CN110055979A - 用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩及制作和施工方法 - Google Patents

Abstract

一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩及其制作方法和施工方法。该预制预应力混凝土锚墩包括具有相交成十字形的横梁和纵梁的预应力混凝土锚墩单元、位于该预应力混凝土锚墩单元四周的混凝土肋以及位于横梁和纵梁交叉处的锚头部；该横梁和纵梁中设置有预应力钢筋。本发明的预制预应力混凝土锚墩采用预应力混凝土格构梁，可改善梁的截面性能，承受更大的锚固力，解决了传统现浇的钢筋混凝土格构梁在遇到锚索锚固力较大情况时，可能在跨中位置被拉裂而导致构件刚度下降的缺陷；预制的预应力混凝土锚墩还可简化制作工艺、方便安装、且安装时容易调节，缩短了施工周期，并节约了施工成本。

Description

用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩及制作和施工方法

技术领域

本发明涉及边坡加固、生态修复的技术领域，具体涉及一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩及其制作和施工方法。

背景技术

我国是个多山的国家，高原、丘陵和山地占了我国土地面积约70％，每年都会发生大量的滑坡、崩塌和泥石流灾害。再者，在土建工程中平整场地时常常遇到山体的大开挖、放坡等情况，需要对周边山体进行切削，而切削作业会破坏原有的平衡。为了保证边坡及其环境的安全，必须对边坡采取支护、加固和防护措施。边坡锚杆(索)格构加固技术具有布置灵活、格构形式多样、截面调整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点，是边坡加固中常用的一种方法。

现有技术中，采用锚杆(索)格构梁加固边坡时，其混凝土格构梁的建造方式通常是采用现场浇筑的方式，其缺点是：(1)现浇格构梁制作时，由于边坡挖槽、模板加工、钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护等工序较多，而施工过程整体机械化程度又低，导致所需施工周期偏长；(2)现场浇筑工序较多，影响因素多，使得现浇混凝土格构梁的质量得不到保障；(3)预应力锚杆(索)的张拉须等外锚结构达到设计强度后才能进行，整体施工周期常常由于外锚结构物的养护而严重拖延；(4)传统现浇的钢筋混凝土格构梁在遇到锚索锚固力较大情况时，可能在跨中位置被拉裂而导致构件刚度下降，影响整体稳固性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩及其制作和施工方法，其具有减少现场施工步骤、缩短施工周期、实现规范化管理生产、保证质量、经济环保的特点。

本发明采用如下的技术方案实现：

本发明的第一方面提供了一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩，包括：预应力混凝土锚墩单元、混凝土肋和锚头部；

所述预应力混凝土锚墩单元包括预制的相交成十字形的横梁和纵梁；

所述混凝土肋位于所述预应力混凝土锚墩单元四周；

所述锚头部位于所述横梁和纵梁的交叉处，用于插入锚杆；

其中，所述横梁和纵梁中设置有预应力钢筋。

进一步的，所述混凝土肋的高度低于所述预应力混凝土锚墩单元的高度。

进一步的，所述预应力混凝土锚墩单元的高度为400-600mm；所述混凝土肋的高度为200-500mm。

进一步的，所述横梁和纵梁的纵向高度从中间到两端逐渐变小。

进一步的，所述横梁和纵梁中设置有纵筋、箍筋和预应力钢筋；

其中，所述纵筋沿所述横梁和纵梁的纵向设置在所述横梁和纵梁的横截面的四个角上；所述箍筋包围所述纵筋；所述预应力钢筋设置在所述箍筋内靠近所述横梁或纵梁下部且并不接触所述箍筋。

进一步的，所述混凝土肋包括矩形混凝土肋或圆形混凝土肋；

所述矩形混凝土肋中布设有网格状钢筋；所述圆形混凝土肋中设置有网格状钢筋或放射状钢筋；

其中，所述钢筋为直径至少为20mm的HRB400普通钢筋、直径至少为10mm的HRB335箍筋或HRB400箍筋。

进一步的，所述锚头部包括凹槽、垫板和锚孔；

其中所述凹槽设置于所述横梁和纵梁交叉处的上部，所述垫板放置于所述凹槽底面上；所述垫板和所述交叉处的下部设置有直径相同的锚孔，用于插入所述锚杆。

本发明的第二方面提供了一种根据前述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩的制作方法，包括如下步骤：

