CN104895072B - 一种预应力锚索以及预应力锚索一次成型施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力锚索以及预应力锚索一次成型施工方法，该方法包括：1)提供锚索以及旋喷钻机，所述旋喷钻机具有中空钻杆，所述中空钻杆的前端安装有钻头；2)将所述锚索安装于中空钻杆的内部；3)使用所述旋喷钻机向土层内部旋喷钻孔以形成锚索孔，所述锚索随所述中空钻杆进入所述锚索孔的内部；4)所述旋喷钻机打孔至目标深度后将所述中空钻杆从所述锚索孔中抽出；5)向所述锚索孔内部注浆；6)对所述锚索进行张拉以及锁定。本发明的预应力锚索一次成型施工方法可以同时进行打孔、安装锚索以及注浆。这种预应力锚索一次成型施工技术可以避免在打孔之后进行锚索安装带来的易塌孔的问题，同时还可以减少施工步骤，节约时间。

Description

一种预应力锚索以及预应力锚索一次成型施工方法

技术领域

本发明涉及一种锚索及其施工方法，具体涉及一种预应力锚索以及预应力锚索一次成型施工方法。

背景技术

锚索支护以其锚固半径大、锚固力强、加固范围广等特点在基坑开挖工程的边坡支护过程中起着重要作用。锚索支护是通过在围岩中安装锚索形成锚固体来加固围岩，提高围岩承载能力。通常锚索的施工需要进行远距离及超远距离支护打设较深的钻孔来安装锚索，但是在一些松散破碎围岩、极软岩层、高应力破碎围岩及大埋深煤巷中进行锚索钻孔施工时，由于围岩松散、破碎、应力大等原因，容易出现钻眼停机后塌孔的现象，致使锚索无法安装。针对此种情况，目前较常用的是锚注支护技术，钻孔、锚固、注浆等工序分开进行。但是这种施工方式存在工艺过于复杂的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种预应力锚索以及预应力锚索一次成型施工方法，以解决现有技术中预应力锚索施工方法存在的问题。

为实现上述技术效果，本发明所提供的一种预应力锚索，其包括设置于土层内部的锚固体，所述锚固体的内部埋设有锚索，所述锚索的尾部从所述土层中伸出并且连接于土层表面的腰梁；所述锚固体由水泥浆制成。

本发明的预应力锚索的进一步改进在于：所述锚索从尾部至前端依次分为张拉段、自由段以及锚固段；所述自由段以及锚固段埋设于所述锚固体内部；所述锚索为多根钢绞线组成的线束，在所述自由段的区间内每根所述钢绞线的侧面包裹有管软。

本发明的预应力锚索的进一步改进在于：在所述锚固段的区间内间隔设置有多个用于将钢绞线组成的线束撑开的定中支架，所述定中支架的边缘设置有多个缺口，所述钢绞线固定于所述定中支架的缺口。定中支架的设置可以使得组成锚索的钢绞线不会缠在一起，使得锚索在安装过程中可以保持形状。

本发明的预应力锚索的进一步改进在于：所述钢绞线通过钢丝绑扎的方式固定于所述定中支架边缘的缺口，在任意两个相邻所述定中支架之间的钢绞线相互交叉。钢绞线相互交叉使得锚索和锚固体之间结合的更加紧密，增强了预应力锚索的强度。

本发明的预应力锚索的进一步改进在于：位于所述锚索尾部的所述张拉段依次穿过所述腰梁以及贴合于腰梁表面的锚定钢板，所述锚索经过预应力张拉后所述张拉段固定连接有锚具，所述锚具顶撑于所述锚定钢板的表面。

本发明的技术方案还提供一种预应力锚索一次成型施工方法，该方法包括：

1)提供锚索以及旋喷钻机，所述旋喷钻机具有中空钻杆，所述中空钻杆的前端安装有钻头；

2)将所述锚索安装于中空钻杆的内部；

3)使用所述旋喷钻机向土层内部旋喷钻孔以形成锚索孔，在所述旋喷钻机钻孔的过程中通过所述中空钻杆向所述锚索孔内注入水泥浆，所述锚索随所述中空钻杆进入所述锚索孔的内部；

