一种基坑支护GFRP筋锚索结构及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种基坑支护GFRP筋锚索结构及其使用方法，属于土木工程技术领域，该锚索结构包括承力基座、GFRP筋、锚板、螺母以及加力组件，承力基座连接于围护结构上，锚板连接在承力基座上，围护结构、承力基座以及锚板上分别设有第一孔、第二孔和第三孔，第一孔与第二孔以及第三孔对齐，GFRP筋的一端穿过第二孔并连接在第一孔中且GFRP筋的另一端穿过第三孔并伸出，螺母螺接在GFRP筋上，锚板夹紧于螺母和承力基座之间，加力组件连接在承力基座上且加力组件用于拉拔GFRP筋。该锚索结构能满足围护结构支护要求，结构简单，成本低，使用钢料少，避免过渡使用钢绞线，其使用方法是使用GFRP筋进行基坑支护的全新方法，施工更加简便且快捷，加力组件以及锚板重复使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基坑支护GFRP筋锚索结构及其使用方法
本专利技术属于土木工程
，特别涉及一种基坑支护GFRP筋锚索结构及其使用方法。
技术介绍
基坑工程预应力锚索支护体系为临时性结构，在基坑支护结束后便失去作用。锚索部分中杆体为钢绞线，这种结构多应用于永久支护结构，因此作为临时性结构使用时间短造成了材料极大浪费，钢绞线长期埋于地下容易产生锈蚀，极易污染土壤及地下水，部分预应力钢绞线锚索长度可达数十米，往往侵入红线外，邻近工程施作需要切除钢绞线，切除过程中钢绞线崩裂，会对切除人员造成潜在的危险。近几年有些专家学者针对锚索长度也进行了相关研究，有的利用囊式扩体锚索，在扩体锚固段通过膨胀水泥砂浆对土体挤压可以减小锚固段长度，具有一定的经济效益，但不足之处是施工操作麻烦，自由端及非扩体段应力过高且钢绞线依旧容易发生锈蚀。GFRP筋是纤维增强复合材料(FiberReinforcedPolymer简称FRP)的一种，纤维增强复合材料是由多股高性能连续纤维与合成树脂基体、固化剂经过特制的模具挤压、拉拢等成型工艺所形成的材料；高性能纤维为增强材料，合成树脂为基体材料。具有以下性能：1)抗拉性能高，其极限抗拉强度远高于同等直径的钢绞线和普通钢筋；2)材料比重小，质量较轻，GFRP材料的比重仅为普通钢材的17％-25％，这能大幅度减少结构的自重，有利于快速施工；3)耐腐蚀性能好，钢筋严重的腐蚀问题不会出现在GFRP筋中，由于加筋混凝土产生的裂缝而引发结构耐久性的问题也不会发生，因此能够较好将其用于各类腐蚀性环境建设，从而能够达到延长结构围护周期、大幅降低结构后期围护成本的目的；4)电磁绝缘性好，有利于对电磁影响有特殊要求的结构使用，如地铁隧道支护等；5)优良的抗疲劳性能；6)可塑性强。为满足各种生产建设需求，可以加工出外形构造形式不同的筋材。由于GFRP筋具有以上特性，因此由其取代钢绞线作为预应力锚索结构，具有可行性，且便于切割，绿色，以环保、降低消耗。GFRP筋在边坡的永久结构中已得到成功应用，但目前在基坑支护中锚索结构形式及施工方法目前很缺乏，锚具、预应力的施加方法几乎为空白。
技术实现思路
本专利技术提供一种基坑支护GFRP筋锚索结构，用于解决目前在基坑支护中没有使用GFRP筋的锚索结构的技术问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基坑支护GFRP筋锚索结构，包括用于承力的承力基座、GFRP筋、锚板、螺母以及用于施加拉拔力的加力组件，所述承力基座连接于围护结构上，所述锚板连接在所述承力基座上，所述围护结构上设有第一孔，所述承力基座上设有第二孔，所述锚板上设有第三孔，所述第一孔与所述第二孔以及所述第三孔均对齐，所述GFRP筋的一端穿过所述第二孔并连接在所述第一孔中且该GFRP筋的另一端穿过所述第三孔并伸出，所述螺母螺接在所述GFRP筋上，所述锚板夹紧于所述螺母和所述承力基座之间，所述加力组件连接在所述承力基座上且该加力组件的动力输出端连接于所述GFRP筋上，所述加力组件的动力输出端连接在所述螺母与所述GFRP筋另一端之间。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述承力基座包括钢板和台座，所述钢板预先埋设于所述围护结构中，所述台座连接于所述钢板上，所述第二孔贯穿所述钢板以及所述台座，所述锚板以及所述加力组件均连接在所述台座上。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述钢板上设有插块，所述台座上设有插孔，所述插块插接在所述插孔中并通过焊接进行固定。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述加力组件包括承垫工装、千斤顶以及具有内螺纹的螺纹管，所述承垫工装连接于所述台座上且该承垫工装侧壁上设有操作窗口，所述GFRP筋的另一端穿过所述承垫工装以及所述千斤顶的动力输出端并与所述螺纹管螺接，所述千斤顶夹在所述螺纹管与所述承垫工装之间。