CN105804098B - 护坡装置的预加力锚固系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种护坡装置的预加力锚固系统及施工方法，该系统包括螺杆(1)、混凝土竹节块(2)、连接盘(3)、弹簧(4)和螺帽(5)；间隔排布的混凝土竹节块(2)和连接盘(3)以及螺杆(1)构成整体的锚固体(6)；锚固体(6)放置在锚孔(7)中且两者间缝隙填有混凝土砂浆；螺帽(5)旋合在螺杆(1)上，螺帽(5)经弹簧(4)将护坡结构与混凝土竹节块(2)压紧；该方法关键在于：将各混凝土竹节块(2)和各连接盘(3)与螺杆(1)形成整体式锚固体(6)；将锚固体(6)放入锚孔(7)中并向两者间隙内灌入混凝土砂浆。该系统及方法能加快施工速度、现场施工方便快捷、抗拔及抗剪强度均理想、对土体约束效果好。
Description
技术领域
本发明涉及胀缩土坡体加固领域，具体讲是一种防止胀缩土的边坡发生浅层溜塌、坍塌等病害的护坡装置的预加力锚固系统及其施工方法。
背景技术
胀缩土土体具有显著的胀缩性、裂隙性和超固结性，上述土体开挖后的边坡在大气营力作用下其浅层土体会反复发生吸水膨胀和失水收缩的胀缩变形，即形成胀缩活动层；而且会由于超固结应力的释放导致土体产生卸荷松弛变形，即形成卸荷释放层。由此导致表层膨胀土结构松散，旱季裂隙发育，雨季强度很低，容易产生边坡浅层溜塌、坍塌等病害，影响边坡稳定性。为约束胀缩活动层和卸荷释放层的变形量，宜采用护坡装置。
现有技术的护坡装置的包括用于约束坡面土体的护坡结构和用于压住护坡结构的锚固系统，护坡结构则采用压板或混凝土的框箍，锚固系统多采用锚杆或锚索，其施工过程为沿与坡面垂直的方向打锚孔，并放入锚杆或锚索，在坡面放置压板或浇筑混凝土结构的框箍，最后张紧锚杆或锚索等锚具以压紧压板或框箍。
现有技术的护坡装置的锚固系统及其施工方法存在以下弊端：1、锚杆和锚索放入锚孔后，需要填满水泥砂浆，现场浇注量大，施工速度慢，且需要等待水泥干硬，进一步延长了工期；2、锚杆或锚索与水泥砂浆的粘结强度及摩阻力均不理想，导致锚固系统的抗拔强度不理想，不利于约束土体的变形量；3、土体随季节发生胀缩后，与压板或框箍间难免形成缝隙，而现有技术的锚具很难调节松紧，更无法对锚杆和锚索施加预加力。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能加快施工速度、缩短工期、现场施工方便快捷、抗拔及抗剪强度均理想、对土体约束效果好、便于随土体的胀缩调节松紧、且能对坡面施加预加力的护坡装置的预加力锚固系统。
本发明的一个技术解决方案是，提供一种护坡装置的预加力锚固系统，它包括一根螺杆、多个两头大中间小的混凝土竹节块、多个连接盘、一个弹簧和一个螺帽；混凝土竹节块中心贯通有螺纹通孔，混凝土竹节块的上下两端均设有一圈螺纹盲孔；连接盘包括上法兰、下法兰和用于连接两个法兰的连接筒，连接筒外壁设有多个加强肋板，加强肋板的上下两端分别与上法兰和下法兰固定；
多个混凝土竹节块经各自的螺纹通孔串联旋合在螺杆上，多个连接盘的连接筒也套合在螺杆上且每个连接盘位于相邻的两个混凝土竹节块之间，每个连接盘的上法兰由旋入螺纹盲孔的螺钉与上方的混凝土竹节块下端固定，每个连接盘的下法兰由旋入螺纹盲孔的螺钉与下方的混凝土竹节块上端固定；间隔排布的混凝土竹节块和连接盘以及螺杆构成整体的锚固体；土体坡面钻有锚孔，锚固体放置在锚孔中且两者之间的缝隙填充有混凝土砂浆；
螺杆伸出锚孔的部分从下往上依次穿过护坡结构的螺杆过孔和弹簧，螺帽也旋合在螺杆伸出锚孔的部分，螺帽经弹簧将护坡结构与位置最高的一个混凝土竹节块压紧。
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能加快施工速度、缩短工期、现场施工方便快捷、抗拔及抗剪强度均理想、对土体约束效果好、便于随土体的胀缩调节松紧、且能对坡面施加预加力的护坡装置的预加力锚固系统的施工方法。
本发明的另一个技术解决方案是，提供一种护坡装置的预加力锚固系统的施工方法，其步骤包括：
a、在工厂预制混凝土竹节块和连接盘；
b、清除土体坡面上的松土，确定锚孔位置并钻取锚孔；