步骤一，加工所述预应力混凝土锚墩的模具；

根据设计制造生产所述预应力混凝土锚墩的模具；模具上在横梁、纵梁交叉点处预留凹槽、在穿入锚杆的部位预留锚孔孔道；

步骤二，在预制场按照设计绑扎钢筋笼；

钢筋下料时先核对钢筋种类、直径、尺寸和数量，计算下料长度，然后将其截断，钢筋弯曲时在弯筋机上搭一个平台；

在底座上布置好钢筋间距线，用于控制布筋尺寸，先张拉预应力钢筋，再绑扎横梁和纵梁中的纵筋和箍筋，形成所述预应力混凝土锚墩的钢筋笼；

步骤三，浇筑混凝土；

在预制场的固定台座上安装模具，并放入绑扎好的所述预应力混凝土锚墩的钢筋笼，然后浇筑混凝土；

步骤四，养护混凝土锚墩；

对所述预应力混凝土锚墩进行养护，将混凝土锚墩上盖设罩布，定时向罩布上洒水，洒水次数以混凝土锚墩的表面潮湿为度；

养护时间不少于预定时间，待混凝土达到设计强度和弹性模量后拆模；

步骤五，堆码存储所述混凝土锚墩；

所述预应力混凝土锚墩养护达到设计强度和弹性模量后从养护区转运到堆码区进行堆码，存储待用。

进一步的，还包括：

步骤六，在所述预应力混凝土锚墩的凹槽内放置设有供锚杆穿过的锚孔的钢制垫板。

本发明的第三方面提供了一种使用前述的预制预应力混凝土锚墩加固边坡的施工方法，包括以下步骤：

步骤一，对边坡坡面进行加固前的预处理；

步骤二，进行边坡锚孔施工；

在边坡上进行边坡锚孔的测放和标记，边坡锚孔定位偏差不大于20mm，其孔位倾角的偏斜度不大于5％；在边坡上的标记处钻设边坡锚孔，钻孔深度超过锚杆长度的差值不小于0.5m；

步骤三，在边坡锚孔内植入锚杆；

步骤四，向边坡锚孔内注浆；

采用注浆料，向边坡锚孔内浇筑水泥砂浆；

步骤五，吊装预制预应力混凝土锚墩；

依次吊运拼装若干个预制预应力混凝土锚墩至边坡坡面设定的位置，相邻的若干条所述预应力混凝土锚墩单元的横梁与横梁、纵梁与纵梁相互对齐或连接，形成多个“井”字形拼合而成的预制预应力混凝土锚墩；

步骤六，对锚头部进行封堵保护处理；

在每个预制预应力混凝土锚墩单元的凹槽底部放置有钢制垫板，锚杆依次穿过所述凹槽和垫板上的锚孔；位于垫板上部的锚杆使用螺母锁紧，在凹槽部位、锚杆和螺母处填充C25混凝土封堵、采用钢罩保护或涂防腐油脂；

步骤七，锚杆的张拉及锁定；

根据现场张拉试验确定的张拉锁定工艺，分级施加张拉荷载，每级张拉荷载稳定后再进行下一级张拉荷载的施加；

锚杆张拉完成预定时间后若发生应力松弛，则进行补偿张拉；

步骤八，对边坡锚孔进行二次注浆；

待锚杆张拉检测合格后，利用水泥系或者合成树脂系注浆料进行二次注浆处理。

综上所述，本发明提供了一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩及其制作和施工方法，与现有技术相比，本发明有如下有益的技术效果：

1、本发明的预制预应力混凝土锚墩锚固体系是由若干预制混凝土锚墩相互排列组合而成，混凝土锚墩制作更加简易、安装更加轻便、且安装时容易调节。

2、本发明的预制预应力混凝土锚墩采用预应力混凝土格构梁，可改善梁的截面性能，承受更大的锚固力，解决了传统现浇的钢筋混凝土格构梁在遇到锚索锚固力较大情况时，可能在跨中位置被拉裂而导致构件刚度下降的缺陷；预制的预应力混凝土锚墩还可降低梁体的厚度或减少受力钢筋，提高材料利用率，从而更加经济。

