CN110344407A - 适用于破碎软弱夹层的预应力锚索 - Google Patents

Abstract

本发明涉及软弱夹层的预应力锚索的技术领域，公开了适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，预应力锚索穿设锚固土层，土层包括自上向下依次布置的上岩层、破碎软弱层以及下岩层，包括有粘结钢绞线组、无粘结钢绞线组、钢锚板以及多个锚索支架；沿地表向下，有粘结钢绞线组贯穿上岩层延伸至破碎软弱层的上部，无粘结钢绞线组的下端沿地表向下延伸至设计深度且穿设固定钢锚板；有粘结钢绞线组与无粘结钢绞线组分别贯穿锚索支架呈相对固定布置。当地表锚索受力时，破碎软弱层的上部的有粘结钢绞线组提供锚固力，同时，下部的无粘结钢绞线组也可同时提供锚固力，不但有效利用了上岩层，而且，上岩层与下岩层同时提供锚固力，极大提高预应力锚索的锚固力。

Description

适用于破碎软弱夹层的预应力锚索

技术领域

本发明专利涉及软弱夹层的预应力锚索的技术领域，具体而言，涉及适用于破碎软弱夹层的预应力锚索。

背景技术

由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端(锚杆)锚固在坚硬的岩层中(称内锚头)，然后在另一个自由端(称外锚头)进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固。

目前，锚固工程中，预应力锚索工程是通过在岩土性质较好的地层设置较长的锚索，通过锚索和地层的摩擦力和粘结力为地表的锚索锚头提供锚固力。

但是，对于含有破碎或软弱夹层的地层，由于预应力锚索的锚固力在软弱夹层位置无法顺利向深层锚索传递，因此，为了保证锚索锚固力效果，一般不考虑软弱夹层的上部地层，仅考虑软弱夹层的下部地层的锚固力，这样，导致预应力锚索必须要穿过破碎或软弱夹层进入下部岩土层一定深度，导致锚索锚固长度一般偏长，再加上未考虑破碎或软弱夹层上部的锚索长度，导致锚索材料极大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，旨在解决现有技术中，含有破碎或软弱夹层的地层，预应力锚索的锚固力不足的问题。

本发明是这样实现的，适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，预应力锚索穿设锚固土层，所述土层包括自上向下依次布置的上岩层、破碎软弱层以及下岩层，包括有粘结钢绞线组、无粘结钢绞线组、钢锚板以及多个锚索支架；沿地表向下，所述有粘结钢绞线组贯穿所述上岩层延伸至所述破碎软弱层的上部，所述无粘结钢绞线组的下端沿地表向下延伸至设计深度且穿设固定所述钢锚板；所述有粘结钢绞线组与所述无粘结钢绞线组分别贯穿所述锚索支架呈相对固定布置。

进一步的，所述有粘结钢绞线组包括两条呈间隔排列布置的有粘结钢绞线；所述上岩层包括自由段以及拉力锚固段；在所述自由段中，所述有粘结钢绞线呈竖直布置，在所述拉力锚固段中，两条所述有粘结钢绞线呈往复交错布置。

进一步的，所述无粘结钢绞线组包括两条呈间隔排列布置的无粘结钢绞线，所述无粘结钢绞线沿地表向下延伸至设计深度，且呈竖直布置。

进一步的，所述上岩层具有所述锚索支架，所述锚索支架形成四个穿设孔，四个所述穿设孔呈四角布置，两条所述有粘结钢绞线与两条所述无粘结钢绞线分别与各个所述穿设孔呈一一对应布置，且所述有粘结钢绞线与所述无粘结钢绞线分别贯穿所述穿设孔与所述锚索支架呈相对固定布置。

进一步的，所述适用于破碎软弱夹层的预应力锚索包括承压体，所述无粘结钢绞线贯穿所述承压体；所述承压体包括多个承压杆，多个所述承压杆环绕包围所述无粘结钢绞线，相邻所述承压杆之间形成间隙。