c、将各混凝土竹节块和各连接盘间隔串联在螺杆上，并用连接盘固定相邻的两个混凝土竹节块，使得各混凝土竹节块和各连接盘与螺杆形成整体式锚固体；
d、将锚固体放入锚孔中并向锚孔与锚固体间隙内灌入混凝土砂浆；
e、施工护坡结构并将螺杆伸出锚孔的部分穿过护坡结构的螺杆过孔；
f、待锚孔与锚固体间隙内的混凝土砂浆凝结后，在螺杆伸出护坡结构的螺杆过孔的部分套入弹簧，并在螺杆上旋入一个螺帽，拧紧螺帽压缩弹簧对护坡结构施加预加力。
本发明护坡装置的预加力锚固系统及其施工方法与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果。
1、锚固结构施工中，由于采用了预制的混凝土竹节块，仅需要用混凝土砂浆填充锚固体与锚孔之间的缝隙，相比现有技术对整个锚孔内灌浆，本发明的注浆量显著减少，降低了施工现场的劳动强度、加快速度，无需等待大量的砂浆干硬再进行后续施工，工期大幅度缩短；2、螺杆与混凝土竹节块是螺纹连接，而混凝土竹节块由于两头大中间小的特殊形状导致其与水泥砂浆的摩阻力增大，大幅度提高了抗拔及抗剪强度，对坡面土体的约束也明显增强；3、螺母可以自由调节松紧，这样，坡面土体随着季节温度、水量变化发生胀缩后，能灵活调节弹簧的松紧度，满足不同季节护坡的需求；4、螺母压缩弹簧能产生一个较大的预加力，确保对坡面提供更大的约束力，进一步提高护坡效果。
附图说明
图1是本发明护坡装置的预加力锚固系统的护坡结构的俯视结构示意图。
图2是本发明护坡装置的预加力锚固系统的连接盘的放大结构示意图。
图3是本发明护坡装置的预加力锚固系统的正视爆炸结构示意图。
图4是本发明护坡装置的预加力锚固系统的正视结构示意图。
图中所示 1、螺杆，2、混凝土竹节块，2.1、螺纹通孔，2.2、螺纹盲孔，3、连接盘，3.1、上法兰，3.2、下法兰，3.3、连接筒，3.4、加强肋板，4、弹簧，5、螺帽，6、锚固体，7、锚孔，8、螺杆过孔，9、框箍，10、橡胶垫片，11、弹簧钢垫片，12、螺帽钢垫片，13、圆环状混凝土。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明护坡装置的预加力锚固系统，它包括一根螺杆1、多个两头大中间小的混凝土竹节块2、多个连接盘3、一个弹簧4和一个螺帽5；该弹簧采用波形弹簧。
混凝土竹节块2中心贯通有螺纹通孔2.1，混凝土竹节块2的上下两端均设有一圈螺纹盲孔2.2；连接盘3包括上法兰3.1、下法兰3.2和用于连接两个法兰的连接筒3.3，上法兰3.1和下法兰3.2上均设有螺钉过孔。连接筒3.3中心设有供螺杆1穿过的孔，具体的说，连接筒3.3中心设有一个带螺纹的孔，该孔中预先浇筑了一个圆环状混凝土块13，圆环状混凝土块13的中心为一个供螺杆1穿过的通孔。连接筒3.3外壁设有多个加强肋板3.4，加强肋板3.4的上下两端分别与上法兰3.1和下法兰3.2固定，各加强肋板3.4沿连接筒3.3周向均匀分布。
多个混凝土竹节块2经各自的螺纹通孔2.1呈一竖列串联旋合在一根螺杆1上，多个连接盘3的连接筒3.3也套合在螺杆1上且每个连接盘3位于相邻的两个混凝土竹节块2之间，也就是说，多个混凝土竹节块2和多个连接盘3间隔排列在螺杆1上，且最上方和最下方都是混凝土竹节块2。
每个连接盘3的上法兰3.1由穿过上法兰3.1的螺钉过孔并旋入螺纹盲孔2.2的螺钉与上方的混凝土竹节块2下端固定，每个连接盘3的下法兰3.2由穿过下法兰3.2的螺钉过孔并旋入螺纹盲孔2.2的螺钉与下方的混凝土竹节块2上端固定。间隔排布的混凝土竹节块2和连接盘3以及螺杆1构成整体的锚固体6。土体坡面钻有锚孔7，锚固体6放置在锚孔7中且锚固体6和锚孔7之间的缝隙填充有高强度快凝细石混凝土砂浆。
螺杆1伸出锚孔7的部分从下往上依次穿过护坡结构的螺杆过孔8和弹簧4，螺帽5也旋合在螺杆1伸出锚孔7的部分，螺帽5经弹簧4将护坡结构与位置最高的一个混凝土竹节块2压紧。所述的护坡结构可以采用带螺杆过孔8的框箍9，也可以采用带螺杆过孔8的压板或压条等。