3、本发明的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩的制作方法，在工厂预制过程中，可以实现规范化管理、生产，使预制预应力混凝土锚墩受力和造型上能达到最佳状态，保证了预制预应力混凝土锚墩的质量。

4、预应力混凝土锚墩单元是在预先在工厂制作完成，只需在边坡锚杆施工完成后将预制预应力混凝土锚墩运输至边坡现场进行吊装锚固，省去了传统方法中需要在边坡开槽、支模、绑扎钢筋、浇筑、养护、脱模、检测等工序，极大程度上缩短了施工周期，节约了成本。

5、本发明的预制预应力混凝土锚墩是由若干个预制预应力混凝土锚墩相互连接而成，相比于现有技术在坡面现场浇筑的格构梁的施工工艺而言，现场仅需吊装即可，施工简便高效，技术要求低。

6、使用预制预应力混凝土锚墩安装时不需要在坡面挖槽以嵌入该混凝土锚墩，相比于现场浇筑时需要在边坡坡面人工挖槽以便使格构梁嵌入坡面一定深度，本发明更加省时省力。

附图说明

图1(a)是本发明用于边坡应急抢险加固的预制矩形混凝土锚墩紧密型排列方式示意图；图1(b)是本发明用于边坡应急抢险加固的预制圆形混凝土锚墩紧密型排列方式示意图；

图2(a)是本发明用于边坡应急抢险加固的预制矩形混凝土锚墩松散型型排列方式示意图；图2(b)是本发明用于边坡应急抢险加固的预制圆形混凝土锚墩松散型型排列方式示意图；

图3是本发明的预制混凝土锚墩的侧视图；

图4(a)是本发明矩形混凝土锚墩的示意图；图4(b)是本发明圆形混凝土锚墩的示意图；

图5是图4(a)中的A部局部放大示意图；

图6是本发明矩形混凝土锚墩B-B纵向剖面图；

图7是本发明预应力混凝土锚墩的横梁和纵梁的截面示意图；

图8(a)是矩形肋截面配筋示意图；图8(b)是圆形肋截面配筋示意图；

图9是本发明用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩的制作方法的流程示意图；

图10是本发明的预制混凝土锚墩加固的边坡结构示意图；

图11是本发明的使用预制预应力混凝土锚墩的边坡结构的施工方法流程示意图。

附图标记如下：1-预制矩形混凝土锚墩；1’-预制圆形混凝土锚墩；2-预制矩形混凝土锚墩单元；2’-预制圆形混凝土锚墩单元；3-矩形肋；3’-圆形肋；4、4’-锚头部；21、21’-横梁；22、22’-纵梁；41-凹槽；42-垫板；43-锚孔；44-锚杆；51-箍筋；52-纵筋；53-预应力钢筋；6-螺母；7-混凝土封堵；8-边坡。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-6所示，本发明提供了一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩1，包括预制的多条由横梁21和纵梁22相交而成的、钢筋混凝土结构的预应力混凝土锚墩单元2，位于该预应力混凝土锚墩单元2四周的混凝土肋3，以及位于横梁21和纵梁22交叉处的锚头部4，该锚头部4用于插入锚杆44。该预应力混凝土锚墩1的混凝土强度不小于C40。该预制预应力混凝土锚墩的梁分别分为3种类型，以供根据不同的需求来选择：分别为长度1m、1.5m和2m，优选的，横梁和纵梁长度相等。

如图1(a)和1(b)所示，混凝土肋包括矩形混凝土肋3或圆形混凝土肋3’，通过设置圆形或矩形混凝土肋增大了锚墩和边坡的接触面积，可提高预制预应力混凝土锚墩对边坡的加固能力，对于土质松软，易发生滑坡地区的边坡加固有着更好的效果。

在采用上述预制预应力混凝土锚墩加固边坡时，将锚墩阵列排列在边坡上，相邻锚墩单元的横梁、纵梁相互对齐或者连接，根据实际安装边坡的地质条件，可以紧密连接，即相邻锚墩之间几乎不留空隙，如图1所示，也可以松散排列，如图2所示。