进一步的，所述钢锚板包括呈正对布置的第一承压钢板以及第二承压钢板，所述无粘结钢绞线组的下端贯穿所述第一承压钢板，延伸穿设固定所述第二承压钢板。

进一步的，所述钢锚板包括至少一个固定钢筋，所述固定钢筋置于所述第一承压钢板与所述第二承压钢板之间，且所述固定钢筋的两端分别与所述第一承压钢板与所述第二承压钢板呈固定布置。

进一步的，所述适用于破碎软弱夹层的预应力锚索包括加固环，所述加固环呈螺旋环状布置，所述无粘结钢绞线组贯穿所述加固环，且所述无粘结钢绞线组与所述加固环呈相对固定布置；所述加固环置于所述破碎软弱层。

进一步的，所述加固环设有至少一个弹簧，所述弹簧呈压缩状态，所述弹簧的一端呈固定布置，所述弹簧的另一端与所述加固环呈固定布置。

进一步的，所述适用于破碎软弱夹层的预应力锚索包括多个阻力件，所述阻力件呈前大后小锥台状布置，所述阻力件的前端朝向地表；所述无粘结钢绞线组贯穿所述阻力件。

与现有技术相比，本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，在破碎软弱层的上部采用有粘结钢绞线组作为锚索杆体材料，破碎软弱层的下部采用无粘结钢绞线组结合钢锚板作为杆体材料；在锚索支架的作用下，有效避免有粘结钢绞线组与无粘结钢绞线组造成缠绕；当地表锚索受力时，破碎软弱层的上部的有粘结钢绞线组提供锚固力，同时，下部的无粘结钢绞线组也可以同时提供锚固力，不但有效利用了上岩层，而且，上岩层与下岩层同时提供锚固力，极大提高预应力锚索的锚固力。

附图说明

图1是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的施工布局示意图；

图2是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的A部放大示意图；

图3是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的锚索支架的剖面示意图；

图4是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的锚索支架的主视示意图；

图5是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的钢锚板的布局示意图；

图6是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的C部放大示意图；

图7是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的D部放大示意图；

图8是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的E部放大示意图；

图9是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的承压体的立体示意图；

图10是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的阻力件的立体示意图；

图11是本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的施工示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-11所示，为本发明提供的较佳实施例。

本发明提供的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，用于解决现有技术中，含有破碎或软弱夹层的地层，预应力锚索的锚固力不足的问题。

适用于破碎软弱夹层的预应力锚索80，预应力锚索80穿设锚固土层70，土层70包括自上向下依次布置的上岩层71、破碎软弱层72以及下岩层73，包括有粘结钢绞线组10、无粘结钢绞线组20、钢锚板40以及多个锚索支架30；沿地表向下，有粘结钢绞线组10贯穿上岩层71延伸至破碎软弱层72的上部，无粘结钢绞线组20的下端沿地表向下延伸至设计深度且穿设固定钢锚板40；有粘结钢绞线组10与无粘结钢绞线组20分别贯穿锚索支架30呈相对固定布置。

上述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索80，在破碎软弱层72的上部采用有粘结钢绞线组10作为锚索杆体材料，破碎软弱层72的下部采用无粘结钢绞线组20结合钢锚板40作为杆体材料；在锚索支架30的作用下，有效避免有粘结钢绞线组10与无粘结钢绞线组20造成缠绕；当地表锚索受力时，破碎软弱层72的上部的有粘结钢绞线组10提供锚固力，同时，下部的无粘结钢绞线组20也可以同时提供锚固力，不但有效利用了上岩层71，而且，上岩层71与下岩层73同时提供锚固力，极大提高预应力锚索80的锚固力。

有粘结钢绞线组10包括两条呈间隔排列布置的有粘结钢绞线11；上岩层71包括自由段以及拉力锚固段；在自由段中，有粘结钢绞线11呈竖直布置，在拉力锚固段中，两条有粘结钢绞线11呈往复交错布置。

这样设置的好处在于，在拉力锚固段中，增大有粘结钢绞线11的路径，增强有粘结钢绞线11的锚固力；在自由段中，有粘结钢绞线11呈竖直布置，便于后续对有粘结钢绞线11的张拉锁定。

无粘结钢绞线组20包括两条呈间隔排列布置的无粘结钢绞线21，无粘结钢绞线21沿地表向下延伸至设计深度，且呈竖直布置；通过两条无粘结钢绞线21，实现对下岩层73进行锚固。

