CN109706925A - 一种新型纤维筋抗浮锚杆锚固方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种新型纤维筋抗浮锚杆锚固方法，先将锚筋穿过定位器，并调整定位器的位置，将第一锚固段施工并养护后在上面浇筑垫层并找平；再在垫层上铺设SBS防水卷材，并在其表面铺设一层细沙作为隔离层，然后在SBS防水卷材上与锚筋周围铺设遇水膨胀橡胶止水条，然后将止水稳定环安装到锚筋上，充分拧紧二者，在止水稳定环内侧紧靠锚筋的位置铺设遇水膨胀橡胶止水条；最后在SBS防水卷材上将锚筋、止水稳定环、遇水膨胀橡胶止水条用混凝土浇筑在一起形成结构底板，混凝土的强度等级根据设计要求确定，完成新型纤维筋抗浮锚杆的锚固；其工艺简单，施工步骤简便，操作方便安全，可做到完全绝缘。

Description

一种新型纤维筋抗浮锚杆锚固方法

技术领域：

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种土木工程或水利工程中采用抗浮锚杆抵抗地下水浮力防止地下水破坏抗浮结构体系的方法，特别是一种新型纤维筋抗浮锚杆锚固方法，解决了由于纤维筋抗浮锚杆在地下水位过高而使结构底板、柱、墙等构件开裂的问题影响结构的正常使用的缺陷，提高抗浮结构的耐久性。

背景技术：

近年来地下空间领域受到各行各业广泛关注，而地下结构底板抗浮也随之受到重视。抗浮锚杆具有承载力高，质量轻便，施工简单，适用范围广，分散应力等优点，成为岩土锚固实际工程中较为常用的抗浮技术。抗浮锚杆作为永久埋入岩土层的结构装置，服役期限较长，但随着服役时间的增加及服役环境的严苛，钢筋锚杆容易遭受腐蚀而导致结构强度劣化，给人们带来极大的安全隐患，因此钢筋锚杆又有锚杆“定时炸弹”之别称。选择新型耐锈蚀、绝缘性好的非金属锚杆材料对岩土锚固工程至关重要。

玄武岩纤维增强聚合物(Basalt Fiber Reinforced Polymer,简称BFRP)锚杆是从非金属锚杆中发展出的新型纤维复合材料增强锚杆，它是将天然的玄武岩破碎后加入到熔窖高温煅烧后一次挤拉成型，具有自重轻、抗拉强度高、造价低、抗腐蚀性能好、介电性好等优点，是继碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维后第四大纤维增强聚合物材料，与以螺纹钢筋作为锚筋的传统锚杆和使用较为广泛的玻璃纤维增强聚合物(GFRP)锚杆相比，BFRP锚杆抗拉强度介于二者之间，最高可达1500MPa，不仅可以较好解决了因钢筋锈蚀而导致的结构耐久性降低问题，同时解决了玻璃纤维增强聚合物锚杆不耐碱腐蚀的问题，不易分解，避免对土壤造成污染，是新型的土木工程环保型材料，但是将其应用于抗浮锚杆还未见报道或公开使用。

锚筋与锚固体之间因材料不同黏结界面易产生缝隙，地下水及其侵蚀性离子会沿着该缝隙向上对锚杆杆体与锚固体界面发生腐蚀，当有大量降水导致地下水位急速升高时，水头差的增大会致使结构底板承受的水压过大而导致结构构件开裂或失稳，遇水膨胀橡胶是以水深性聚氨酯预聚体、丙烯酸钠高分子吸水性树脂等吸水性材料与天然橡胶、氯丁橡胶等合成橡胶密炼、混炼而成的；与普通橡胶止水条不同的是，遇水膨胀橡胶止水条不单单是防水，当其遇到岩土层中的水分时会迅速膨胀，将存在的缝隙迅速填充满使水流无法通过缝隙渗透，可以解决抗浮锚杆防水困难的问题。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种新型纤维筋抗浮锚杆锚固方法，种提高抗浮锚杆抗腐蚀性能，同时又能有效解决抗浮锚杆渗水问题。

为了实现上述目的，本发明在新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置中实现，其具体锚固过程为：

(1)将锚筋穿过定位器，并调整定位器的位置，使定位器位于距结构底板下方10cm处，第一锚固段施工完成后养护28天；

(2)在第一锚固段上面浇筑垫层并找平；

(3)垫层养护7天后，在垫层上铺设SBS防水卷材，SBS防水卷材铺设完毕后再在其表面铺设一层细沙作为隔离层，然后在SBS防水卷材上与锚筋周围铺设遇水膨胀橡胶止水条，充分填充二者间缝隙；