图3为本发明的预制混凝土锚墩的侧视图，可以看出，混凝土肋3的高度低于预应力混凝土锚墩单元2即横梁21和纵梁22的高度。该预应力混凝土锚墩单元2的高度为400-600mm，该混凝土肋3的高度为200-500mm。这样设置可以减少原材料，节约成本。如图3和6所示，横梁21和纵梁22的纵向高度从中间到两端逐渐变小，以提高锚头部4的承压能力。

图4(a)、(b)分别是本发明矩形和圆形混凝土锚墩的示意图，图5是图4(a)中的A部局部放大示意图，图6是图4(a)中的B-B纵向剖面。图如图5和6所示，混凝土锚墩单元2的中心交叉处开设有锚头部4；锚头部4包括混凝土凹槽41和放置于凹槽表面的垫板42,在凹槽41和垫板42上均开设锚孔43,安装时供锚杆44穿入。其中，如图6所示，凹槽41呈倒圆台形，上部直径大，下部直径小。垫板42是钢制垫板，安装时增大了锚杆的受力面积，起承压作用，用于保护预制预应力混凝土锚墩的混凝土结构在锚杆张拉时不至损坏。

如图1、5所示，每四条混凝土锚墩单元2即横梁、纵梁相互连接形成锚头部；每个混凝土锚墩单元2的横梁与相邻的混凝土锚墩单元2的横梁、纵梁与相邻的混凝土锚墩单元2的纵梁分别相互连接，形成多个“井”字形排布，若干个“井”字形拼合，即形成用于边坡加固的预制矩形混凝土锚墩2排列阵列。本实施例的混凝土肋3使混凝土锚墩单元1之间的拼接固定，更加简易，也增强了预制矩形混凝土锚墩2整体的稳固性。

本发明的混凝土锚墩单元2为预应力混凝土构件。当混凝土锚墩单元2为预应力构件，该混凝土锚墩单元2的混凝土强度不小于C40。如图7所示，横梁和纵梁中设置有纵筋52、箍筋51和预应力钢筋53；其中，纵筋52沿横梁和纵梁的纵向设置在所述横梁和纵梁的矩形横截面(或其他形状的横截面)的四个角上；箍筋51包围纵筋52形成为矩形；预应力钢筋53设置在箍筋内部靠近横梁或纵梁下部且不接触箍筋53。纵梁22内部钢筋的尺寸采用至少为Φ12的钢绞线，直径至少为20mm的HRB400普通钢筋，直径至少为10mm的HRB335或HRB400箍筋；横梁21内部钢筋的尺寸采用至少为Φ12钢绞线，直径至少为20mm的HRB400普通钢筋，直径至少为10mm的HRB335或HRB400箍筋。钢筋可用FRP复合纤维材料替换，以起到防电、防止信号干扰等作用。设置纵筋和箍筋可以增强横梁和纵梁的强度，设置预应力钢筋可改善梁的截面性能，承受更大的锚固力，解决了传统现浇的钢筋混凝土格构梁在遇到锚索锚固力较大情况时，可能在跨中位置被拉裂而导致构件刚度下降的缺陷；预制的预应力混凝土锚墩还可降低梁体的厚度或减少受力钢筋，提高材料利用率，从而更加经济。

根据《预应力混凝土结构设计规范》(JTG 369-2016)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》(JTG D60-2004)的要求，预应力十字梁锚墩规范法设计流程首先进行构件截面设计选择，按照根据工程实际所选的梁截面形式尺寸和锚固力，同时根据主要受力阶段混凝土容许应力和抗裂要求拟定截面尺寸。然后综合按承载力极限状态的抗弯承载力要求，按施工阶段和使用阶段的混凝土截面上下缘容许应力以及抗裂要求估算预应力钢筋的面积和位置，作为设计的初定值。然后进行梁截面几何特性汇总，进行预应力梁的承载力极限状态验算，包括正截面抗弯，斜截面抗弯抗剪承载力验算。根据此项验算结果配箍筋及架纵筋。根据预应力结构设计规范计算预应力损失之后，进行正常使用极限状态验算，主要包括截面短暂状况应力验算和持久状况应力验算两部分。验算完成，绘制梁截面配筋图。承载力极限状态主要包括正截面和斜截面的强度计算，其中正截面抗弯强度M_ud的计算公式如下：