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述承垫工装包括连接柱以及板体，所述连接柱的数量为多根，多根所述连接柱均连接在所述板体的一侧板面上，所述板体上设有用于穿过所述GFRP筋的第四孔，所述台座上设有多个凹槽且多个凹槽与多根所述连接柱适配，每个所述凹槽中均插接有一根所述连接柱，所述千斤顶通过所述螺纹管压在所述板体上。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述GFRP筋包括锚固段和锚具段，所述锚固段穿过所述第二孔并伸入所述第一孔中，所述锚具段穿过所述第三孔以及所述第四孔并与所述千斤顶相接。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述锚具段为多根螺旋状GFRP筋，多根所述螺旋状GFRP筋之间通过U型卡连接在一起；所述锚固段为螺纹状GFRP筋且所述锚固段上设有对中结构。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述对中结构包括中心管、连杆以及圆管，所述连杆的数量为多根，多根所述连杆以所述中心管的中轴线为中心圆周阵列分布在所述中心管外壁上，每根所述连杆的自由端均连接有一根所述圆管且所述圆管的轴向与所述中心管的轴向同向，所述锚固段穿插在所述中心管中并通过焊接进行固定。进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述锚固段包括第一段和第二段，所述第二段连接于所述第一段以及所述锚具段之间，所述第一段和所述第二段上均设有多个所述对中结构，所述第一段上的对中结构等距间隔设置且该第一段上的相邻两个对中结构之间的间距为1m-2m，所述第二段上的对中结构等距间隔设置且该第二段上的相邻两个对中结构之间的间距为3m-5m。本专利技术还提供一种基坑支护GFRP筋锚索结构的使用方法，用以解决现有技术中基坑支护过程中的操作复杂且繁琐的技术问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基坑支护GFRP筋锚索结构的使用方法，包括上述基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：埋设钢板：施作基坑时，在围护结构上需要施加锚索的地方预先埋设所述钢板；S2：施作第一孔：在围护结构上需要加锚索的地方施作第一孔且使得该第一孔与所述钢板上的第二孔对齐；S3：安装台座：将所述台座安装在所述钢板上；S4：插入GFRP筋：将所述GFRP筋的锚固段插入所述第二孔并伸入所述第一孔中；S5：安装锚板并在所述螺母的内圈表面喷涂环氧树脂：将所述GFRP筋的锚具段插在所述锚板的第三孔内，并将喷涂有环氧树脂的所述螺母拧入所述锚具段且使得所述螺母将所述锚板压紧在所述台座表面；S6：安装所述加力组件：将所述承垫工装的连接柱插在所述台座表面的凹槽中并使得所述GFRP筋的锚具段自由端穿过所述第四孔，随后将所述千斤顶安装在所述承垫工装上并使得所述千斤顶的动力输出端连接在所述锚具段上，再将所述螺纹管螺接在所述锚具段上以将所述千斤顶压紧在所述承垫工装上；S7：张拉锁定：使用所述千斤顶在单根所述螺旋状GFRP筋上施加拉拔力并使得拉出长度达到5mm/m则停止，随后拧紧所述螺母，再使用所述千斤顶在所述GFRP筋上施加拉拔力至张拉达到预定要求，随后再次将所述螺母拧紧以锁定负荷；S8：拆除所述加力组件：当所述GFRP筋达到张拉预定要求后，将所述加力组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于：包括用于承力的承力基座、GFRP筋、锚板、螺母以及用于施加拉拔力的加力组件，所述承力基座连接于围护结构上，所述锚板连接在所述承力基座上，所述围护结构上设有第一孔，所述承力基座上设有第二孔，所述锚板上设有第三孔，所述第一孔与所述第二孔以及所述第三孔均对齐，所述GFRP筋的一端穿过所述第二孔并连接在所述第一孔中且该GFRP筋的另一端穿过所述第三孔并伸出，所述螺母螺接在所述GFRP筋上，所述锚板夹紧于所述螺母和所述承力基座之间，所述加力组件连接在所述承力基座上且该加力组件的动力输出端连接于所述GFRP筋上，所述加力组件的动力输出端连接在所述螺母与所述GFRP筋另一端之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于：包括用于承力的承力基座、GFRP筋、锚板、螺母以及用于施加拉拔力的加力组件，所述承力基座连接于围护结构上，所述锚板连接在所述承力基座上，所述围护结构上设有第一孔，所述承力基座上设有第二孔，所述锚板上设有第三孔，所述第一孔与所述第二孔以及所述第三孔均对齐，所述GFRP筋的一端穿过所述第二孔并连接在所述第一孔中且该GFRP筋的另一端穿过所述第三孔并伸出，所述螺母螺接在所述GFRP筋上，所述锚板夹紧于所述螺母和所述承力基座之间，所述加力组件连接在所述承力基座上且该加力组件的动力输出端连接于所述GFRP筋上，所述加力组件的动力输出端连接在所述螺母与所述GFRP筋另一端之间。


