[發(fā)明專(zhuān)利]輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110707205.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113431076A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜嵐;皮柯洋;羅曼平;陳若恒;胡云昊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02D27/42
• 分類(lèi)號(hào): E02D27/42;E02D37/00;E02D5/74
• 代理公司: 宜昌市三峽專(zhuān)利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置，其特征是：它包括錨桿(1)、鉆頭(2)、接頭(3)、止?jié){塞(4)、墊板(5)和螺母(6)；所述鉆頭(2)和接頭(3)分別為位于錨桿(1)的兩端與其連接，止?jié){塞(4)、墊板(5)和螺母(6)與錨桿(1)桿體配合，止?jié){塞(4)朝向鉆頭(2)端，螺母(6)朝向接頭(3)端，墊板(5)位于止?jié){塞(4)和螺母(6)之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置，其特征是：所述錨桿(1)的桿體為外螺紋結(jié)構(gòu)，螺母(6)與其螺紋配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置，其特征是：所述鉆頭(2)為十字結(jié)構(gòu)，十字端頭的直徑大于錨桿(1)的直徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置，其特征是：所述接頭(3)兩端設(shè)置凸起的插接柱(31)，其中一端的插接柱(31)與錨桿(1)端頭的矩形孔插接，緊固件從另一端穿過(guò)兩個(gè)插接柱(31)與錨桿(1)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置，其特征是：所述止?jié){塞(4)包括直管段(41)一端連接的錐形管(42)，錐形管(42)截面較大的一端朝向鉆頭(2)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置，其特征是：所述墊板(5)為圓形平板，圓形平板中心孔與錨桿(1)桿體滑動(dòng)配合，圓形平板的直徑大于鉆頭(2)十字端頭的直徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置，其特征是：塔基礎(chǔ)的水浮力標(biāo)準(zhǔn)值F′_wk＝γ_wAΔh，式中γ_w為水的重度，A為基礎(chǔ)底面積，△h為水位至基礎(chǔ)底面的深度；塔基礎(chǔ)的浮力由多個(gè)錨桿抗拉強(qiáng)度承擔(dān)，錨桿抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值F_wk＝nN_k，式中n為錨桿的個(gè)數(shù)，N_k為單個(gè)錨桿抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；單個(gè)錨桿承載力計(jì)算滿(mǎn)足N_k≤R，式中R為錨桿抗拔承載力特征值，R_uk為錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值，K為綜合安全系數(shù)，取值為2.0。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置，其特征是：錨桿的極限抗拔承載力R_uk＝πD∑f_mk,il_a,i，式中D為錨固體直徑，f_mk,i為錨固體與第i層地層間的界面黏結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；錨桿拉力設(shè)計(jì)值應(yīng)滿(mǎn)足N_d≤f_yA_s，N_d為錨桿拉力設(shè)計(jì)值，f_y為鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，A_s為預(yù)應(yīng)力筋的截面積；錨桿及單元錨固段的抗拔承載力N_df′_mknπdL_aξ，式中N_d為錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值，L_a為錨固段長(zhǎng)度，f′_mk為錨固端注漿體與地層間極限黏結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，d為鋼筋直徑，n為鋼筋根數(shù)，ξ為采用兩根或以上鋼筋數(shù)量時(shí)，黏結(jié)強(qiáng)度降低系數(shù)，取0.7～0.85。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的輸電線路水淹塔基礎(chǔ)自鉆式預(yù)應(yīng)力錨桿加固裝置的施工方法，其特征是，它包括如下步驟：

S1，導(dǎo)向孔施工，采用成孔設(shè)備在水淹塔基礎(chǔ)上豎直成導(dǎo)向孔；成孔時(shí)控制導(dǎo)向孔深度和孔位之間的誤差；導(dǎo)向孔的直徑大于鉆頭(2)十字端頭的直徑；

S1-1，第一次成導(dǎo)向孔后，向?qū)蚩變?nèi)灌注水泥凈漿；

S1-2，待水泥凈漿硬化后，再進(jìn)行錨桿錨固；

S2，安裝錨桿，將接頭(3)一端朝上插入鉆機(jī)的注漿管內(nèi)，上端的插接柱(31)與鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)件連接；此步驟中，止?jié){塞(4)、墊板(5)和螺母(6)與錨桿(1)分離，鉆頭(2)伸出注漿管外；

S3，錨桿施工，錨桿(1)垂直于水淹塔基礎(chǔ)，鉆頭(2)與導(dǎo)向孔對(duì)應(yīng)，啟動(dòng)鉆機(jī)，鉆頭(2)旋轉(zhuǎn)鉆入導(dǎo)向孔內(nèi)的水泥凈漿層；

S3-1，在錨桿(1)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，向注漿管內(nèi)注入清水，使清水與水泥凈漿層破碎的混合物溢出注漿管外；

S3-2，當(dāng)鉆頭(2)達(dá)到設(shè)定深度時(shí)，錨桿(1)停止下鉆，停止清水注入，開(kāi)啟注漿閥門(mén)，將水泥砂漿注入導(dǎo)向孔內(nèi)；在錨桿(1)停止下鉆后，錨桿(1)上端頭高于水淹塔基礎(chǔ)上側(cè)面；

S3-3，在初次注入水泥砂漿時(shí)，鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)錨桿(1)反向旋轉(zhuǎn)向上提升一段距離，使水泥砂漿沉底；

S3-4，解除插接柱(31)與鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)件的連接，鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)注漿管反向旋轉(zhuǎn)、間歇提升，并同時(shí)注入水泥砂漿，直至水泥砂漿注滿(mǎn)導(dǎo)向孔后停止；此步驟中，隨著水泥砂漿不斷注入導(dǎo)向孔，清水與水泥凈漿層破碎的混合物不斷溢出注漿管外；

S3-5，移去鉆機(jī)注漿設(shè)備，對(duì)導(dǎo)向孔內(nèi)的水泥砂漿進(jìn)行保養(yǎng)；

S4，固定錨桿，在保養(yǎng)期后，拆除接頭(3)，依次從錨桿(1)端頭套入止?jié){塞(4)、墊板(5)和螺母(6)，旋轉(zhuǎn)螺母(6)驅(qū)動(dòng)止?jié){塞(4)與水淹塔基礎(chǔ)抵觸固定錨桿(1)；此時(shí)，錨桿(1)施加的預(yù)應(yīng)力小于錨桿(1)的拉拔力，利用錨桿(1)預(yù)加應(yīng)力的反力通過(guò)水淹塔基礎(chǔ)反作用于堰塘表面，對(duì)堰塘表面實(shí)現(xiàn)加載；在沉降過(guò)程中根據(jù)沉降情況調(diào)整螺母(6)的預(yù)緊力，使預(yù)荷載得以持續(xù)，直至地基不再下沉。