CN110318400B - 一种自均衡多束预应力锚索连接构造及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种自均衡多束预应力锚索连接构造及其施工方法，预应力锚索围护桩体的左右两侧对称锚固，自由段在围护桩体的前侧环绕围护桩体并通过锚索连接器交叉固定，锚索连接器包括左右对称设置的两个钢垫块，两个钢垫块之间留设有弹簧，主动锚固块后部穿线孔与被动锚固块前部锚固孔形成供被动锚固预应力锚索贯穿的第一孔道，被动锚固块后部穿线孔与主动锚固块前部锚固孔的内侧孔形成供主动锚固预应力锚索贯穿的第二孔道，本发明免去使用型钢围檩，有效节约钢材并给基坑肥槽保留充足的施工空间，同时可以保证每一根围护桩承受简单、清晰的应力而保持平衡，大大提高基坑支护的安全性，提高多束预应力锚索受力的均衡性以及基坑支护的安全性。

Description

一种自均衡多束预应力锚索连接构造及其施工方法

技术领域

本发明属于基坑支护领域，特别是一种预应力锚索连接构造及其施工方法。

背景技术

目前，基坑支护领域中的围护桩支护工法通常采用围护桩加型钢围檩加预应力锚索的方式，由于型钢围檩体积和重量均较大，导致基坑肥槽的施工空间更加狭小，严重影响地下室外墙的施工及基坑肥槽的回填压实。

发明内容

本发明的目的是提供一种自均衡多束预应力锚索连接构造及其施工方法，要解决基坑支护领域中的围护桩支护采用围护桩加型钢围檩加预应力锚索中钢围檩体积和重量较大，导致基坑肥槽的施工空间狭小，严重影响地下室外墙的施工及基坑肥槽的回填压实的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自均衡多束预应力锚索连接构造，包括围护桩体和锚入土体内的预应力锚索，所述预应力锚索包括锚固段和自由段，所述预应力锚索在围护桩体的左右两侧对称锚固，其中两侧的自由段在围护桩体的前侧环绕围护桩体并通过锚索连接器交叉固定，所述围护桩体与锚索连接器之间设有桩身保护垫板，

所述锚索连接器包括左右对称设置的两个钢垫块，所述钢垫块包括左侧的主动锚固带孔钢垫块和右侧的被动锚固带孔钢垫块，两个钢垫块之间留设有自均衡压缩空间，自均衡压缩空间内设有两端分别与两侧的钢垫块固定连接的弹簧，所述锚索连接器还包括连接器保护套，所述连接器保护套为环形钢板，环形钢板沿自均衡压缩空间对两侧的钢垫块进行环形包覆，所述环形钢板内侧与被动锚固带孔钢垫块的外侧表面固定焊接，所述环形钢板与主动锚固带孔钢垫块之间无连接，

每个钢垫块上开有自外侧向内侧斜向贯穿块体的穿线孔，两侧钢垫块的穿线孔内侧孔口均连通在自均衡压缩空间内，所述穿线孔包括后部穿线孔和前部锚固孔，两侧钢垫块的后部穿线孔和前部锚固孔个数相同，其中主动锚固带孔钢垫块上的穿线孔包括主动锚固块后部穿线孔和主动锚固块前部锚固孔，被动锚固带孔钢垫块上的穿线孔包括被动锚固块后部穿线孔和被动锚固块前部锚固孔，

所述主动锚固块后部穿线孔与被动锚固块前部锚固孔的内侧孔口相对、孔轴线对齐，两者形成供被动锚固预应力锚索贯穿的第一孔道，所述被动锚固块后部穿线孔与主动锚固块前部锚固孔的内侧孔口相对、孔轴线对齐，两者形成供主动锚固预应力锚索贯穿的第二孔道，所述第一孔道与第二孔道成空间交叉状，

所述第一孔道内穿有通过人工力被动锚固在该孔内的被动锚固预应力锚索，该预应力锚索的自由段通过锚入被动锚固块前部锚固孔的锥形锚具锚固，所述第二孔道内穿有通过自均衡力主动锚固在该孔内的主动锚固预应力锚索，该预应力锚索的自由段通过锚入主动锚固块前部锚固孔的锥形锚具锚固，