2.根据权利要求1所述的一种基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于：所述承力基座包括钢板和台座，所述钢板预先埋设于所述围护结构中，所述台座连接于所述钢板上，所述第二孔贯穿所述钢板以及所述台座，所述锚板以及所述加力组件均连接在所述台座上。


3.根据权利要求2所述的一种基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于：所述钢板上设有插块，所述台座上设有插孔，所述插块插接在所述插孔中并通过焊接进行固定。


4.根据权利要求3所述的一种基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于：所述加力组件包括承垫工装、千斤顶以及具有内螺纹的螺纹管，所述承垫工装连接于所述台座上且该承垫工装侧壁上设有操作窗口，所述GFRP筋的另一端穿过所述承垫工装以及所述千斤顶的动力输出端并与所述螺纹管螺接，所述千斤顶夹在所述螺纹管与所述承垫工装之间。


5.根据权利要求4所述的一种基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于：所述承垫工装包括连接柱以及板体，所述连接柱的数量为多根，多根所述连接柱均连接在所述板体的一侧板面上，所述板体上设有用于穿过所述GFRP筋的第四孔，所述台座上设有多个凹槽且多个凹槽与多根所述连接柱适配，每个所述凹槽中均插接有一根所述连接柱，所述千斤顶通过所述螺纹管压在所述板体上。


6.根据权利要求5所述的一种基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于：所述GFRP筋包括锚固段和锚具段，所述锚固段穿过所述第二孔并伸入所述第一孔中，所述锚具段穿过所述第三孔以及所述第四孔并与所述千斤顶相接。


7.根据权利要求6所述的一种基坑支护GFRP筋锚索结构，其特征在于：所述锚具段为多根螺旋状GFRP筋，多根所述螺旋状GFRP筋之间通过U型卡连接在一起；
所述锚固段为螺纹状GFRP筋且所述锚固段上设有对中结构。


8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，郑仔弟，刘鹏，孔恒，岳爱敏，潘潇，李浩然，陈哲，于艳，武勇兵，
申请(专利权)人：北京建筑大学，北京市政建设集团有限责任公司，北京市市政四建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11