4)所述旋喷钻机打孔至目标深度后将所述中空钻杆从所述锚索孔中抽出，在所述中空钻杆抽出的过程中所述锚索留在所述锚索孔中；

5)向所述锚索孔内部注浆；

6)在所述锚索孔中的水泥浆达到预定强度后对所述锚索进行张拉以及锁定。

本发明的预应力锚索一次成型施工方法的进一步改进在于：向所述锚索孔内部注浆的过程具体包括一次注浆以及二次注浆；所述所述锚索中包含有一次注浆管以及二次注浆管；在所述中空钻杆从所述锚索孔中抽出之后，将所述一次注浆管从所述锚索孔中抽出，在抽出的过程中通过所述一次注浆管向所述锚索孔中进行一次注浆；随后将所述二次注浆管从所述锚索孔中抽出，在抽出的过程中通过所述二次注浆管向所述锚索孔中进行二次注浆。

本发明的预应力锚索一次成型施工方法的进一步改进在于：在所述一次注浆以及二次注浆的过程中水泥浆液中水灰比为0.45～0.5；第一次注浆压力0.5MPa～0.8MPa，第二次注浆压力为2MPa～4MPa。

本发明的预应力锚索一次成型施工方法的进一步改进在于：所述中空钻杆在抽出过程中向所述锚索孔中注浆。

本发明的预应力锚索一次成型施工方法的优点在于：在钻孔的过程中将锚索通过旋喷钻机安装于锚索孔中，于此同时还通过旋喷钻机向锚索孔中注入水泥浆。因此本发明的预应力锚索一次成型施工方法可以同时进行打孔、安装锚 索以及注浆。这种预应力锚索一次成型施工技术可以避免在打孔之后进行锚索安装带来的易塌孔的问题，同时还可以减少施工步骤，节约时间。

附图说明

图1为本发明的预应力锚索的侧视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明的锚索的侧视图；

图4为图3中1-1处的剖视图；

图5为本发明的预应力锚索一次成型施工方法中旋喷钻机钻孔时的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1和图2所示，本发明的预应力锚索包括：设置于土层10内部的锚固体11。锚固体11由旋喷钻机喷出的水泥浆形成。锚固体11的内部埋设有锚索20，锚索20的尾部从土层10中伸出并且连接于土层10表面的腰梁12。

如图1和图3所示，锚索20从尾部至前端依次分为张拉段21、自由段22以及锚固段23。自由段22以及锚固段23埋设于所述锚固体内部。锚索20为多根钢绞线24组成的线束。在自由段22的区间内每根钢绞线24的侧面包裹有管软。软管的设置使得自由段22区间的钢绞线24不会被锚固体11固定，这样在对锚索20进行预应力张拉的过程中自由段22区间的钢绞线24可以在软管内进行拉伸。自由段22区间的钢绞线24之间相互平行。

如图3和图4所示，在锚固段23的区间内间隔设置有多个用于将钢绞线24组成的线束撑开的定中支架25。定中支架25为圆形的片状，定中支架25的边缘设置有多个缺口，钢绞线24固定于所述定中支架25的缺口。钢绞线24通过钢丝绑扎的方式固定于定中支架25边缘的缺口。在任意两个相邻定中支架25之间的钢绞线24相互交叉。钢绞线24相互交叉使得锚索20和锚固体11之间结合的更加紧密，增强了预应力锚索的强度。定中支架25的设置可以使得组成锚索20的钢绞线24不会缠在一起，使得锚索20在安装过程中可以保持形状。

如图1和图2所示，位于锚索20尾部的张拉段21依次穿过腰梁12以及贴合于腰梁表面的锚定钢板14。锚索20经过预应力张拉后张拉段21固定连接有锚具15。锚具15顶撑于锚定钢板14的表面。由于锚索20经过预应力张拉，因此锚具15可以紧密的顶撑于锚定钢板14的表面。