无粘结钢绞线组20可以包括多条无粘结钢绞线21，根据施工现场需求，设置相应数量的无粘结钢绞线21。

有粘结钢绞线组10可以包括多条有粘结钢绞线11，根据施工现场需求，设置相应数量的有粘结钢绞线11。

上岩层71具有锚索支架30，锚索支架30形成四个穿设孔32，四个穿设孔32呈四角布置，两条有粘结钢绞线11与两条无粘结钢绞线21分别与各个穿设孔32呈一一对应布置，且有粘结钢绞线11与无粘结钢绞线21分别贯穿穿设孔32与锚索支架30呈相对固定布置。

这样，在锚索支架30的作用下，起到定位固定作用，有效避免两条有粘结钢绞线11与两条无粘结钢绞线21造成缠绕，影响后续张拉以及锚固力。

锚索支架30具有朝内的内端面，锚索支架30的内端面设有凸块31，从而增强锚索支架30的锚固效果。

在拉力锚固段中，多个锚索支架30呈间隔排列布置，实现拉力锚固段整体锚固力更加均匀；有效避免有粘结钢绞线11与无粘结钢绞线21之间造成缠绕。

穿设孔32形成侧端开口，便于有粘结钢绞线11与无粘结钢绞线21的安设固定。

适用于破碎软弱夹层的预应力锚索80包括承压体50，无粘结钢绞线21贯穿承压体50；承压体50包括多个承压杆51，多个承压杆51环绕包围无粘结钢绞线21，相邻承压杆51之间形成间隙；在各个承压杆51的作用下，使无粘结钢绞线21可以承受更大的地层剪力，提高无粘结钢绞线21的使用寿命。

另外，后续注浆时，泥浆进入该间隙，使承压体50与无粘结钢绞线21的相对稳固性更强。

承压体50呈长条状布置，避免承压体50影响后续注浆。

具体的，钢锚板40包括呈正对布置的第一承压钢板41以及第二承压钢板42，无粘结钢绞线组20的下端贯穿第一承压钢板41，延伸穿设固定第二承压钢板42；增强无粘结钢绞线组20的设置稳固性；且第一承压钢板41与第二承压钢板42针对土层70起到承压作用，提高整体锚固力。

无粘结钢绞线21的下端贯穿第一承压钢板41，延伸穿设固定第二承压钢板42；增强无粘结钢绞线21的设置稳固性。

钢锚板40包括挤压套44，无粘结钢绞线21的下端贯穿第一承压钢板41，延伸穿设第二承压钢板42且嵌入挤压套44，实现钢锚板40与无粘结钢绞线21的相对固定。

再者，钢锚板40包括至少一个固定钢筋43，固定钢筋43置于第一承压钢板41与第二承压钢板42之间，且固定钢筋43的两端分别与第一承压钢板41与第二承压钢板42呈固定布置；在固定钢筋43的作用下，增强第一承压板与第二承压板之间的相对固定效果，提高整体的承压效果，提高固定支撑作用。

适用于破碎软弱夹层的预应力锚索80包括加固环，加固环呈螺旋环状布置，无粘结钢绞线组20贯穿加固环，且无粘结钢绞线组20与加固环呈相对固定布置；加固环置于破碎软弱层72。

这样，在加固环的作用下，增强对破碎软弱层72的锚固力，使整体支护结构更加稳定。

再者，加固环设有至少一个弹簧，弹簧呈压缩状态，弹簧的一端呈固定布置，弹簧的另一端与加固环呈固定布置；这样，张拉锁定时，弹簧逐渐复位，从而增强整体锚固力；当预应力锚索80受土层70压力时，弹簧起到缓冲作用，且起到阻力作用，增强预应力的变形系数，提高锚固力。

适用于破碎软弱夹层的预应力锚索80包括多个阻力件60，阻力件60呈前大后小锥台状布置，阻力件60的前端朝向地表；无粘结钢绞线组20贯穿阻力件60；这样，在阻力件60的作用下，增大预应力的锚固效果，增强预应力变形移动阻力，从而保证土层70的锚固效果。