更具体的说，作为护坡结构的框箍9的下端与最高一个混凝土竹节块2之间设有橡胶垫片10，弹簧4的上下两端均设有弹簧钢垫片11，而螺帽5下端设有螺帽钢垫片12。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明护坡装置的预加力锚固系统的施工方法，其步骤如下。
a、在工厂预制混凝土竹节块2和连接盘3。
b、清除土体坡面上的松土，确定锚孔7位置并钻取锚孔7；锚孔7的深度穿过土体的胀缩活动层和卸荷释放层，到达稳定土层，且锚孔7位于稳定土层的深度为胀缩活动层深度的2～3倍。
c、将各混凝土竹节块2和各连接盘3间隔串联在螺杆1上，并用连接盘3固定相邻的两个混凝土竹节块2，使得各混凝土竹节块2和各连接盘3与螺杆1形成整体式锚固体6。
d、将锚固体6放入锚孔7中并向锚孔7与锚固体6间隙内灌入混凝土砂浆，锚固体6的位置最高的一个混凝土竹节块2位置低于锚孔顶。
e、施工护坡结构并将螺杆1伸出锚孔7的部分穿过护坡结构的螺杆过孔8。如采用与现有技术相同的方法浇筑混凝土结构的框箍9，将螺杆1伸出锚孔7的部分穿过框箍9的螺杆过孔8，或者将带螺杆过孔8的压板或压块套合在螺杆1伸出锚孔7的部分。在将螺杆1穿过护坡结构的螺杆过孔8之前，先在螺杆1套入一块橡胶垫片10以隔开护坡结构和位置最高的一个混凝土竹节块2，即在护坡结构和位置最高的一个混凝土竹节块2之间形成缓冲带，防止在预加力过程中护坡结构与混凝土竹节块2之间产生刚性破坏。
f、待锚孔7与锚固体6间隙内的混凝土砂浆凝结后，在螺杆1伸出护坡结构的螺杆过孔8的部分依次套入下弹簧钢垫片11、弹簧4、上弹簧钢垫片11和螺帽钢垫片12，最后在螺杆1上旋入一个螺帽5，拧紧螺帽5压缩弹簧4对护坡结构施加预加力。
Claims (2)
1.一种护坡装置的预加力锚固系统，其特征在于：它包括一根螺杆(1)、多个两头大中间小的混凝土竹节块(2)、多个连接盘(3)、一个弹簧(4)和一个螺帽(5)；混凝土竹节块(2)中心贯通有螺纹通孔(2.1)，混凝土竹节块(2)的上下两端均设有一圈螺纹盲孔(2.2)；连接盘(3)包括上法兰(3.1)、下法兰(3.2)和用于连接两个法兰的连接筒(3.3)，连接筒(3.3)外壁设有多个加强肋板(3.4)，加强肋板(3.4)的上下两端分别与上法兰(3.1)和下法兰(3.2)固定；
多个混凝土竹节块(2)经各自的螺纹通孔(2.1)串联旋合在螺杆(1)上，多个连接盘(3)的连接筒(3.3)也套合在螺杆(1)上且每个连接盘(3)位于相邻的两个混凝土竹节块(2)之间，每个连接盘(3)的上法兰(3.1)由旋入螺纹盲孔(2.2)的螺钉与上方的混凝土竹节块(2)下端固定，每个连接盘(3)的下法兰(3.2)由旋入螺纹盲孔(2.2)的螺钉与下方的混凝土竹节块(2)上端固定；间隔排布的混凝土竹节块(2)和连接盘(3)以及螺杆(1)构成整体的锚固体(6)；土体坡面钻有锚孔(7)，锚固体(6)放置在锚孔(7)中且两者之间的缝隙填充有混凝土砂浆；
螺杆(1)伸出锚孔(7)的部分从下往上依次穿过护坡结构的螺杆过孔(8)和弹簧(4)，螺帽(5)也旋合在螺杆(1)伸出锚孔(7)的部分，螺帽(5)经弹簧(4)将护坡结构与位置最高的一个混凝土竹节块(2)压紧。
2.一种如权利要求1所述护坡装置的预加力锚固系统的施工方法，其特征在于：其步骤包括：
a、在工厂预制混凝土竹节块(2)和连接盘(3)；
b、清除土体坡面上的松土，确定锚孔(7)位置并钻取锚孔(7)；
c、将各混凝土竹节块(2)和各连接盘(3)间隔串联在螺杆(1)上，并用连接盘(3)固定相邻的两个混凝土竹节块(2)，使得各混凝土竹节块(2)和各连接盘(3)与螺杆(1)形成整体式锚固体(6)；
d、将锚固体(6)放入锚孔(7)中并向锚孔(7)与锚固体(6)间隙内灌入混凝土砂浆；
e、施工护坡结构并将螺杆(1)伸出锚孔(7)的部分穿过护坡结构的螺杆过孔(8)；
f、待锚孔(7)与锚固体(6)间隙内的混凝土砂浆凝结后，在螺杆(1)伸出护坡结构的螺杆过孔(8)的部分套入弹簧(4)，并在螺杆(1)上旋入一个螺帽(5)，拧紧螺帽(5)压缩弹簧(4)对护坡结构施加预加力。
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