下面结合附图对本发明的预应力锚索一次成型施工方法进行介绍：

本发明的预应力锚索一次成型施工方法具体包括以下步骤：

1)使用钢绞线制作锚索。如图3和图4所示，锚索20从尾部至前端依次分为张拉段21、自由段22以及锚固段23。制作过程中，将组成锚索20的钢绞线24组成的线束。随后在自由段22的区间内向每根钢绞线24的侧面包裹管软。软管的设置使得自由段22区间的钢绞线24在后续施工过程中不会被锚固体11固定，这样在后续施工过程中对锚索20进行预应力张拉的过程中自由段22区间的钢绞线24可以在软管内进行拉伸。自由段22区间的钢绞线24之间相互平行。

随后在锚固段23的区间内间隔设置多个用于将钢绞线24组成的线束撑开的定中支架25。定中支架25为圆形的片状，定中支架25的边缘设置有多个缺口，钢绞线24固定于所述定中支架25的缺口。钢绞线24通过钢丝绑扎的方式固定于定中支架25边缘的缺口。在任意两个相邻定中支架25之间的钢绞线24相互交叉。钢绞线24相互交叉使得锚索20和锚固体11之间结合的更加紧密，增强了预应力锚索的强度。定中支架25的设置可以使得组成锚索20的钢绞线24不会缠在一起，使得锚索20在安装过程中可以保持形状。

每个定中支架25的中心还设置有两个孔，这两个孔分别用于穿设一次注浆管

以及二次注浆管27。在定中支架25安装完成后将一次注浆管26以及二次注浆管27安装于锚索20的内部。

2)如图5所示，提供一旋喷钻机40，旋喷钻机40具有中空钻杆41，中空钻杆41中可以容纳锚索20。在中空钻杆41的前端安装有钻头，钻头可以向土层内部喷射高压的水泥浆，从而在土层中打孔。

3)在锚索20制作完成后将锚索20安装于旋喷钻机40的中空钻杆41的内部。

4)使用旋喷钻机40向土层内部打孔以形成锚索孔。在旋喷钻机40钻孔的过程中通过中空钻杆41向锚索孔内注入水泥浆。于此同时锚索20随中空钻杆41进入锚索孔的内部。

5)旋喷钻机40打孔至目标深度后将中空钻杆41锚索孔中抽出。在中空钻杆41抽出的过程中锚索20留在锚索孔中。中空钻杆41在抽出过程中向锚索孔中注浆。旋喷钻机40向锚索孔内注入水泥浆，水泥浆凝固之后形成锚固体11。

6)向所述锚索孔内部注浆。如图3所示，向锚索孔内部注浆具体包括一次 注浆以及二次注浆。在锚索20的内部安装有一次注浆管26以及二次注浆管27。在中空钻杆41从锚索孔中抽出之后，将一次注浆管26从锚索孔中抽出。在抽出的过程中通过一次注浆管26向所述锚索孔中进行一次注浆。在一次注浆的水泥浆初凝之后将二次注浆管27从锚索孔中抽出，在抽出的过程中通过二次注浆管27向所述锚索孔中进行二次注浆。在一次注浆以及二次注浆的过程中水泥浆液中水灰比为0.45～0.5；第一次注浆压力0.5MPa～0.8MPa，第二次注浆压力为2MPa～4MPa。

7)在所述锚索孔中的水泥浆达到预定强度后对所述锚索进行张拉以及锁定。

如图2所示，在注浆完成后，在锚索孔的洞口周围施工腰梁12，位于所述锚索20尾部的张拉段21依次穿过腰梁12以及贴合于腰梁12表面的锚定钢板14。待腰梁12施工完成后，对锚索20进行预应力张拉。随后将锚具15固定连接于张拉段21，随后锚具15顶撑于锚定钢板14的表面，完成锚索的锁定。

