本发明专利技术公开了一种城墙内约束水平土压力的加固装置及其加固方法，包括设置在城墙膨胀区域的预应力螺纹钢筋，城墙上开设有孔道，孔道的末端开设有锚固扩大腔，孔道的初端开设有张拉扩大腔；预应力螺纹钢筋的一端设置有锚固组件，预应力螺纹钢筋的另一端设置有张拉组件，本发明专利技术设有预应力螺纹钢筋、锚固钢垫板固定螺母、锚固钢垫板、固定锚具、锚固限位板固定螺母、锚固限位板、张拉钢垫板、加劲肋、钢垫圈和张拉锚具，能够约束城墙内部土体对城墙的水平土压力，解决城墙内水平土压力导致的城墙鼓胀甚至坍塌的安全问题，且对原城墙的扰动较小，对城墙结构造成的影响小，可广泛应用于城墙遗址结构的修缮加固工程，具有重要的工程价值。值。值。
【技术实现步骤摘要】
一种城墙内约束水平土压力的加固装置及其加固方法
[0001]本专利技术属于城墙遗址加固保护
，具体涉及一种城墙内约束水平土压力的加固装置及其加固方法。
技术介绍
[0002]城墙在古代作为城市抵御外侵的防御性建筑，凝聚着无数古代劳动人民的智慧与血汗，也蕴含着城市或国家厚重的文化历史，由于上世纪城市建设的大规模开展，古代城墙遭到了严重破坏，现存的城墙能列入全部保护的实例已很少，因此我们更需要加强对现存城墙的保护和修缮加固，常见的城墙结构一般由内部的夯土和两侧的外包条石或砖砌体组成，由于建筑年代久远，城墙结构不可避免受到了不同程度的损伤，最显著的破坏是外包条石或砖砌体受到内部夯土水平土压力作用导致的鼓胀甚至坍塌。
[0003]目前，针对城墙的鼓胀和坍塌，常用的方法有内衬结构加固、压力注浆加固和锚杆加固，内衬结构加固是指利用强度较高的结构材料内衬在已损伤结构的内部，形成新老结构共同作用的复合结构，这种方法需把内部夯土挖开再浇筑内衬结构，对城墙内部破坏较大，施工量大，工期长，且内衬结构与原结构在力学性能上的差异导致不能确保新老结构的共同工作；压力注浆加固是指通过压力注浆，将水泥浆注入墙身附近夯土的各种裂缝中，水泥浆硬化使土体受挤压，增大了颗粒连接密度，提高了土体密实度、稳定性和强度，减少土体对城墙的作用，该方法虽不需要开挖土体，但是对原结构的补强效果不易把握，没有定量的数据提供，且该方法由于会对城墙内土体产生较大的膨胀力，导致城墙加剧鼓胀；锚杆加固是钻孔后将拉筋插入土体内再进行压力灌浆的方法，利用压力灌浆向土体中的扩散作用，使拉筋在全长范围内与土体粘结成一体，加强了内部夯土强度并限制其位移，此方法适用于小范围的墙体鼓胀情况，在处理大面积墙体鼓胀时会使用大量密集的锚杆，施工量较大，且对城墙造成较大的影响，违背了文物保护修缮加固中的最小干预原则，为此我们提出一种城墙内约束水平土压力的加固装置及其加固方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种城墙内约束水平土压力的加固装置及其加固方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种城墙内约束水平土压力的加固装置，包括设置在城墙膨胀区域的预应力螺纹钢筋，所述城墙上对应膨胀区域开设有用于插入所述预应力螺纹钢筋的孔道，所述孔道的末端开设有锚固扩大腔，所述孔道的初端开设有张拉扩大腔；所述预应力螺纹钢筋的一端设置有用于设置在所述锚固扩大腔内的锚固组件，所述预应力螺纹钢筋的另一端设置有用于设置在所述张拉扩大腔的张拉组件；所述孔道内还设置有与所述锚固扩大腔和张拉扩大腔的注浆管，所述注浆管用于向所述锚固扩大腔和张拉扩大腔内注入浆液，将所述锚固扩大腔和张拉扩大腔内的锚固组
件和张拉组件凝固固定。
[0006]优选的，所述锚固组件包括锚固钢垫板固定螺母、锚固钢垫板和固定锚具；所述固定锚具设置在所述锚固扩大腔内的所述预应力螺纹钢筋末端，所述锚固钢垫板套设在所述预应力螺纹钢筋上，且所述锚固钢垫板设置在所述固定锚具的外侧，所述锚固钢垫板固定螺母螺纹设置在所述预应力螺纹钢筋上，且所述锚固钢垫板固定螺母用于将所述锚固钢垫板旋紧固定。