所述弹簧的个数为第一孔道与第二孔道的个数之和，所述弹簧为压缩状态，被动锚固预应力锚索与主动锚固预应力锚索经过自均衡压缩空间均穿入该处的弹簧。

所述钢垫块的水平横截面为缺少一个前角的缺角矩形，所述主动锚固块前部锚固孔和被动锚固块前部锚固孔的外侧孔口均设置在该缺角矩形的缺角面上。

所述后部穿线孔即主动锚固块后部穿线孔和被动锚固块后部穿线孔为等截面孔。

所述前部锚固孔即主动锚固块前部锚固孔和被动锚固块前部锚固孔为变截面孔，变截面孔为自内侧向外侧逐渐增大的锥形孔，所述变截面孔的内侧起始孔径与等截面孔的孔径相同。

所述后部穿线孔沿每块钢垫块的上下方向设置两道以上，后部穿线孔在钢垫块外侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上，所述前部锚固孔沿每块钢垫块的上下方向设置两道以上，前部锚固孔在钢垫块外侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上，每块钢垫块的后部穿线孔的外侧孔口和前部锚固孔的外侧孔口上下方向交替设置。

所述后部穿线孔和前部锚固孔在钢垫块的内侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上。

所述锥形锚具为包括锥形外部体和中空供锚索通过的锚索孔，所述锥形外部体的外轮廓尺寸与前部锚固孔外侧孔口的锥形内径相适应。

所述桩身保护垫板为柔性板，材质为聚苯板或者橡胶板，所述桩身保护垫板贴合在围护桩体的外侧表面，所述桩身保护垫板隔离自由段与围护桩体的外侧表面，其中自由段箍紧在桩身保护垫板的外侧表面。

所述环形钢板与被动锚固带孔钢垫块之间的焊点位置为沿周向间隔点焊。

一种自均衡多束预应力锚索连接构造的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，计算围护桩体周围需要锚入的锚索的个数和位置，并在工厂中预制与锚索个数相适应的锚索连接器；

步骤二，两侧预应力锚索的锚固段分别锚入围护桩体两侧的土体中；

步骤三，两侧预应力锚索的自由段按照设计顺序穿入锚索连接器上对应的穿线孔中，围护桩体两侧的预应力锚索在锚索连接器中交叉后在锚索连接器上穿出并收紧；其中，被动锚固预应力锚索穿入第一孔道，主动锚固预应力锚索穿入第二孔道；

步骤四，将锚索连接器调整至围护桩体适宜位置，围护桩体与锚索连接器之间放置桩身保护垫板；

步骤五，将锥形锚具先塞入前部锚固孔中进行临时锚固；

步骤六，将被动锚固块前部锚固孔内的锥形锚具通过千斤顶设置所需压力挤压锚固到位，然后弹簧受到挤压通过反作用力将主动锚固带孔钢垫块向外侧顶紧，主动锚固块前部锚固孔内的锥形锚具该反作用力自锚固，然后弹簧调节两侧预应力锚索张拉受力均衡。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明为了克服型钢围檩导致的基坑肥槽施工空间狭小，公开了一种自均衡多束预应力锚索连接构造，免去使用型钢围檩进行基坑支护，同时给基坑肥槽保留充足的施工空间。

本发明是直接在围护桩体的两侧利用连接器对锚索自由端进行连接，连接器包括对称的多边形带孔钢垫块、连接保护套、弹簧以及锥形锚具，其中多边形带孔钢垫板开有斜向的穿线孔与锥形锚固孔，可以实现多束预应力锚索的快速连接和锚固。通过对称的两个钢垫块中设计的孔道和弹簧的应用，保证被动一侧被锥形锚具上施加所需压力后，主动一侧的多边形带孔钢垫块上的所有锚具在锚索反作用力的作用下自锚固。

本发明可以在围护桩支护基坑工法中，免去使用型钢围檩，有效节约钢材并给基坑肥槽保留充足的施工空间，同时可以保证每一根围护桩承受简单、清晰的应力而保持平衡，大大提高基坑支护的安全性，提高多束预应力锚索受力的均衡性以及基坑支护的安全性。另外两块多边形带孔钢垫块之间由于存在弹簧垫片，可以调节多束预应力锚索受力均衡。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的结构侧视示意图。