本发明的预应力锚索一次成型施工方法的优点在于：在钻孔的过程中将锚索通过旋喷钻机安装于锚索孔中，于此同时还通过旋喷钻机向锚索孔中注入水泥浆。因此本发明的预应力锚索一次成型施工方法可以同时进行打孔、安装锚索以及注浆。这种预应力锚索一次成型施工技术可以避免在打孔之后进行锚索安装带来的易塌孔的问题，同时还可以减少施工步骤，节约时间。

Claims (4)

1.一种预应力锚索，其特征在于：包括设置于土层内部的锚固体，所述锚固体的内部埋设有锚索，所述锚索的尾部从所述土层中伸出并且连接于土层表面的腰梁；所述锚固体由水泥浆制成；

所述锚索从尾部至前端依次分为张拉段、自由段以及锚固段；所述自由段以及锚固段埋设于所述锚固体内部；所述锚索为多根钢绞线组成的线束，在所述自由段的区间内每根所述钢绞线的侧面包裹有管软；

在所述锚固段的区间内间隔设置有多个用于将钢绞线组成的线束撑开的定中支架，所述定中支架的边缘设置有多个缺口，所述钢绞线固定于所述定中支架的缺口；每个所述定中支架的中心还设置有两个孔，分别用于穿设一次注浆管及二次注浆管；

所述钢绞线通过钢丝绑扎的方式固定于所述定中支架边缘的缺口，在任意两个相邻所述定中支架之间的钢绞线相互交叉；

进一步地，所述锚索安装于旋喷钻机的中空钻杆的内部，通过以下步骤将所述锚固体和所述锚索设置于所述土层内部，包括：

使用所述旋喷钻机向土层内部旋喷钻孔以形成锚索孔，在所述旋喷钻机钻孔的过程中通过所述中空钻杆向所述锚索孔内注入水泥浆，所述锚索随所述中空钻杆进入所述锚索孔的内部；

所述旋喷钻机打孔至目标深度后将所述中空钻杆从所述锚索孔中抽出，在所述中空钻杆抽出的过程中所述锚索留在所述锚索孔中；

向所述锚索孔内部注浆。

2.如权利要求1所述的预应力锚索，其特征在于：位于所述锚索尾部的所述张拉段依次穿过所述腰梁以及贴合于腰梁表面的锚定钢板，所述锚索经过预应力张拉后所述张拉段固定连接有锚具，所述锚具顶撑于所述锚定钢板的表面。

3.一种预应力锚索一次成型施工方法，其特征在于包括：

1)提供权利要求1中所述的锚索以及旋喷钻机，所述旋喷钻机具有中空钻杆，所述中空钻杆的前端安装有钻头；

2)将所述锚索安装于中空钻杆的内部；

3)使用所述旋喷钻机向土层内部旋喷钻孔以形成锚索孔，在所述旋喷钻机钻孔的过程中通过所述中空钻杆向所述锚索孔内注入水泥浆，所述锚索随所述中空钻杆进入所述锚索孔的内部；

4)所述旋喷钻机打孔至目标深度后将所述中空钻杆从所述锚索孔中抽出，在所述中空钻杆抽出的过程中所述锚索留在所述锚索孔中；

5)向所述锚索孔内部注浆；

6)在所述锚索孔中的水泥浆达到预定强度后对所述锚索进行张拉以及锁定；

所述中空钻杆在抽出过程中向所述锚索孔中注浆；其中，向所述锚索孔内部注浆的过程具体包括一次注浆以及二次注浆；所述锚索中包含有一次注浆管以及二次注浆管；在所述中空钻杆从所述锚索孔中抽出之后，将所述一次注浆管从所述锚索孔中抽出，在抽出的过程中通过所述一次注浆管向所述锚索孔中进行一次注浆；随后将所述二次注浆管从所述锚索孔中抽出，在抽出的过程中通过所述二次注浆管向所述锚索孔中进行二次注浆。

4.如权利要求3所述的预应力锚索一次成型施工方法，其特征在于：在所述一次注浆以及二次注浆的过程中水泥浆液中水灰比为0.45～0.5；第一次注浆压力0.5MPa～0.8MPa，第二次注浆压力为2MPa～4MPa。