[0007]优选的，所述锚固组件还包括锚固限位板固定螺母和锚固限位板，所述锚固限位板固定螺母和所述锚固限位板设置在所述预应力螺纹钢筋上靠近所述锚固扩大腔的位置处，所述锚固限位板固定螺母用于将所述锚固限位板旋紧固定；所述锚固限位板上开设有用于所述注浆管穿过的管孔。
[0008]优选的，所述锚固扩大腔内通过所述注浆管注入的浆液凝固形成锚固固定区域。
[0009]优选的，所述张拉扩大腔靠近所述锚固扩大腔的一段通过所述注浆管注入的浆液凝固形成张拉固定第一区域，所述预应力螺纹钢筋上朝向所述张拉扩大腔的一端延伸出所述张拉固定第一区域的外侧。
[0010]优选的，所述张拉组件包括张拉钢垫板、加劲肋、钢垫圈和张拉锚具；所述张拉钢垫板设置在所述预应力螺纹钢筋上延伸出所述张拉固定第一区域的一端，所述加劲肋和所述钢垫圈设置在所述张拉钢垫板上，所述张拉锚具设置在所述钢垫圈的外侧。
[0011]优选的，所述加劲肋和所述钢垫圈分别逐层焊接在所述张拉钢垫板上远离所述张拉固定第一区域的一侧。
[0012]优选的，所述张拉扩大腔内设有所述张拉锚具的一段通过所述注浆管注入的浆液凝固形成张拉固定第二区域。
[0013]优选的，所述孔道内还设置有用于将所述预应力螺纹钢筋和所述注浆管套设在内部的波纹管。
[0014]一种城墙内约束水平土压力的加固装置的加固方法，包括如下步骤：A：根据城墙的膨胀区域、结构尺寸和城墙内的实际土质条件确定预应力螺纹钢筋在城墙膨胀区域的施工位置，将确定的施工位置的城墙上的条石和砖砌体进行整体拆除，显露出城墙上的夯土结构；B：然后使用钻机在显露出来的夯土结构上进行钻取孔道，直至钻机的钻头钻至城墙膨胀区域的对侧城墙，且孔道的末端与对侧城墙保持一定的距离，然后将孔道末端钻成锚固扩大腔，将孔道初端钻成张拉扩大腔；C：然后将波纹管穿入孔道内，接着将预应力螺纹钢筋的一端套入锚固限位板、锚固限位板固定螺母、锚固钢垫板固定螺母、锚固钢垫板和固定锚具，然后将锚固限位板固定螺母和锚固钢垫板固定螺母拧紧，从而将锚固限位板和锚固钢垫板旋紧固定；D：然后将预应力螺纹钢筋装有固定锚具的一端插入孔道，此时将固定锚具插入至锚固扩大腔内，并使得锚固限位板位于孔道内，然后将注浆管穿入波纹管内，同时注浆管穿过锚固限位板上的管孔延伸至锚固扩大孔内；E：然后使用注浆管向锚固扩大孔内进行压力注入浆液，接着在张拉扩大腔内的张拉固定第一区域位置处注入浆液，待锚固扩大孔和张拉固定第一区域位置处的浆液均硬化
后，在张拉固定第一区域外侧的预应力螺纹钢筋上套入焊接有加劲肋和钢垫圈的张拉钢垫板，再将张拉锚具安装在预应力螺纹钢筋上的张拉钢垫板的外侧，接着使用张拉装置对预应力螺纹钢筋进行张拉，直至张拉值达到设定要求；F：然后将张拉扩大腔内的张拉固定第二区域用浆液注满，待浆液硬化后，再将拆除的条石或砖砌体安装到城墙上，使得城墙恢复原貌，若拆除的条石或砖砌体有明显风化现象，则选用规格尺寸相同的无明显风化现象的条石或砖砌体进行补砌，城墙加固完成。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术设有预应力螺纹钢筋、锚固钢垫板固定螺母、锚固钢垫板、固定锚具、锚固限位板固定螺母、锚固限位板、张拉钢垫板、加劲肋、钢垫圈和张拉锚具，能够约束城墙内部土体对城墙的水平土压力，解决城墙内水平土压力导致的城墙鼓胀甚至坍塌的安全问题，且对原城墙的扰动较小，对城墙结构造成的影响小，可广泛应用于城墙遗址结构的修缮加固工程，具有重要的工程价值；2、采用本专利技术的城墙加固施工方法，工程施工质量能够得到保证，且本城墙加固施工方法施工简单可靠，施工周期短，降低施工成本。