图2是图1的俯视结构示意图。

图3是锚索连接器俯视放大图。

图4是图3中未锚入锥形锚具的结构示意图。

图5是被动锚固带孔钢垫块的右视结构示意图。

图6是主动锚固带孔钢垫块的左视结构示意图。

图7是被动锚固带孔钢垫块的左视结构示意图或者主动锚固带孔钢垫块的右视结构。

图8是锥形锚具的结构示意图。

图9是图8的俯视结构示意图。

附图标记：1－主动锚固预应力锚索、2－被动锚固预应力锚索、3－桩身保护垫板、4－自均衡预应力锚索连接器、5－主动锚固带孔钢垫块、6－被动锚固带孔钢垫块、7－弹簧、8－连接器保护套、9－锥形锚具、91－锥形外部体、92－锚索孔、10－焊点、11－主动锚固块后部穿线孔、12－被动锚固块后部穿线孔、13－主动锚固块前部锚固孔、14－被动锚固块前部锚固孔、15－围护桩体、16－缺角面、17－自均衡压缩空间。

具体实施方式

实施例参见图1-9所示，一种自均衡多束预应力锚索连接构造，包括围护桩体15和锚入土体内的预应力锚索，所述预应力锚索包括锚固段和自由段，所述预应力锚索在围护桩体的左右两侧对称锚固，其中两侧的自由段在围护桩体的前侧环绕围护桩体并通过锚索连接器交叉固定，所述围护桩体15与锚索连接器之间设有桩身保护垫板3。

所述桩身保护垫板3为柔性板，材质为聚苯板或者橡胶板，所述桩身保护垫板贴合在围护桩体15的外侧表面，所述桩身保护垫板隔离自由段与围护桩体的外侧表面，其中自由段箍紧在桩身保护垫板的外侧表面。

所述锚索连接器包括左右对称设置的两个钢垫块，所述钢垫块的水平横截面为缺少一个前角的缺角矩形，所述主动锚固块前部锚固孔13和被动锚固块前部锚固孔14的外侧孔口均设置在该缺角矩形的缺角面16上。

所述钢垫块包括左侧的主动锚固带孔钢垫块5和右侧的被动锚固带孔钢垫块6，两个钢垫块之间留设有自均衡压缩空间17，自均衡压缩空间17内设有两端分别与两侧的钢垫块固定连接的弹簧7，所述锚索连接器还包括连接器保护套8，所述连接器保护套8为环形钢板，环形钢板沿自均衡压缩空间17对两侧的钢垫块进行环形包覆，所述环形钢板内侧与被动锚固带孔钢垫块6的外侧表面固定焊接，所述环形钢板与被动锚固带孔钢垫块6之间的焊点10位置为沿周向间隔点焊。所述环形钢板与主动锚固带孔钢垫块5之间无连接。

每个钢垫块上开有自外侧向内侧斜向贯穿块体的穿线孔，两侧钢垫块的穿线孔内侧孔口均连通在自均衡压缩空间17内，所述穿线孔包括后部穿线孔和前部锚固孔，两侧钢垫块的后部穿线孔和前部锚固孔个数相同，其中主动锚固带孔钢垫块上的穿线孔包括主动锚固块后部穿线孔11和主动锚固块前部锚固孔13，被动锚固带孔钢垫块上的穿线孔包括被动锚固块后部穿线孔12和被动锚固块前部锚固孔14。

所述后部穿线孔即主动锚固块后部穿线孔11和被动锚固块后部穿线孔12为等截面孔。所述前部锚固孔即主动锚固块前部锚固孔13和被动锚固块前部锚固孔14为变截面孔，变截面孔为自内侧向外侧逐渐增大的锥形孔，所述变截面孔的内侧起始孔径与等截面孔的孔径相同。

所述主动锚固块后部穿线孔与被动锚固块前部锚固孔的内侧孔口相对、孔轴线对齐，两者形成供被动锚固预应力锚索贯穿的第一孔道，所述被动锚固块后部穿线孔与主动锚固块前部锚固孔的内侧孔口相对、孔轴线对齐，两者形成供主动锚固预应力锚索贯穿的第二孔道，所述第一孔道与第二孔道成空间交叉状。

所述第一孔道内穿有通过人工力被动锚固在该孔内的被动锚固预应力锚索2，该预应力锚索的自由段通过锚入被动锚固块前部锚固孔14的锥形锚具9锚固，所述第二孔道内穿有通过自均衡力主动锚固在该孔内的主动锚固预应力锚索1，该预应力锚索的自由段通过锚入主动锚固块前部锚固孔13的锥形锚具9锚固。

