CN101629419A - 小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体 - Google Patents

Abstract

小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体，设有垂直向分布的多组承载组件，和若干上端固定于外锚固头(III)的垂直向的拉索(8)，每组承载组件设有一承压柱(4)，承压柱下端设有与其为浇涛成型的一体化结构的承压板(2)，承压柱外壁设有若干与承压柱为一体化结构的圆周向凸起的承压肋筋(6)，所述的若干垂直向拉索(8)圆周向环绕承压柱分布，其下端分组布于不同的承载组件中，并分别与对应组承载组件的承压板(2)固定连接。本发明结构简单、便于施工，而且具有体积小，承载力高的优点，可缩小所需地基钻孔的直径。

Description

小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体

技术领域

本发明属一种岩土工程中用于稳定边坡的永久性锚索，具体涉及这种永久性锚索中的内锚固承载体。

背景技术：

预应力锚索是岩土工程中用于边坡稳定加固的重要手段，其中永久性锚索要求使用年限在50-100年甚至更长，所以对预应力锚索的耐久性要求很高。参见图1，永久性锚索主要由埋入地基插孔(9)内固化的水泥浆体结石(7)里的内锚固段(I)、自由段(II)和露出地基的外锚固头(III)组成，通常无粘结拉索(8)是由钢绞线和防护套组成，芯部的钢绞线上、下端分别与外锚固头和内锚固段固定连接，要长期维持张拉力，需要通过外锚固头拉紧拉索形成预应力。

根据锚索内锚固段附近的水泥浆体结石的受力状态，又将预应力锚索分为拉力型锚索和压力型锚索。拉力型锚索是水泥浆体结石承受拉应力，由于水泥浆体结石的抗拉强度非常低，所以很容易产生进行性拉裂破坏。为解决上述问题，日本有科技人员首先提出了压力分散型锚索构造，这种锚索在内锚固段(I)设置多组承载组件分别承担部分设计张拉力，这种结构使得每个承载组件承担的荷载变小，而且每组承载组件中的承压柱和承压板能够有效地进行应力分散使得即使地层强度较小也不会产生大的变形和失稳现象，所以目前得到广泛应用，这种结构的锚索虽然不会产生明显的拉裂破坏，但由于压应力而产生的压缩、剪切脆性裂纹还是大量存在，这种脆性裂纹破坏会导致水泥浆体结石失去整体防腐功能并使拉索的张拉力松弛减少，从而给工程的长期安全运营带来重大的隐患。

200510056878.8专利揭公开了一种用于边坡稳定的永久性锚索，参见图1，其内锚固段I的承载体由拉索8和垂直向分布的一组以上的内锚固端承载组件A1，A2，A3构成，每组承载组件设有承压板2、承压柱4，多根垂直向拉索8下端分组布于不同的承载组件中，并分别与对应组承载组件的承压板2固定连接，承压柱和拉索的外部套有螺旋钢筋3，螺旋钢筋下端与承压板固定连接。其优点是：每组承载组件可使附近的水泥浆体结石承担的荷载变得更小，使水泥浆体结石所受压应力远小于其极限压应力，不易产生裂纹；其不足之处是：该组件由多个部件组装而成，不便于施工，而且由于其体积较大，所需地基插孔9的孔径也较大。特别是大吨位承载力时，所需地基钻孔的直径就更大。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、便于施工、承载力高、体积小、所需地基钻孔直径也相对小的小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体。

解决上述问题的技术方案是(参见实施例图)：本发明设有垂直向分布的多组承载组件(A1，A2，A3，A4)，和若干上端固定于外锚固头(III)的垂直向的拉索(8)，其特征在于：每组承载组件设有一承压柱(4)，承压柱下端设有与其为浇涛成型的一体化结构的承压板(2)，承压柱外壁设有若干与承压柱为一体化结构的圆周向凸起的承压肋筋(6)，所述的若干垂直向拉索(8)圆周向环绕承压柱分布，其下端分组布于不同的承载组件中，并分别与对应组承载组件的承压板(2)固定连接。

进一步方案是：所述承压板(2)上设有一组固定孔(2a)，承压柱(4)上端设有与其为浇涛成型的一体化结构的定位承压板(5)，定位承压板上设有分别与下方承压板上固定孔相对应的一组定位孔(5a)，固定于该组的拉索(8)分别穿过定位承压板对应的定位孔(5a)，固定于下方承压板的固定孔(2a)。

再进一步地，至少在最上一组承载组件(A1)中，承压板(2)边缘设有若干组径向凹进的凹槽(2b1，2b2，2b3)，定位承压板(5)边缘设有与承压板边缘凹槽对应的若干组凹槽(5b1，5b2，5b3)，向下越过该组承载组件的拉索分别顺着定位承压板和承压板边缘的对应凹槽向下延伸。

