的囊式树根形地锚扩大头锚杆大样图，树根形地锚锚头不限于以上形式。注浆材料中可加有纤维；

图42为一种主筋上面套有热缩套管的双层树根形地锚扩大头锚杆大样图，树根形地锚锚头层数和样式不限于以上形式。注浆材料中可加有纤维；

图43为一种主筋上面套有热缩套管的带有网片的双层树根形地锚扩大头锚杆大样图，树根形地锚锚头层数和样式不限于以上形式。注浆材料中可加有纤维；

图44为一种主筋上面套有热缩套管的囊式双层树根形地锚扩大头锚杆大样图，树根形地锚锚头层数和样式不限于以上形式。注浆材料中可加有纤维；

图45为本发明主钢筋锚杆连接装置结构示意图。

图46为本发明自由段主钢筋(上半段)和有粘结段(锚固段，下半段)主钢筋锚杆的(预制)连接结构示意图；有粘结段(锚固段，下半段)主钢筋锚杆的主钢筋延伸到上半段，从而使上半段能够后加应力现场浇筑。

图47为本发明无粘结主钢筋锚杆(自由段，上半段)和无粘结段(锚固段，下半段)主钢筋锚杆的(预制)连接结构示意图；也是本发明的基本结构，图1-46的应用均是基于图47结构的各种基本应用。

具体实施方式

如图所示，尤其是图45-47的标注，未标的附图均是本发明的各种应用；锚杆主钢筋1、螺母连接器2、热缩套管3、混凝土或砂浆4浇筑后的锚杆或称锚杆件、混凝土或砂浆4浇筑制备的主筋或精轧粗主钢筋外层；锚杆或称锚杆件的端部可以再设有固定板或承载板。

无粘接主钢筋锚杆的主筋外层设有防腐油脂层、可再设有热塑薄膜套。

热缩套管3尤其是套住螺母连接器，两根(以上)预应力或非预应力锚杆通过连接装置连接在一道；连接装置为连接螺母连接两锚杆的主钢筋，连接螺母上及覆盖螺母的长度并加余量亦采用或两预应力锚杆通过法兰或主钢筋焊接连接，两预应力锚杆的主钢筋分别固定于法兰并由螺栓连接两法兰，采用半径大于锚杆的两法兰，两法兰的外围螺栓连接，或两法兰用抱箍螺栓锁定(锁锚结构)，直接主钢筋焊接不用法兰也是可用的。热塑薄膜套管可以是PP、PE、PVC、其它塑料等各种材质的套管，以及双层材料的热塑薄膜套管，其应用均可采用各种现有技术。PP、PE、PVC的成本低，在耐候等效果上亦很好。

预制的组合装配式抗浮抗拉锚杆分有粘结和无粘结主钢筋两种主筋结构、采用浇筑混凝土外套管或独立外套管柱部件。

预制的预应力锚杆是混凝土的凝结力量将主钢筋预应力锚固的先张式预制预应力锚杆，或是独立外套管柱部件与主钢筋锁定锚固的预应力锚杆。

预制的预应力锚杆可以混凝土等的凝结力量将主钢筋预应力锚固，亦可以有独立外套管柱部件与主钢筋锚固，也可以是后张式预应力锚杆。后张式预应力锚杆是指锚杆的预应力的施加是在完成锚杆释放后在施工现场施加预应力，并立即锚固预应力，一般采用锚固螺母和用混凝土外套管或独立外套管柱部件，也可以用混凝土现场锚固，但此方式装置且锚固时间较长。

所述管柱为锚杆主钢筋的管柱形外套，用锚杆主钢筋穿过管柱，用中央有孔且大于管柱内径的承载板置于成品管柱的两端，承载板表面露出的锚杆被施加应力时用螺母将主钢筋端固定在承载板或将主钢筋端焊接或螺母固定在承载板上，主钢筋是单根精轧锚杆主钢筋，或是数根精轧锚杆主钢筋，数根精轧锚杆主钢筋时承载板要有多孔和多根主钢筋的预应力施加装置。

混凝土预制的管柱的抗浮抗拉锚杆下端连接结构为扩大头的注浆体或混凝土。当采用变直径主钢筋笼，浇筑形成一个直径大于混凝土预制的管柱的混凝土基础，包裹住变直径主钢筋笼，锚杆主钢筋下端螺母连接或焊接固定变直径主钢筋笼主筋的上端。