所述锥形锚具9为包括锥形外部体91和中空供锚索通过的锚索孔92，所述锥形外部体91的外轮廓尺寸与前部锚固孔外侧孔口的锥形孔内径相适应。

本实施例中，所述后部穿线孔沿每块钢垫块的上下方向设置两道，后部穿线孔在钢垫块外侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上，所述前部锚固孔沿每块钢垫块的上下方向设置两道，前部锚固孔在钢垫块外侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上，每块钢垫块的后部穿线孔的外侧孔口和前部锚固孔的外侧孔口沿上下方向交替设置。所述后部穿线孔和前部锚固孔在钢垫块的内侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上。

所述弹簧的个数为第一孔道与第二孔道的个数之和，即一共四个弹簧。所述弹簧为压缩状态，被动锚固预应力锚索2与主动锚固预应力锚索1经过自均衡压缩空间17均穿入该处的弹簧7。

这种应用自均衡多束预应力锚索连接构造的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，计算围护桩体周围需要锚入的预应力锚索的个数和位置，并在工厂中预制与锚索个数相适应的锚索连接器。

步骤二，两侧预应力锚索的锚固段分别锚入围护桩体两侧的土体中。

步骤三，两侧预应力锚索的自由段按照设计顺序穿入锚索连接器上对应的穿线孔中，围护桩体两侧的预应力锚索在锚索连接器中交叉后在锚索连接器上穿出并收紧；其中，被动锚固预应力锚索2穿入第一孔道，主动锚固预应力锚索1穿入第二孔道。

步骤四，将锚索连接器调整至围护桩体15适宜位置，围护桩体与锚索连接器之间放置桩身保护垫板3。

步骤五，将锥形锚具9先塞入前部锚固孔中进行临时锚固。

步骤六，将被动锚固块前部锚固孔14内的锥形锚具9通过千斤顶设置所需压力挤压锚固到位，然后弹簧7受到挤压通过反作用力将主动锚固带孔钢垫块5向外侧顶紧，主动锚固块前部锚固孔13内的锥形锚具9通过反作用力自锚固，然后弹簧7调节两侧预应力锚索张拉受力均衡。

Claims (10)

1.一种自均衡多束预应力锚索连接构造，包括围护桩体（15）和锚入土体内的预应力锚索，所述预应力锚索包括锚固段和自由段，其特征在于：所述预应力锚索在围护桩体的左右两侧对称锚固，其中两侧的自由段在围护桩体的前侧环绕围护桩体并通过锚索连接器交叉固定，所述围护桩体（15）与锚索连接器之间设有桩身保护垫板（3），

所述锚索连接器包括左右对称设置的两个钢垫块，所述钢垫块包括左侧的主动锚固带孔钢垫块（5）和右侧的被动锚固带孔钢垫块（6），两个钢垫块之间留设有自均衡压缩空间（17），自均衡压缩空间（17）内设有两端分别与两侧的钢垫块固定连接的弹簧（7），所述锚索连接器还包括连接器保护套（8），所述连接器保护套（8）为环形钢板，环形钢板沿自均衡压缩空间（17）对两侧的钢垫块进行环形包覆，所述环形钢板内侧与被动锚固带孔钢垫块（6）的外侧表面固定焊接，所述环形钢板与主动锚固带孔钢垫块（5）之间无连接，

每个钢垫块上开有自外侧向内侧斜向贯穿块体的穿线孔，两侧钢垫块的穿线孔内侧孔口均连通在自均衡压缩空间（17）内，所述穿线孔包括后部穿线孔和前部锚固孔，两侧钢垫块的后部穿线孔和前部锚固孔个数相同，其中主动锚固带孔钢垫块上的穿线孔包括主动锚固块后部穿线孔（11）和主动锚固块前部锚固孔（13），被动锚固带孔钢垫块上的穿线孔包括被动锚固块后部穿线孔（12）和被动锚固块前部锚固孔（14），

所述主动锚固块后部穿线孔与被动锚固块前部锚固孔的内侧孔口相对、孔轴线对齐，两者形成供被动锚固预应力锚索贯穿的第一孔道，所述被动锚固块后部穿线孔与主动锚固块前部锚固孔的内侧孔口相对、孔轴线对齐，两者形成供主动锚固预应力锚索贯穿的第二孔道，所述第一孔道与第二孔道沿竖向间隔交替设置，