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的城墙与装置连接的结构示意图；图2为本专利技术的城墙内约束水平图压力的作用范围示意图；图3为本专利技术的锚固组件的结构示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于，包括设置在城墙（1）膨胀区域的预应力螺纹钢筋（2），所述城墙（1）上对应膨胀区域开设有用于插入所述预应力螺纹钢筋（2）的孔道，所述孔道的末端开设有锚固扩大腔（4），所述孔道的初端开设有张拉扩大腔（5）；所述预应力螺纹钢筋（2）的一端设置有用于设置在所述锚固扩大腔（4）内的锚固组件，所述预应力螺纹钢筋（2）的另一端设置有用于设置在所述张拉扩大腔（5）的张拉组件；所述孔道内还设置有与所述锚固扩大腔（4）和张拉扩大腔（5）的注浆管（6），所述注浆管（6）用于向所述锚固扩大腔（4）和张拉扩大腔（5）内注入浆液，将所述锚固扩大腔（4）和张拉扩大腔（5）内的锚固组件和张拉组件凝固固定。2.根据权利要求1所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述锚固组件包括锚固钢垫板固定螺母（8）、锚固钢垫板（9）和固定锚具（10）；所述固定锚具（10）设置在所述锚固扩大腔（4）内的所述预应力螺纹钢筋（2）末端，所述锚固钢垫板（9）套设在所述预应力螺纹钢筋（2）上，且所述锚固钢垫板（9）设置在所述固定锚具（10）的外侧，所述锚固钢垫板固定螺母（8）螺纹设置在所述预应力螺纹钢筋（2）上，且所述锚固钢垫板固定螺母（8）用于将所述锚固钢垫板（9）旋紧固定。3.根据权利要求2所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述锚固组件还包括锚固限位板固定螺母（11）和锚固限位板（12），所述锚固限位板固定螺母（11）和所述锚固限位板（12）设置在所述预应力螺纹钢筋（2）上靠近所述锚固扩大腔（4）的位置处，所述锚固限位板固定螺母（11）用于将所述锚固限位板（12）旋紧固定；所述锚固限位板（12）上开设有用于所述注浆管（6）穿过的管孔。4.根据权利要求3所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述锚固扩大腔（4）内通过所述注浆管（6）注入的浆液凝固形成锚固固定区域（3）。5.根据权利要求1所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述张拉扩大腔（5）靠近所述锚固扩大腔（4）的一段通过所述注浆管（6）注入的浆液凝固形成张拉固定第一区域（17），所述预应力螺纹钢筋（2）上朝向所述张拉扩大腔（5）的一端延伸出所述张拉固定第一区域（17）的外侧。6.根据权利要求1所述的一种城墙内约束水平土压力的加固装置，其特征在于：所述张拉组件包括张拉钢垫板（13）、加劲肋（14）、钢垫圈（15）和张拉锚具（16）；所述张拉钢垫板（13）设置在所述预应力螺纹钢筋（2）上延伸出所述张拉固定第一区域（17）的一端，所述加劲肋（14）和所述钢垫圈（15）设置在所述张拉钢垫板（13）上，所述张拉锚具（16）设置在所述钢垫圈（15）的外侧。7.根据权利要求6所述的一种城墙内约束水平土压力...
【专利技术属性】
技术研发人员：李碧卿，李欣瞳，李今保，姜涛，朱俊杰，徐赵东，郭迎庆，淳庆，穆保岗，敬登虎，潘留顺，马江杰，董艳宾，姜帅，张龙珠，翟传鹏，丁洋，李龙卿，李虎卿，
申请(专利权)人：江苏东南特种技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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