M_d-弯矩设计值；

α₁-等效矩形应力图系数，当混凝土强度等级小于等于C50时，取为1.0；

f_c-混凝土抗压强度设计值；

h₀-矩形截面有效高度；

b-矩形截面宽度；

x-混凝土受压区高度；

γ₀-重要性系数，取1.0；

斜截面抗剪强度计算公式：

γ₀V_d≤V_cs+V_pb+V_sb (2)

式中：V_d-斜截面处由荷载产生的最大剪力组合设计值；

V_cs-斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值；

V_pb-与斜截面相交的预应力弯起钢筋抗剪承载力设计值；

V_sb-与斜截面相交的普通弯起钢筋抗剪承载力设计值；

正常使用极限状态验算，主要包括截面短暂状况应力验算和持久状况应力验算两部分。

其中预应力钢筋产生的有效预应力如下：

N_p0＝σ_p0·A_p＝(σ_con-σ_l)A_p (3)

其中，N_p0-传力锚固时预应力钢束有效预加力合力；

A_p-受拉区预应力筋的截面面积；

σ_p0-受拉区预应力筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力筋应力；

σ_con-预应力筋的张拉控制应力；

σ_l-预应力筋的全部预应力损失值。

预应力钢筋产生的有效预应力的附加弯矩：

其中，e_p0-预应力钢束合力作用点至预制梁截面形心轴的距离；

M_p0-由传力锚固时预应力钢束的有效预加力的合力产生的弯矩值；

W₀-换算截面抗弯截面模量；

其中，σ_pc-永存预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力；

A₀为换算截面面积。

通过计算预应力混凝土截面边缘的法向应力可验证是否符合规范要求，以满足正常使用极限状态条件。

如图8(a)、8(b)所示，矩形混凝土肋中布设有横纵交叉钢筋，即网格状钢筋；圆形混凝土肋中可以设置有网格状钢筋或放射状钢筋，以提高混凝土肋的强度。其中，混凝土肋3内部钢筋的尺寸采用直径至少为20mm的HRB400普通钢筋、直径至少为10mm的HRB335箍筋或HRB400箍筋。

本发明的另一方面还提供一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩的制作方法，用于制作前述的预应力混凝土锚墩，如图9所示，包括以下步骤：

步骤一S100，加工预制预应力混凝土锚墩1的模具。

在工厂，根据设计制造生产预制水泥混凝土的模具；按设计图纸制作并安装，制成具有混凝土肋和十字型的梁体的模具；在模具的横梁、纵梁交叉点处预留凹槽，可以是使用一个嵌块形成上述凹槽；在模具上穿入锚杆的部位预留锚孔孔道，可以是使用一个嵌块形成上述锚孔孔道；

模具应人工进行装拆，安装后对各位置尺寸进行检查调整，拼装误差应达到设计和规范要求。

步骤二S200，在预制场按照设计绑扎钢筋笼。

钢筋下料时先核对钢筋种类、直径、尺寸和数量，计算下料长度，然后将其截断，钢筋弯曲时在弯筋机上搭一个平台；弯制后的钢筋经检查符合要求后应挂牌存放于整洁的场地内，防止规格型号不同的钢筋混堆乱放；

在底座上布置好钢筋间距线，用于控制布筋尺寸，先张拉预应力钢筋，再绑扎横梁和纵梁中的纵筋和箍筋，形成预应力混凝土锚墩单元的钢筋笼。

步骤三S300，浇筑混凝土。

在预制场的固定台座上安装模板，并放入绑扎好的预制预应力混凝土锚墩2的钢筋笼；

采用强度C40的混凝土，浇筑前，检查预应力混凝土锚墩2模具的接缝、拉杆螺栓、模板连接螺栓和底脚楔子，模具的支立牢固可靠；浇筑时，均匀连续地下料；在钢筋密集处，使用插入式振动棒以辅助下料。