所述第一孔道内穿有通过人工力被动锚固在该孔内的被动锚固预应力锚索（2），该预应力锚索的自由段通过锚入被动锚固块前部锚固孔（14）的锥形锚具（9）锚固，所述第二孔道内穿有通过自均衡力主动锚固在该孔内的主动锚固预应力锚索（1），该预应力锚索的自由段通过锚入主动锚固块前部锚固孔（13）的锥形锚具（9）锚固，

所述弹簧的个数为第一孔道与第二孔道的个数之和，所述弹簧为压缩状态，被动锚固预应力锚索（2）与主动锚固预应力锚索（1）经过自均衡压缩空间（17）均穿入该处的弹簧（7）。

2.根据权利要求1所述的自均衡多束预应力锚索连接构造，其特征在于：所述钢垫块的水平横截面为缺少一个前角的缺角矩形，所述主动锚固块前部锚固孔（13）和被动锚固块前部锚固孔（14）的外侧孔口均设置在该缺角矩形的缺角面（16）上。

3.根据权利要求1所述的自均衡多束预应力锚索连接构造，其特征在于：所述后部穿线孔即主动锚固块后部穿线孔（11）和被动锚固块后部穿线孔（12）为等截面孔。

4.根据权利要求3所述的自均衡多束预应力锚索连接构造，其特征在于：所述前部锚固孔即主动锚固块前部锚固孔（13）和被动锚固块前部锚固孔（14）为变截面孔，变截面孔为自内侧向外侧逐渐增大的锥形孔，所述变截面孔的内侧起始孔径与等截面孔的孔径相同。

5.根据权利要求1所述的自均衡多束预应力锚索连接构造，其特征在于：所述后部穿线孔沿每块钢垫块的上下方向设置两道以上，后部穿线孔在钢垫块外侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上，所述前部锚固孔沿每块钢垫块的上下方向设置两道以上，前部锚固孔在钢垫块外侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上，每块钢垫块的后部穿线孔的外侧孔口和前部锚固孔的外侧孔口沿上下方向交替设置。

6.根据权利要求5所述的自均衡多束预应力锚索连接构造，其特征在于：所述后部穿线孔和前部锚固孔在钢垫块的内侧孔口位置的孔心在同一竖向直线上。

7.根据权利要求4所述的自均衡多束预应力锚索连接构造，其特征在于：所述锥形锚具（9）为包括锥形外部体（91）和中空供锚索通过的锚索孔（92），所述锥形外部体（91）的外轮廓尺寸与前部锚固孔外侧孔口的锥形孔内径相适应。

8.根据权利要求1所述的自均衡多束预应力锚索连接构造，其特征在于：所述桩身保护垫板（3）为柔性板，材质为聚苯板或者橡胶板，所述桩身保护垫板贴合在围护桩体（15）的外侧表面，所述桩身保护垫板隔离自由段与围护桩体的外侧表面，其中自由段箍紧在桩身保护垫板的外侧表面。

9.根据权利要求1所述的自均衡多束预应力锚索连接构造，其特征在于：所述环形钢板与被动锚固带孔钢垫块（6）之间的焊点（10）位置为沿周向间隔点焊。

10.一种应用权利要求1-9任意一项所述的自均衡多束预应力锚索连接构造的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一，计算围护桩体周围需要锚入的预应力锚索的个数和位置，并在工厂中预制与锚索个数相适应的锚索连接器；

步骤二，两侧预应力锚索的锚固段分别锚入围护桩体两侧的土体中；

步骤三，两侧预应力锚索的自由段按照设计顺序穿入锚索连接器上对应的穿线孔中，围护桩体两侧的预应力锚索在锚索连接器中交叉后在锚索连接器上穿出并收紧；其中，被动锚固预应力锚索（2）穿入第一孔道，主动锚固预应力锚索（1）穿入第二孔道；

步骤四，将锚索连接器调整至围护桩体（15）适宜位置，围护桩体与锚索连接器之间放置桩身保护垫板（3）；

步骤五，将锥形锚具（9）先塞入前部锚固孔中进行临时锚固；

步骤六，将被动锚固块前部锚固孔（14）内的锥形锚具（9）通过千斤顶设置所需压力挤压锚固到位，然后弹簧（7）受到挤压通过反作用力将主动锚固带孔钢垫块（5）向外侧顶紧，主动锚固块前部锚固孔（13）内的锥形锚具（9）通过反作用力自锚固，然后弹簧（7）调节两侧预应力锚索张拉受力均衡。

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