(4)将止水稳定环根据第二锚固段长度选择安装数量安装到锚筋上，充分拧紧二者，在止水稳定环内侧紧靠锚筋的位置铺设遇水膨胀橡胶止水条；

(5)在SBS防水卷材上将锚筋、止水稳定环、遇水膨胀橡胶止水条用混凝土浇筑在一起形成结构底板，混凝土的强度等级根据设计要求确定，完成新型纤维筋抗浮锚杆的锚固。

本发明所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置的主体结构包括第一锚固段、第二锚固段、锚筋、止水稳定环、定位器、膨胀橡胶止水条、垫层、锚固体、结构底板、SBS(Styrene-Butadiene-Styrene)防水卷材、岩土体；锚筋为玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)全螺纹实心结构，嵌入式安装在锚固体内；止水稳定环固定在第二锚固段中锚筋的外表面，止水稳定环与锚筋材质相同，纵断面呈喇叭形，横截面为圆环状，用于提高锚筋在第二锚固段中的锚固力，同时起到止水的效果；膨胀橡胶止水条穿过锚筋安装在止水稳定环的上表面和SBS防水卷材上表面，当水顺着锚筋与锚固体之间缝隙至下而上渗流时膨胀橡胶止水条迅速膨胀填充缝隙起到止水的作用；锚筋的外表面在第一锚固段内设有定位器，使锚筋位于锚固体的中央，保证锚筋能够提供足够的锚固力；由C15细石混凝土制成的垫层铺设在岩土体的上表面，起到找平、隔离和过渡的作用；SBS防水卷材紧密铺设在垫层的上表面，进一步防止岩土体中的水分侵蚀结构底板，同时起到防潮作用；止水稳定环、膨胀橡胶止水条与结构底板浇筑成一体式结构，在提供足够锚固力的同时起到止水、绝缘和防腐的效果；垫层分别与第一锚固段和第二锚固段相连。

本发明所述锚筋选用直锚型式武岩纤维增强聚合物材料(BFRP)锚杆，通过拉挤、固化、螺纹缠绕一次成型，直径为25mm、28mm或32mm。

本发明所述止水稳定环为直径300mm的圆环，厚度为5-10mm，下部为弧状，采用与锚筋相同材质的玄武岩纤维增强材料制成，厚度为0.5m-1.0m的结构底板设置一个止水稳定环，厚度为1.0m-1.5m的结构底板设置两个止水稳定环，厚度为1.5m-2.0m的结构底板设置三个止水稳定环，锚筋3最上方止水稳定环与锚筋端部的距离不大于30cm。

本发明所述遇水膨胀橡胶止水条采用PN-300型膨胀橡胶止水条，宽度为30mm，绕锚筋旋转一周放置在止水稳定环及垫层上，在结构底板浇筑时浇筑成一体。

本发明所述锚固体在第二锚固段分别与锚筋和结构底板紧密相连，水泥砂浆的强度等级为M30或M32.5。

本发明所述垫层位于第一锚固段和第二锚固段之间，厚度为100mm，用于隔水、排水、防冻以及改善抗浮锚杆的工作条件，还具有以下作用：一是方便施工放线、支结构底板的模板；二是确保结构底板中钢筋的有效位置，保护层好控制，使底筋和岩土体隔离不受污染；三是方便结构底板做防腐层；四是找平作用，通过调整厚度弥补土方开挖的误差，使结构底板受力在一个平面，节约结构底板混凝土。

本发明所述SBS防水卷材采用国标II型聚酯毡胎基弹性体改性沥青防水卷材，覆细沙作为隔离层，进一步保证第二锚固段的防水、防腐效果。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：一是采用的玄武岩纤维增强型聚合物(BFRP)锚杆与传统的钢筋锚杆相比具有优异的耐腐蚀性及抗杂散电流的特性，与GFRP锚杆相比具有优秀的耐碱、耐盐腐蚀性，可在为建筑物地下空间提供止水效果的同时大幅延长锚杆服役期限，；二是在杆体增设止水稳定环可有效阻止岩土体中毛细水通过杆体与灌浆体间缝隙，扩大的锚头可增加锚杆的抗拔承载力；三是在外锚固段增加遇水膨胀橡胶止水条可有效吸收进入到锚固段的毛细水，并通过体积膨胀充分填充杆体与灌浆体周围缝隙，其工艺简单，施工步骤简便，操作方便安全，可做到完全绝缘。