本发明在内锚固段设置多组承载组件分别承担部分设计张拉力，从而使得每组承载组件承担的荷载变小，在每组承载组件承压柱上设置的圆周向凸起的承压肋筋(6)可增加承载组件与地基插孔内固化的水泥浆体结石的摩擦力，通过水泥浆体更好地将预应力传递给地基，从而提高承载力。而承压肋筋和下端的承压板均与承压柱为浇铸成型的一体化结构，不仅结构简单、便于施工，而且具有体积小，承载力高的优点，在相同承载力的情况下，采用本发明锚索可缩小所需地基钻孔的直径。

本发明进一步方案在承压柱上端设置的定位承压板一方面使固定于本组承载组件的拉索可穿过定位孔与下方的承压板固定连接，另一方面可使越过本组承载组件的拉索顺着定位承压板和承压板边缘的凹槽向下延伸，从而可在对拉索进行定位的情况下，方便地通过合理安排各组定位孔、固定孔和凹槽圆周向错开的角度和半径使拉索实现更紧凑的圆周向布局，进一步缩小承载组件的直径。

附图说明：

图1、现有用于边坡稳定的永久性锚索结构示意图

图2、本发明实施例1用于边坡稳定永久性锚索的结构示意图；

图3、图2内锚固段承载组件中一体化结构的的承压柱、承压板和定位承压板结构示意图

图4、拉索8固定于对应承载组件的结构示意图

图5：实施例1各组承载组件定位承压板与通过其的拉索结构示意图

图6、实施例2承载组件中承压柱、承压板和定位承压板结构示意图

图7：拉索8固定于实施例2对应承载组件的结构示意图

图8：实施例2各组承载组件定位承压板与通过其的拉索结构示意图

1-挤压套 2-承压板 2a-固定孔 2b-凹槽 3-螺旋钢筋 4-承压柱

5-定位承压板 5a-定位孔 5b-凹槽 6-承压肋筋 7-水泥浆体结石

8-拉索 9-插孔 10-混凝土预应力十字架 11-保护罩 12-中心孔

具体实施方案

实施例1(图2-图5)

图2示出了埋入地基插孔9内固化水泥浆体结石7里的内锚固段I和露出地基的外锚固头III，外锚固头通过自由段II与内锚固段连接。

其中内锚固段的承载体设有四组承载组件A1、A2、A3、A4，并设有12根附着有PE保护层的无粘结钢绞线拉索8，12根拉索平均分成四组，每组三根，其上端分别与外锚固头III张拉固定，四组拉索的下端分别与四组承载组件固定连接，使内锚固段I的水泥浆体结石将外锚固头的张拉力以受压的形式传递给地基。

参见图3：每组承载组件设有一材质为铸铁(或铸钢)的承压柱4，承压柱下端设有与其为浇涛成型的一体化结构的承压板2，承压柱外壁设有若干与承压柱为浇注成型的一体化结构的圆周向凸起的承压肋筋6。承压柱4上端设有与其为浇涛成型的一体化结构的定位承压板5；

见图3的B-B向视图，承压板2上设有圆周向均匀分布、径向距离相等的三个固定孔2a，承压板边缘设有三组凹槽2b1、2b2、2b3，每组的3个凹槽圆周向均匀分布，且径向距离相同，相邻组的凹槽与凹槽，或凹槽与定位孔相错30度角，且径向拉开一定距离。

见图3的A-A向视图，定位承压板5上设有与下方承压板固定孔2a垂直向对应的定位孔5a，其边缘设有与下方承压板边缘凹槽2b1、2b2、2b3垂直向对应的凹槽5b1、5b2、5b3。

参见图4，与对应组承载组件固定连接的一组三根拉索向下分别穿过定位承压板的三个定位孔5a和承压板上与其垂直相对的三个固定孔2a，拉索下端通过与其挤压连接的挤压套1向上卡在固定孔2a的下端口上，挤压套外罩有保护套11，保护套上端口与定位孔2a下端口连接。保护套里充有防锈油。

参见图5，分为4组的拉索8第一组三根拉索81与最上面一组的承载组件A1固定连接，参见图5的D1-D1向视图，第一组三根拉索81分别穿过第一组承载组件上端定位承压板51的三个定位孔5a与下方承压板上的对应的固定孔2a相对固定，第二、三、四组越过该组承载组件的拉索82、83、84分别靠在定位承压板边缘的三组凹槽内，并分别顺着下方承压板上垂直向对应的凹槽向下延伸，使拉索之间保持相互基本平行地拉开距离。

参见图5的D2-D2向视图，第二组三根拉索82分别穿过第二组承载组件A2上端定位承压板52的三个定位孔与下方承压板上的对应的固定孔相对固定，第三、四组越过该组承载组件的拉索83、84分别靠在定位承压板边缘的两组凹槽内，并分别顺着下方承压板上垂直向对应的凹槽向下延伸；

