一種非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于土木工程試驗(yàn)(包括原位試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn))技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試方法，操作簡(jiǎn)單，測(cè)試方便，彌補(bǔ)了目前其他相關(guān)測(cè)試儀器的不足，能更準(zhǔn)確、更方便的得出非金屬抗浮錨桿與混凝土界面的相對(duì)滑移量，為試驗(yàn)研究與材料應(yīng)用提供依據(jù)。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著城市地下空間的開(kāi)發(fā)利用及建筑高度的不斷增加，建筑物的基礎(chǔ)埋深也不斷加大，當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載不能抵抗地下水浮力時(shí)，抗浮問(wèn)題變得越來(lái)越突出。在工程中我們一般用降排水法、壓重法、抗浮粧、抗浮錨桿等方法來(lái)達(dá)到抗浮的目的，其中，抗浮錨桿相對(duì)其他方法來(lái)說(shuō)具有地層適應(yīng)性強(qiáng)、分散應(yīng)力、便于施工、硬質(zhì)巖土層中承載力高、施工工期短、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。伴隨著玻璃纖維等非金屬材料的在地下工程中的應(yīng)用，抗浮錨桿又兼具了耐腐蝕及抗電磁干擾的特性，解決了困擾巖土錨固界的難題；由于城市地鐵工程的建設(shè)與蓬勃發(fā)展，非金屬抗浮錨桿解決了地鐵建設(shè)中錨桿抗浮問(wèn)題上抗電磁干擾的難題，使其擁有了更廣闊的應(yīng)用前景與研究意義。承載力與變形是地下工程建設(shè)中兩個(gè)最重要的控制指標(biāo)，在某些工程中，變形與承載力相比更加重要?？垢″^桿錨入一定厚度的鋼筋混凝土底板內(nèi)，錨桿與混凝土的滑移性能直接影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和變形，而且對(duì)確定抗浮錨桿的外錨固長(zhǎng)度有著重要的意義，所以在試驗(yàn)過(guò)程中直接測(cè)定非金屬抗浮錨桿與混凝土的相對(duì)滑移量顯得尤為重要，關(guān)鍵是測(cè)試準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)易性。在現(xiàn)有的相關(guān)儀器測(cè)試中，一般使用錨桿錨頭的位移與錨桿的變形來(lái)推算錨桿與混凝土的相對(duì)滑移量，但在量測(cè)和推算過(guò)程中誤差相疊加會(huì)造成誤差變大，而且方法也較復(fù)雜;隨著研究的深入，也會(huì)采用在錨桿與混凝土接觸位置安裝柔性部件，用百分表直接測(cè)其變形量，而由于柔性部件的剛度小、表面光滑也會(huì)使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，影響試驗(yàn)結(jié)果。另外，由于非金屬材料的抗剪能力較差，目前的測(cè)試裝置中，通常要在非金屬錨桿的外壁粘結(jié)鋼套管來(lái)進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，粘結(jié)劑一般為環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的混合液，一方面，在注入粘結(jié)劑的過(guò)程中，因鋼管下部無(wú)遮擋物，造成粘結(jié)劑滲漏，致使材料浪費(fèi);另一方面，在鋼套管外壁焊接錨具的同時(shí)會(huì)造成粘結(jié)劑受熱上涌，出現(xiàn)粘結(jié)不牢的情況，造成鋼套管與錨桿粘結(jié)力不足，致使試驗(yàn)失敗。因此，尋求一種全新的非金屬抗浮錨桿與混凝土相對(duì)滑移測(cè)試裝置解決現(xiàn)有技術(shù)的不足局有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)提供一種非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試方法，用于直接確定非金屬抗浮錨桿與混凝土界面的相對(duì)滑移量，便于研究錨桿受荷后的錨固性能。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試裝置中實(shí)現(xiàn)，其具體測(cè)試過(guò)程為:
[0005](1)、將角鐵的一側(cè)與半圓鋼管的外壁進(jìn)行焊接，確保角鐵和半圓鋼管緊密牢固地固定在一起，角鐵未焊接的一側(cè)與半圓鋼管外壁垂直；
[0006](2)、將焊接有角鐵的半圓鋼管用結(jié)構(gòu)膠對(duì)稱式粘結(jié)在略高于鋼筋混凝土基體表面的錨桿桿體上，確保半圓鋼管與鋼筋混凝土基體表面垂直；
[0007](3)、在螺紋鋼套管一端塞入環(huán)狀橡皮塞，將塞有環(huán)狀橡皮塞的螺紋鋼套管安裝在錨桿桿體上，使裝有環(huán)狀橡皮塞的一端位于錨桿桿體的下端，然后通過(guò)螺紋鋼套管上端緩緩注入結(jié)構(gòu)膠，確保結(jié)構(gòu)膠充填密實(shí)，使螺紋鋼套管與錨桿桿體緊密粘結(jié)在一起，螺紋鋼管的長(zhǎng)度由預(yù)設(shè)錨固力控制；
[0008](4)、在鋼筋混凝土基體上將兩根工字鋼對(duì)稱放置在錨桿體I兩側(cè)，確保兩根工字鋼之間的距離為25-30cm，使錨桿桿體位于兩根工字鋼的中心，保證錨桿軸心受拉；
[0009](5)、穿心反力梁穿過(guò)錨桿桿體安放在工字鋼上，確保穿心反力梁的形心與錨桿桿體重合；
[0010](6)、在穿心反力梁上由下到上依次安裝鋼墊板、穿心千斤頂、穿心鋼板和荷重傳感器，確保各部件正直且形心與錨桿同軸，使其加載過(guò)程中錨桿桿體的軸心受拉；
[0011](7)、將螺紋錨具通過(guò)螺紋固定在螺紋鋼套管上，錨具的個(gè)數(shù)由預(yù)設(shè)抗拔力決定，從而保證錨具有足夠的鎖緊力，防止施加荷載時(shí)螺紋錨具與螺紋鋼套管產(chǎn)生剪切破壞；
[0012](8)、在固定好的角鐵與地面平行面上垂直安裝百分表，百分表的磁性表座上固定在基準(zhǔn)梁上，保證其不發(fā)生晃動(dòng)，完成非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試裝置的安裝；
[0013](9)、對(duì)非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試裝置的穿心千斤頂和荷重傳感器進(jìn)行標(biāo)定，保證試驗(yàn)過(guò)程中每級(jí)施加荷載量的準(zhǔn)確性；
[0014](10)、對(duì)非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移進(jìn)行測(cè)試，用穿心千斤頂進(jìn)行加載，并控制穿心千斤頂?shù)纳仙啃∮?0cm，穿心千斤頂?shù)姆戳ψ饔迷诖┬姆戳α荷弦疱^桿桿體的位移，此時(shí)百分表的讀數(shù)即為錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移量。
[0015]本發(fā)明所述非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試裝置的主體結(jié)構(gòu)包括錨桿桿體、螺紋鋼套管、螺紋錨具、荷重傳感器、穿心鋼板、穿心千斤頂、穿心鋼墊板、穿心反力梁、環(huán)狀橡皮塞、工字鋼、半圓鋼管、角鐵、百分表、磁性表座、基準(zhǔn)梁和鋼筋混凝土基體;全螺紋實(shí)心結(jié)構(gòu)的錨桿桿體為玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(GFRP)，以增強(qiáng)錨桿桿體與錨固體之間的握裹力，能夠提供足夠的錨固摩擦力；螺紋鋼套管的內(nèi)壁光滑，外壁刻有螺紋，其內(nèi)徑大于錨桿桿體的直徑，螺紋鋼套管和錨桿桿體以充