混凝土灌注过程中，要随时检查模板加固情况，漏浆处应及时进行堵塞。

步骤四S400，养护混凝土锚墩。

将振捣好的混凝土移至养生区，对预应力混凝土锚墩进行养护，将预制混凝土锚墩上盖设罩布，严禁使用草袋类等见水易脱色的材料覆盖预制件，以防污染其外观；

定时向罩布上洒水，洒水次数以预应力混凝土锚墩的表面潮湿为度；养护时间不少于预定时间，一般为7天，待混凝土达到设计强度和弹性模量后拆模。

步骤五S500，堆码存储该混凝土锚墩。

预制预应力混凝土锚墩养护达到设计强度和弹性模量后，从养护区转运到堆码区进行堆码，存储待用；转运程中轻拿轻放，严禁损坏构件，预制构件堆码高度不宜超过2米。

上述步骤S100-S500制作得到本发明的预制预应力混凝土锚墩，其具有制作简易、安装方便、刚度强、不易开裂等特点。

进一步的，还包括步骤六S600，在预应力混凝土锚墩单元2的凹槽41内放置设有供锚杆穿过的锚孔43的钢制垫板42。可选的，该步骤可以在将混凝土锚墩安装至边坡时完成。

本发明的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩的制作方法，在工厂预制过程中，可以实现规范化管理、生产，使预制预应力混凝土锚墩受力和造型上能达到最佳状态，保证了预制预应力混凝土锚墩的质量。

本发明的又一方面还提供了一种使用预制矩形混凝土锚墩加固的边坡结构，如图10所示，包括若干前述的预制预应力混凝土锚墩1，由若干预制预应力混凝土锚墩单元2相互连接形成的预制预应力混凝土锚墩1平行于边坡8放置，相邻的预制预应力混凝土单元相互对齐和/或连接。每个预应力混凝土锚墩单元2上的锚孔43与边坡8上开设的边坡锚孔相对齐，锚杆44依次穿过预制预应力混凝土锚墩单元2的凹槽41和垫板42上的锚孔43、插置在边坡锚孔的孔道内，以固定该预制预应力混凝土锚墩。向边坡锚孔的孔道内浇筑浆料以对边坡锚孔进行封堵。位于垫板42上部的锚杆44使用螺母6锁紧；对凹槽41、锚杆44和螺母6的外露部分进行封堵保护。优选地，对凹槽41、锚杆44和螺母6的外露部分填充C25混凝土封堵7，或加设钢罩保护，或涂抹防腐油脂进行封堵保护。

本发明最后还提供了一种使用预制预应力混凝土锚墩加固边坡的施工方法，如图11所示，包括以下步骤：

步骤一S100’，加固前的准备工作，即对边坡坡面进行加固前的预处理。

(1)在待加固边坡8的坡面搭设脚手架，清除坡面和边坡底部的岩渣、浮土或危岩，凿毛光滑岩面，防止出现失脚现象；

(2)在待加固边坡8的坡面进行修整，若坡面过高，则用风镐凿除；若坡面过低，则用浆砌片石嵌补；若遇较大裂缝，可采用灌浆或勾缝处理，以使边坡坡面顺直。

步骤二S200’，进行边坡锚孔施工。

(1)在坡面上进行边坡锚孔的测放和标记，边坡锚孔定位偏差不大于20mm，其孔位倾角的偏斜度不大于5％；

(2)使用钻机在边坡坡面上的标记处钻设边坡锚孔，钻孔机械用三脚支架提升到稳定平整的竹跳板上，根据坡面测放的孔位准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔钻机钻孔倾角和方向符合设计和规范要求，钻孔深度超过锚杆设计长度应不小于0.5m。

(3)钻孔完成后，可使用高压风枪清除孔内和孔口处的水、浮渣及粉尘，清孔顺序是自上而下；清孔完成后，应将孔口暂时封堵，避免碎肩杂物进入边坡锚孔内。

步骤三S300’，在边坡锚孔内植入锚杆44。

锚杆44采用HRB335级螺纹钢筋Φ6钢筋做定位支架制成。锚杆安装前先用探头检查边坡锚孔是否完好，若有塌孔、掉块先行清理或处理；锚杆44入孔时不得转动，锚杆44入孔时用力均匀。