以此类推，参见图5的D4-D4向视图，第四组三根拉索84分别穿过最下部一组承载组件A4上端定位承压板54的三个定位孔，与下方承压板上的对应的固定孔相对固定。

本例各组承载组件结构相同，安装后各组之间的承压板圆周向错开一角度(参见图5)，使固定于一组承载组件的拉索与固定于其它组承载组件的拉索相互间能够保持大致平行地拉开距离。

本例承载部件结构简单，便于加工，安装施工方便，承载力高，体积小，而且可以通过定位承压板和承压板上定位孔、固定孔和边缘凹槽的合理分布使拉索在被定位的情况下布局更加紧凑，与现有技术相比，同样承载力的永久性锚索，本发明所需地基插孔9的直径可缩小约20％，如100吨位的承载体，原钻孔直径为150-160mm，本发明只需110-120mm，200吨位的承载体，原钻孔直径为160-180mm，本发明只需125-135mm。

实施例2(图6-图8)

与实施例1不同的是：本例设有6根拉索8和3组承载组件A1、A2、A3，6根拉索分为3组，分别与三组承载组件A1、A2、A3固定连接。

由于每组承载组件需要与两根拉索固定连接，故承压柱4下端的承压板2上设有互成180度两个固定孔2a(图6)，承压板边缘设有两组用于容纳越过该组承载组件拉索的凹槽2b1、2b2，同一组的凹槽径向距离相等，圆周向互成180度，相邻组的凹槽与凹槽之间，或凹槽与固定孔之间圆周向错开角度。

承压柱4上端的定位承压板5上设有与下方承压板固定孔2a垂直向对应的定位孔5a，其边缘设有与下方承压板边缘凹槽垂直向对应的凹槽。

本例承压板2上的固定孔2a与定位承压板5上的对应定位孔5a径向里端的半径小于承压柱4的半径，二孔连线所对承压柱外壁上设有可嵌入拉索的凹槽4a，使穿过定位承压板与承压板之间的拉索8可嵌入承压柱侧壁的凹槽4a内(见图6、7)，从而使承载组件结构更紧凑，进一步缩小锚索的体积。

本文所述的“垂直”和“水平”均是相对地基面而言的，如当地基面为斜坡面时，所述的“垂直”即指与斜坡面垂直的方向。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1、小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体，设有垂直向分布的多组承载组件(A1，A2，A3，A4)，和若干上端固定于外锚固头(III)的垂直向的拉索(8)，其特征在于：每组承载组件设有一承压柱(4)，承压柱下端设有与其为浇涛成型的一体化结构的承压板(2)，承压柱外壁设有若干与承压柱为一体化结构的圆周向凸起的承压肋筋(6)，所述的若干垂直向拉索(8)圆周向环绕承压柱分布，其下端分组布于不同的承载组件中，并分别与对应组承载组件的承压板(2)固定连接。

2、根据权利要求1所述的小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体，其特征在于：所述承压板(2)上设有一组固定孔(2a)，承压柱(4)上端设有与其为浇涛成型的一体化结构的定位承压板(5)，定位承压板上设有分别与下方承压板上固定孔相对应的一组定位孔(5a)，固定于该组的拉索(8)分别穿过定位承压板对应的定位孔(5a)，固定于下方承压板的对应固定孔(2a)。

3、根据权利要求2所述的小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体，其特征在于：拉索下端通过与其挤压连接的挤压套(1)向上卡在固定孔(2a)的下端口上，挤压套外罩有保护套(11)，保护套上端口与定位孔(2a)下端口连接，保护套里充有防锈油。

4、根据权利要求2所述的小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体，其特征在于：至少在最上一组承载组件中，承压板(2)边缘设有若干组径向凹进的凹槽(2b1，2b2，2b3)，定位承压板(5)边缘设有与承压板边缘凹槽对应的若干组凹槽(5b1，5b2，5b3)，向下越过该组承载组件的拉索分别顺着定位承压板和承压板边缘垂直对应的凹槽向下延伸。

5、根据权利要求4所述的小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体，其特征在于：承压板(2)上设置的一组固定孔(2a)圆周向均匀分布、径向距离相等；承压板边缘若干组凹槽(2b1，2b2，2b3)中的每组凹槽圆周向均匀分布，且径向距离相等，相邻组的凹槽与凹槽，或凹槽与定位孔圆周向错开角度。

6、根据权利要求5所述的小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体，其特征在于：相邻组的凹槽与凹槽，或凹槽与定位孔径向拉开一定距离。

7、根据权利要求2、3、4、5或6任一权利要求所述的小孔径大吨位压缩分散型内锚固承载体，其特征在于：承压板(2)上的固定孔(2a)与定位承压板(5)上的对应定位孔(5a)径向里端的半径小于承压柱(4)的半径，二孔连线所对的承压柱外壁上设有可嵌入拉索的凹槽(4a)。

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