填結(jié)構(gòu)膠的方式緊密粘結(jié)在一起;六邊形結(jié)構(gòu)的螺紋錨具由與螺紋鋼套管耦合的螺母制成，螺紋錨具通過(guò)螺紋與螺紋鋼套管相連，螺紋錨具的個(gè)數(shù)根據(jù)所需鎖緊力大小確定;環(huán)狀橡皮塞的內(nèi)徑大于錨桿桿體的直徑，外徑小于螺紋鋼套管的內(nèi)徑，環(huán)狀橡皮塞的厚度為1.0cm，錨桿桿體穿過(guò)環(huán)狀橡皮塞，環(huán)狀橡皮塞安裝在螺紋鋼管的底端，不僅能夠封堵結(jié)構(gòu)膠，還能保證錨桿桿體位于螺紋鋼套管的中央，保證錨桿桿體周圍的結(jié)構(gòu)膠在螺紋鋼套管內(nèi)填充均勻，有足夠的粘結(jié)力；半圓鋼管的長(zhǎng)度為2cm，由與錨桿相同直徑的鋼管對(duì)稱切割而成，半圓鋼管的內(nèi)壁通過(guò)結(jié)構(gòu)膠粘貼在錨桿桿體的外側(cè);錨桿桿體的兩側(cè)對(duì)稱式安裝有工字鋼，工字鋼放置在鋼筋混凝土基體上，錨桿桿體的底端插入鋼筋混凝土基體內(nèi)；兩根工字鋼上放置有穿過(guò)錨桿桿體的穿心反力梁，穿心反力梁上方自下而上依次豎直安裝鋼墊板、穿心千斤頂、穿心鋼板和荷重傳感器，鋼墊板、穿心千斤頂、穿心鋼板和荷重傳感器均穿過(guò)錨桿桿體;錨桿桿體與鋼筋混凝土基體交接處的上方對(duì)稱式粘貼有半圓鋼管，角鐵的一側(cè)與半圓鋼管的外壁焊接，未焊接的一側(cè)與半圓鋼管的外壁垂直;角鐵的正上方安裝有百分表，百分表上設(shè)有磁性表座，磁性表座固定在基準(zhǔn)梁上，用于測(cè)量錨桿桿體與鋼筋混凝土基體界面的相對(duì)滑移量。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有測(cè)試裝置相比，其工藝簡(jiǎn)單，測(cè)試精度高，可操作性強(qiáng)，得出數(shù)值結(jié)果直接，精度度高，誤差小。
【附圖說(shuō)明】
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[0017]圖1為本發(fā)明所述非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試裝置的主體結(jié)構(gòu)原理圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試裝置的A-A剖面結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明所述非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試裝置的B-B剖面結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的百分表安裝結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明的百分表安裝結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0022]下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例:
[0024]本實(shí)施例在非金屬抗浮錨桿與混凝土界面相對(duì)滑移測(cè)試裝置中實(shí)現(xiàn)，其具體測(cè)試過(guò)程為:
[0025](1)、將角鐵12的一側(cè)與半圓鋼管11的外壁進(jìn)行焊接，確保角鐵12和半圓鋼管11緊密牢固地固定在一起，角鐵12的未焊接面與半圓鋼管11外壁垂直；
[0026](2)、將焊接有角鐵12的半圓鋼管11用結(jié)構(gòu)膠對(duì)稱式粘結(jié)在略高于鋼筋混凝土基體16表面的錨桿桿體I上，確保半圓鋼管11與鋼筋混凝土基體16表面垂直；
[0027](3)、在螺紋鋼套管2—端塞入環(huán)狀橡皮塞9，將塞有環(huán)狀橡皮塞9的螺紋鋼套管2安裝在錨桿桿體I上，使裝有環(huán)狀橡皮塞9的一端位于錨桿桿體I的下端，然后通過(guò)螺紋鋼套管2上端緩緩注入結(jié)構(gòu)膠，確保結(jié)構(gòu)