附图说明：

图1为本发明所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置的主体结构原理示意图。

图2为本发明所述止水稳定环、遇水膨胀橡胶止水条与锚筋连接的结构剖面图。

图3为本发明所述止水稳定环的平面结构示意图。

图4为本发明所述止水稳定环的剖面图。

图5为本发明所述定位器的结构示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明。

实施例：

本实施例所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置的主体结构包括第一锚固段1、第二锚固段2、锚筋3、止水稳定环4、定位器5、膨胀橡胶止水条6、垫层7、锚固体8、结构底板9、SBS(Styrene-Butadiene-Styrene)防水卷材10、岩土体11；锚筋3为玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)全螺纹实心结构，嵌入式安装在锚固体8内；止水稳定环4固定在第二锚固段2中锚筋3的外表面，止水稳定环4与锚筋3材质相同，纵断面呈喇叭形，横截面为圆环状，用于提高锚筋3在第二锚固段2中的锚固力，同时起到止水的效果；膨胀橡胶止水条6穿过锚筋3安装在止水稳定环4的上表面和SBS防水卷材10上表面，当水顺着锚筋3与锚固体8之间缝隙至下而上渗流时膨胀橡胶止水条6迅速膨胀填充缝隙起到止水的作用；锚筋3的外表面在第一锚固段1内设有定位器5，使锚筋3位于锚固体8的中央，保证锚筋3能够提供足够的锚固力；由C15细石混凝土制成的垫层7铺设在岩土体11的上表面，起到找平、隔离和过渡的作用；SBS防水卷材10紧密铺设在垫层7的上表面，进一步防止岩土体11中的水分侵蚀结构底板9，同时起到防潮作用；止水稳定环4、膨胀橡胶止水条6与结构底板9浇筑成一体式结构，在提供足够锚固力的同时起到止水、绝缘和防腐的效果；垫层8分别与第一锚固段1和第二锚固段2相连。

本实施例所述锚筋3选用直锚型式武岩纤维增强聚合物材料(BFRP)锚杆，通过拉挤、固化、螺纹缠绕一次成型，直径为25mm、28mm或32mm。

本实施例所述止水稳定环4为直径300mm的圆环，厚度为5-10mm，下部为弧状，采用与锚筋3相同材质的玄武岩纤维增强材料制成，厚度为0.5m-1.0m的结构底板9设置1个止水稳定环，厚度为1.0m-1.5m的结构底板9设置2个止水稳定环，厚度为1.5m-2.0m的结构底板9设置3个止水稳定环，锚筋3最上方止水稳定环4与锚筋3端部的距离不大于30cm。

本实施例所述遇水膨胀橡胶止水条6采用PN-300型膨胀橡胶止水条，宽度为30mm，绕锚筋3旋转一周放置在止水稳定环4及垫层7上，在结构底板9浇筑时浇筑成一体。

本实施例所述锚固体8在第二锚固段2分别与锚筋3和结构底板9紧密相连，水泥砂浆的强度等级为M30或M32.5。

本实施例所述垫层7位于内锚固段1和外锚固段2之间，厚度为100mm，用于隔水、排水、防冻以及改善抗浮锚杆的工作条件，还具有以下作用：一是方便施工放线、支结构底板9的模板；二是确保结构底板9中钢筋的有效位置，保护层好控制，使底筋和岩土体11隔离不受污染；三是方便结构底板9做防腐层；四是找平作用，通过调整厚度弥补土方开挖的误差，使结构底板9受力在一个平面，节约结构底板9混凝土。

本实施例所述SBS防水卷材10采用国标II型聚酯毡胎基弹性体改性沥青防水卷材，覆细沙作为隔离层，进一步保证第二锚固段的防水、防腐效果。

本实施例对新型纤维筋抗浮锚杆进行锚固的具体过程为：

(1)将锚筋3穿过定位器5，并调整定位器5的位置，使定位器5位于距结构底板9下方10cm处，第一锚固段1施工完成后养护28天；

(2)在第一锚固段1上面浇筑垫层7并找平；

(3)垫层养护7天后，在垫层7上铺设SBS防水卷材10，SBS防水卷材10铺设完毕后再在其表面铺设一层细沙作为隔离层，然后在SBS防水卷材10上与锚筋3周围铺设遇水膨胀橡胶止水条6，充分填充二者间缝隙；