步骤四S400’，向边坡锚孔内注浆。

采用注浆料，向边坡锚孔内浇筑材料为水泥砂浆的浆料；水泥砂浆浆料采用P.0.42.5R水泥，水灰比为0.45～0.5，水泥砂浆浆料的强度大于25MPa。

步骤五S500’，吊装预制预应力混凝土锚墩。

对坡面背衬进行找平处理，以使矩形混凝土锚墩1与边坡8的坡面能紧密贴合；

将预制场制作好的预制预应力混凝土锚墩1用平板货车运至边坡现场，依次吊运拼装若干个预制预应力混凝土锚墩1至边坡8坡面设定的位置，在每个预制预应力混凝土锚墩1的凹槽41底部放置有钢制垫板42,锚杆44依次穿过所述凹槽41和垫板42上的锚孔43；若干条所述预应力混凝土锚墩单元2的横梁21与横梁21、纵梁22与纵梁22相互连接或对齐，形成多个“井”字形拼合而成的预制预应力混凝土锚墩1。

步骤六S600’，对锚头部进行封堵保护处理。

位于垫板42上部的锚杆44使用螺母6锁紧，将螺母6拧紧。在凹槽41部位填充C25混凝土封堵7,以防止垫板42、外漏锚杆44和螺母6生锈；也可使用钢罩保护或者涂防腐油脂进行保护。

通过以上施工步骤S100’-S600’，得到排列安装固定于边坡的若干个预制预应力混凝土锚墩的边坡结构，其具有缩短施工周期、简化施工步骤、节约施工成本、提高防护质量的特点。

为了进一步提高混凝土锚墩的抗拉强度，还可包括步骤七S700’，锚杆44的张拉及锁定。

根据现场张拉试验确定的张拉锁定工艺，分级施加张拉荷载，每级张拉荷载稳定后再进行下一级张拉荷载的施加；锚杆44张拉完成48小时后若发生应力松弛，则进行补偿张拉。

进一步的，还包括步骤八S800’，对边坡锚孔进行二次注浆。

待锚杆44张拉检测合格后，利用材料为水泥系或者合成树脂系的注浆料进行二次注浆处理。

综上所述，本发明提供了一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩及其制作和施工方法。该预制预应力混凝土锚墩包括具有相交成十字形的横梁和纵梁的预应力混凝土锚墩单元包括、位于该预应力混凝土锚墩单元四周的混凝土肋以及位于横梁和纵梁交叉处的锚头部；该横梁和纵梁中设置有预应力钢筋。本发明的预制预应力混凝土锚墩采用预应力混凝土格构梁，可改善梁的截面性能，承受更大的锚固力，解决了传统现浇的钢筋混凝土格构梁在遇到锚索锚固力较大情况时，可能在跨中位置被拉裂而导致构件刚度下降的缺陷；预制的预应力混凝土锚墩还可简化制作工艺、方便安装、且安装时容易调节，缩短了施工周期，并节约了施工成本。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩，其特征在于，包括：预应力混凝土锚墩单元、混凝土肋和锚头部；

所述预应力混凝土锚墩单元包括预制的相交成十字形的横梁和纵梁；

所述混凝土肋位于所述预应力混凝土锚墩单元四周；

所述锚头部位于所述横梁和纵梁的交叉处，用于插入锚杆；

其中，所述横梁和纵梁中设置有预应力钢筋。

2.根据权利要求1所述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩，其特征在于，所述混凝土肋的高度低于所述预应力混凝土锚墩单元的高度。

3.根据权利要求2所述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩，其特征在于，所述预应力混凝土锚墩单元的高度为400-600mm；所述混凝土肋的高度为200-500mm。

4.根据权利要求1所述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩，其特征在于，所述横梁和纵梁的纵向高度从中间到两端逐渐变小。

5.根据权利要求1所述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩，其特征在于，所述横梁和纵梁中设置有纵筋、箍筋和预应力钢筋；

其中，所述纵筋沿所述横梁和纵梁的纵向设置在所述横梁和纵梁的横截面的四个角上；所述箍筋包围所述纵筋；所述预应力钢筋设置在所述箍筋内靠近所述横梁或纵梁下部且并不接触所述箍筋。