阻力件60的后端固定有扩展板61，扩展板61呈纵向布置，这样，在扩展板61的作用下，增大扩展板61的移动阻力，从而提高整体锚固力。

适用于破碎软弱夹层的预应力锚索的施工步骤如下：

(1)、用锚索支架30将有粘结钢绞线11与无粘结钢绞线21呈相对固定在一起；

(2)、有粘结钢绞线11，自地表至破碎软弱层72的上部截止，无粘结钢绞线21，自地表至破碎软弱层72的下部，再延伸至设计深度，无粘结钢绞线21相比有粘结钢绞线长度要更长；

(3)、无粘结钢绞线21的下端部安装在钢锚板40上，利用钢筋焊接，使无粘结钢绞线21的下端部与钢锚板40呈固定布置，然后利用挤压套将无粘结钢绞线21固定在第二承压钢板42上即可，以便提供锚固力；

(4)、成孔，植入适用于破碎软弱夹层的预应力锚索80即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，预应力锚索穿设锚固土层，所述土层包括自上向下依次布置的上岩层、破碎软弱层以及下岩层，其特征在于，包括有粘结钢绞线组、无粘结钢绞线组、钢锚板以及多个锚索支架；沿地表向下，所述有粘结钢绞线组贯穿所述上岩层延伸至所述破碎软弱层的上部，所述无粘结钢绞线组的下端沿地表向下延伸至设计深度且穿设固定所述钢锚板；所述有粘结钢绞线组与所述无粘结钢绞线组分别贯穿所述锚索支架呈相对固定布置。

2.如权利要求1所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述有粘结钢绞线组包括两条呈间隔排列布置的有粘结钢绞线；所述上岩层包括自由段以及拉力锚固段；在所述自由段中，所述有粘结钢绞线呈竖直布置，在所述拉力锚固段中，两条所述有粘结钢绞线呈往复交错布置。

3.如权利要求2所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述无粘结钢绞线组包括两条呈间隔排列布置的无粘结钢绞线，所述无粘结钢绞线沿地表向下延伸至设计深度，且呈竖直布置。

4.如权利要求3所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述上岩层具有所述锚索支架，所述锚索支架形成四个穿设孔，四个所述穿设孔呈四角布置，两条所述有粘结钢绞线与两条所述无粘结钢绞线分别与各个所述穿设孔呈一一对应布置，且所述有粘结钢绞线与所述无粘结钢绞线分别贯穿所述穿设孔与所述锚索支架呈相对固定布置。

5.如权利要求3所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述适用于破碎软弱夹层的预应力锚索包括承压体，所述无粘结钢绞线贯穿所述承压体；所述承压体包括多个承压杆，多个所述承压杆环绕包围所述无粘结钢绞线，相邻所述承压杆之间形成间隙。

6.如权利要求1-5任意一项所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述钢锚板包括呈正对布置的第一承压钢板以及第二承压钢板，所述无粘结钢绞线组的下端贯穿所述第一承压钢板，延伸穿设固定所述第二承压钢板。

7.如权利要求6所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述钢锚板包括至少一个固定钢筋，所述固定钢筋置于所述第一承压钢板与所述第二承压钢板之间，且所述固定钢筋的两端分别与所述第一承压钢板与所述第二承压钢板呈固定布置。

8.如权利要求1-5任意一项所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述适用于破碎软弱夹层的预应力锚索包括加固环，所述加固环呈螺旋环状布置，所述无粘结钢绞线组贯穿所述加固环，且所述无粘结钢绞线组与所述加固环呈相对固定布置；所述加固环置于所述破碎软弱层。

9.如权利要求8所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述加固环设有至少一个弹簧，所述弹簧呈压缩状态，所述弹簧的一端呈固定布置，所述弹簧的另一端与所述加固环呈固定布置。

10.如权利要求1-5任意一项所述的适用于破碎软弱夹层的预应力锚索，其特征在于，所述适用于破碎软弱夹层的预应力锚索包括多个阻力件，所述阻力件呈前大后小锥台状布置，所述阻力件的前端朝向地表；所述无粘结钢绞线组贯穿所述阻力件。