采用无粘结锚杆主钢筋，无粘结锚杆主钢筋表面设有防腐油脂层，防腐油脂层外设有热塑薄膜套。

组合锚杆的锚杆主钢筋采取用螺母连接器或焊接的方式，将两根或两根以上的锚杆主钢筋杆单元连接成所需的长度。主钢筋螺母连接器能预先埋设在锚杆内。

锚杆组件内的锚杆主钢筋，是一根至5根的并联。

组合锚杆为先张式预应力抗浮抗拉主钢筋锚杆，所述管柱为锚杆主钢筋的管柱形外套，用锚杆主钢筋穿过管柱，用中央有孔且大于管柱内径的承载板置于成品管柱的两端，承载板表面露出的锚杆被施加应力时用螺母将主钢筋端固定在承载板或将主钢筋端焊接固定在承载板上，主钢筋是单根精轧锚杆主钢筋，或是数根精轧锚杆主钢筋，数根精轧锚杆主钢筋时承载板要有多孔和多根主钢筋的预应力施加装置。成品管柱指混凝土或水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料浇筑制备，管柱内部可以设有主钢筋骨架。

亦可以在管柱内预埋预应力计量器、和光纤回路，可以随时监测预制预应力锚杆预应力施加保有状态，对偏离标准的情况，以便采取有效措施和方法及时调整和修正；同时为成品锚杆的智能化和全使用周期的质量监控准备必要的条件；通过5G、互联网、区块链、大数据、二维码、三维码等科学的技术和方法，对其在地下存在的状态、工程安全性能、质量状况等，可以进行全程和主要节点动态和可追溯识别和检测，保证桩基的安全性和稳定性。

变直径主钢筋笼主筋并不需要预应力，从而形成一个直径大于混凝土预制的管柱的混凝土基础，此基础通过注浆管注浆；具有更大的抗拉及抗压的能力。)因此，本发明管柱是混凝土预制的管柱组合装配式抗浮抗拉锚杆组件组合件的一个重要元件。锚杆主钢筋下端固定主筋的上端；尤其是螺接或焊接等方式固定。

延长接续式锚杆是锚杆能够接续成延长化的杆件并最后成为组件。经组合装配锚杆组件构成一个实际应用抗压抗拉(主要是抗拉，且效果更好)的工程件。

锚杆主要受力件用主筋主钢筋(包括主筋主钢筋或将主筋主钢筋通过连接螺母的主筋主钢筋连接结构)作为基本承力的结构，主筋主钢筋可以采用普通的主钢筋、包括精轧主钢筋或再加表面防腐的处理，无粘结锚杆主钢筋还能具有如下结构：主筋主钢筋表面设有防腐油脂层，防腐油脂层外设有热塑薄膜套；通过涂油装置涂油，涂油无粘结筋通过塑料挤压机涂刷聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜，再经冷却筒模成型塑料套(管)；在塑料套外采用包括混凝土或水泥砂浆、水泥浆或其他能固化材料包裹并凝结固化；预应力后施加在主筋主钢筋(固定完成后施加预应力)，形成预应力锚杆组件；将主筋主钢筋，用螺母锁定，张拉主钢筋施加预应力后，形成预应力锚杆组件。

本发明热塑薄膜套主钢筋、尤其是后张预应力抗浮抗拉主钢筋锚杆应用时，预应力的主筋主钢筋其实形成一自由段的主钢筋，但不再伸长，具有应力施加的作用。

每个锚杆单元的端部设有一固定的螺母连接器或其它主钢筋连接结构与另一个长度的锚杆单元连接，采用螺母连接器时，与相邻单元的端部主钢筋与的固定的螺母连接器匹配；例如：每个预应力预制锚杆件单元(尤其是各种预制预应力锚杆件单元)制备或准备成3、4、5、7米定尺的单元(净长度)，用不同的定尺的单元相互用内嵌的连接螺母13连接成不同长度需求的锚杆件，例如，两根不同定尺的锚杆单元可以方便接成从7到14米的不同长度的锚杆件。三根不同定尺的锚杆可以方便接成15到21米的不同长度的锚杆件。三根或更长的锚杆连接在附图中未画出，但这没超出本发明的范围。优先采用预制预应力锚杆件单元。

以上所述仅为本发明的实施案例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则和原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均已经包含在本发明的保护范围之内。