(4)将止水稳定环4根据第二锚固段2的长度选择安装数量安装到锚筋3上，充分拧紧二者，在止水稳定环4内侧紧靠锚筋3的位置铺设遇水膨胀橡胶止水条6；

(5)在SBS防水卷材10上将锚筋3、止水稳定环4、遇水膨胀橡胶止水条6用混凝土浇筑在一起形成结构底板9，混凝土的强度等级根据设计要求确定，完成新型纤维筋抗浮锚杆的锚固。

Claims (8)

1.一种新型纤维筋抗浮锚杆锚固方法，其特征在于在新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置中实现，其具体锚固过程为：

(1)将锚筋穿过定位器，并调整定位器的位置，使定位器位于距结构底板下方10cm处，第一锚固段施工完成后养护28天；

(2)在第一锚固段上面浇筑垫层并找平；

(3)垫层养护7天后，在垫层上铺设SBS防水卷材，SBS防水卷材铺设完毕后再在其表面铺设一层细沙作为隔离层，然后在SBS防水卷材上与锚筋周围铺设遇水膨胀橡胶止水条，充分填充二者间缝隙；

(4)将止水稳定环根据第二锚固段长度选择安装数量安装到锚筋上，充分拧紧二者，在止水稳定环内侧紧靠锚筋的位置铺设遇水膨胀橡胶止水条；

(5)在SBS防水卷材上将锚筋、止水稳定环、遇水膨胀橡胶止水条用混凝土浇筑在一起形成结构底板，混凝土的强度等级根据设计要求确定，完成新型纤维筋抗浮锚杆的锚固。

2.根据权利要求1所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固方法，其特征在于所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置的主体结构包括第一锚固段、第二锚固段、锚筋、止水稳定环、定位器、膨胀橡胶止水条、垫层、锚固体、结构底板、SBS防水卷材、岩土体；锚筋为玄武岩纤维增强聚合物全螺纹实心结构，嵌入式安装在锚固体内；止水稳定环固定在第二锚固段中锚筋的外表面，止水稳定环与锚筋材质相同，纵断面呈喇叭形，横截面为圆环状，用于提高锚筋在第二锚固段中的锚固力，同时起到止水的效果；膨胀橡胶止水条穿过锚筋安装在止水稳定环的上表面和SBS防水卷材上表面，当水顺着锚筋与锚固体之间缝隙至下而上渗流时膨胀橡胶止水条迅速膨胀填充缝隙起到止水的作用；锚筋的外表面在第一锚固段内设有定位器，使锚筋位于锚固体的中央，保证锚筋能够提供足够的锚固力；锚固体在第二锚固段分别与锚筋和结构底板紧密相连，由C15细石混凝土制成的垫层铺设在岩土体的上表面，起到找平、隔离和过渡的作用；SBS防水卷材紧密铺设在垫层的上表面，进一步防止岩土体中的水分侵蚀结构底板，同时起到防潮作用；止水稳定环、膨胀橡胶止水条与结构底板浇筑成一体式结构，在提供足够锚固力的同时起到止水、绝缘和防腐的效果；垫层分别与第一锚固段和第二锚固段相连。

3.根据权利要求2所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置，其特征在于所述锚筋选用直锚型式武岩纤维增强聚合物材料锚杆，通过拉挤、固化、螺纹缠绕一次成型，直径为25mm、28mm或32mm。

4.根据权利要求2所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置，其特征在于所述止水稳定环为直径300mm的圆环，厚度为5-10mm，下部为弧状，采用与锚筋相同材质的玄武岩纤维增强材料制成，厚度为0.5m-1.0m的结构底板设置一个止水稳定环，厚度为1.0m-1.5m的结构底板设置两个止水稳定环，厚度为1.5m-2.0m的结构底板设置三个止水稳定环，锚筋最上方止水稳定环与锚筋端部的距离不大于30cm。

5.根据权利要求2所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置，其特征在于所述遇水膨胀橡胶止水条采用PN-300型膨胀橡胶止水条，宽度为30mm，绕锚筋旋转一周放置在止水稳定环及垫层上，在结构底板浇筑时浇筑成一体。

6.根据权利要求2所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置，其特征在于所述锚固体所采用的水泥砂浆的强度等级为M30或M32.5。

7.根据权利要求2所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置，其特征在于所述垫层位于第一锚固段和第二锚固段之间，厚度为100mm。

8.根据权利要求2所述新型纤维筋抗浮锚杆锚固装置，其特征在于所述SBS防水卷材采用国标II型聚酯毡胎基弹性体改性沥青防水卷材，覆细沙作为隔离层。