6.根据权利要求1所述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩，其特征在于，所述混凝土肋包括矩形混凝土肋或圆形混凝土肋；

所述矩形混凝土肋中布设有网格状钢筋；所述圆形混凝土肋中设置有网格状钢筋或放射状钢筋；

其中，所述钢筋为直径至少为20mm的HRB400普通钢筋、直径至少为10mm的HRB335箍筋或HRB400箍筋。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩，其特征在于，所述锚头部包括凹槽、垫板和锚孔；

其中所述凹槽设置于所述横梁和纵梁交叉处的上部，所述垫板放置于所述凹槽底面上；所述垫板和所述交叉处的下部设置有直径相同的锚孔，用于插入所述锚杆。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，加工所述预应力混凝土锚墩的模具；

根据设计制造生产所述预应力混凝土锚墩的模具；模具上在横梁、纵梁交叉点处预留凹槽、在穿入锚杆的部位预留锚孔孔道；

步骤二，在预制场按照设计绑扎钢筋笼；

钢筋下料时先核对钢筋种类、直径、尺寸和数量，计算下料长度，然后将其截断，钢筋弯曲时在弯筋机上搭一个平台；

在底座上布置好钢筋间距线，用于控制布筋尺寸，先张拉预应力钢筋，再绑扎横梁和纵梁中的纵筋和箍筋，形成所述预应力混凝土锚墩的钢筋笼；

步骤三，浇筑混凝土；

在预制场的固定台座上安装模具，并放入绑扎好的所述预应力混凝土锚墩的钢筋笼，然后浇筑混凝土；

步骤四，养护混凝土锚墩；

对所述预应力混凝土锚墩进行养护，将混凝土锚墩上盖设罩布，定时向罩布上洒水，洒水次数以混凝土锚墩的表面潮湿为度；

养护时间不少于预定时间，待混凝土达到设计强度和弹性模量后拆模；

步骤五，堆码存储所述混凝土锚墩；

所述预应力混凝土锚墩养护达到设计强度和弹性模量后从养护区转运到堆码区进行堆码，存储待用。

9.根据权利要求8所述的用于边坡加固的预制预应力混凝土锚墩的制作方法，其特征在于，还包括：

步骤六，在所述预应力混凝土锚墩的凹槽内放置设有供锚杆穿过的锚孔的钢制垫板。

10.一种使用如权利要求1-7任一项所述的预制预应力混凝土锚墩加固边坡的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对边坡坡面进行加固前的预处理；

步骤二，进行边坡锚孔施工；

在边坡上进行边坡锚孔的测放和标记，边坡锚孔定位偏差不大于20mm，其孔位倾角的偏斜度不大于5％；在边坡上的标记处钻设边坡锚孔，钻孔深度超过锚杆长度的差值不小于0.5m；

步骤三，在边坡锚孔内植入锚杆；

步骤四，向边坡锚孔内注浆；

采用注浆料，向边坡锚孔内浇筑水泥砂浆；

步骤五，吊装预制预应力混凝土锚墩；

依次吊运拼装若干个预制预应力混凝土锚墩至边坡坡面设定的位置，相邻的若干条所述预应力混凝土锚墩单元的横梁与横梁、纵梁与纵梁相互对齐或连接，形成多个“井”字形拼合而成的预制预应力混凝土锚墩；

步骤六，对锚头部进行封堵保护处理；

在每个预制预应力混凝土锚墩单元的凹槽底部放置有钢制垫板，锚杆依次穿过所述凹槽和垫板上的锚孔；位于垫板上部的锚杆使用螺母锁紧，在凹槽部位、锚杆和螺母处填充C25混凝土封堵、采用钢罩保护或涂防腐油脂；

步骤七，锚杆的张拉及锁定；

根据现场张拉试验确定的张拉锁定工艺，分级施加张拉荷载，每级张拉荷载稳定后再进行下一级张拉荷载的施加；

锚杆张拉完成预定时间后若发生应力松弛，则进行补偿张拉；

步骤八，对边坡锚孔进行二次注浆；

待锚杆张拉检测合格后，利用水泥系或者合成树脂系注浆料进行二次注浆处理。