CN110629754A - 锚斜托装置及其用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚斜托装置及其用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，所述锚斜托装置包括依次叠置的底层板、中层板、锚斜托板和用于调节锚斜托板的角度调整组件，底层板、中层板和锚斜托板上均置有供预应力锚筋体穿过的锚孔，底层板、中层板和锚斜托板均与角度调整组件连接，且均可拆卸，以便于收纳及运输。在实际操作中，将中层板与底层板贴合叠置，再通过角度调整组件对锚斜托板的倾斜度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直，便可进行试验，极大地加快了工程施工进度，减少工程造价，在基本试验后，还可以将所述锚斜托装置拆卸，重复利用，节省资源，提高了市场价值。

Description

锚斜托装置及其用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法

技术领域

本发明涉及边坡工程技术领域，特别涉及一种锚斜托装置及其用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法。

背景技术

在边坡预应力锚固工程施工前需先行施做预应力锚筋体试验孔的基本试验(即破坏性抗拔试验)，通过基本试验的成果对比边坡实际锚固地层参数与设计参数，判定锚索(杆)的极限承载力能否满足设计要求的锚固力，来检验锚索(杆)在超过设计拉力并接近极限拉力条件下的工作性能和安全程度，以便在正式使用施工前调整锚索(杆)结构参数或改进锚索(杆)的制作工艺，保证施工质量。基本试验由锚孔钻造、预应力锚筋体制作与安装、锚孔注浆、试验墩钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑、预应力锚筋体张拉等过程组成。如图1所示，需先在边坡10中施钻试验孔，将预应力锚筋体20插入该试验孔中，灌注水泥浆形成水泥浆柱30，待水泥浆柱30达到设计强度后，进行试验墩的钢筋绑扎，再立模板进行混凝土试验墩40浇筑，浇筑好的混凝土试验墩40经过28天龄期养护达到设计强度后，才可在混凝土试验墩40上放置千斤顶50进行试验孔的张拉，一个预应力锚筋体试验孔注浆完成加上混凝土试验墩龄期养护前后需要30天以上时间，严重制约边坡的施工工期。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种锚斜托装置及其用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，用于替代混凝土试验墩，进而缩短了预应力锚筋体试验张拉数据采集时间。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种锚斜托装置，包括依次叠置的底层板、中层板、锚斜托板和至少一套用于调节锚斜托板倾斜度的角度调整组件，所述底层板、中层板和锚斜托板上均设置有供预应力锚筋体穿过的锚孔，所述底层板、中层板和锚斜托板均与角度调整组件连接。

所述的锚斜托装置，所述角度调整组件包括第一螺杆和第二螺杆、定位中层板的第一螺母、定位锚斜托板一侧的第二螺母、用于定位锚斜托板另一侧的第三螺母和第四螺母，所述第一螺母、第二螺母和第三螺母均套设于第一螺杆上，所述第四螺母均套设于第二螺杆上。

所述的锚斜托装置，所述底层板、中层板、锚斜托板的两侧对称设置有至少一对供第一螺杆和第二螺杆穿过的螺杆孔。

所述的锚斜托装置，所述第二螺杆上套设有缓冲垫，所述缓冲垫位于中层板和锚斜托板之间。

所述的锚斜托装置，所述底层板、中层板、锚斜托板的面板面积依次减小。

所述的锚斜托装置，所述锚孔的直径为100-200mm。

一种锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，其包括以下步骤：

使定位底层板与边坡坡面紧贴，将第一、第二根螺杆分别插设于底层板的第一、第二螺杆孔中；

将中层板套设于第一螺杆和第二螺杆上，使其与底层板贴合叠置；

在第一螺杆上套设第一螺母和第二螺母，在第二螺杆上套设缓冲垫；

将锚斜托板套设于第一螺杆和第二螺杆上；

在第一螺杆上套设第三螺母，并在第二螺杆上套设第四螺母；

将第一螺杆和第二螺杆，第一螺母、第二螺母、第三螺母和第四螺母根据边坡的斜度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直。

所述的锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法中，在所述将第一螺杆和第二螺杆、第一螺母、第二螺母、第三螺母和第四螺母根据边坡的斜度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直的步骤之后，所述基本试验方法还包括：

利用千斤顶拉紧预应力锚筋体，再进行张拉数据量测。

所述的锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法中，将第一螺杆和第二螺杆，第一螺母、第二螺母、第三螺母和第四螺母根据边坡的斜度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直的步骤包括：

调整第一螺杆和第二螺杆的倾斜度，通过第一螺母对第一螺杆进行定位，使中层板与底层板贴合叠置；

通过调整第二螺母在第一螺杆上的高度位置，以定位锚斜托板上侧的高度，使第二螺母抵接于锚斜托板的底面；

通过调整第四螺母在第二螺杆的位置，使锚斜托板的下侧临近中层板，以定位锚斜托板的下侧；

通过调整第二螺母和第三螺母在第一螺杆上的位置，固定锚斜托板上侧的高度，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直。

所述的锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法中，在所述使定位底层板与边坡坡面紧贴，将第一、第二根螺杆分别插设于底层板的第一、第二螺杆孔中的步骤之前包括：

在边坡预设的试验孔桩号位置施钻试验孔，将预应力锚筋体插入该试验孔中，并在试验孔中灌注水泥浆；

将底层板、中层板和锚斜托板依次穿过预应力锚筋体。

相较于现有技术，本发明提供的锚斜托装置及其用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，通过所述的锚斜托装置，将中层板与底层板贴合叠置，提高刚度、增大承重力，再通过角度调整组件对锚斜托板的角度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直，即可进行试验；较于现有技术中，需要通过制作钢筋混凝土试验墩进行试验，通过本发明可以省去混凝土试验墩28天强度龄期的时间，可极大加快工程施工进度，减少工程造价。在基本试验后，还可以将所述的锚斜托装置进行拆卸，重复利用，节省资源。此外，本发明结构简单、施工便捷、便于收纳与运输，还可以重复使用，降低了施工成本，提高了市场价值。

附图说明

图1为现有技术中边坡锚固工程张拉试验状态的结构示意图。

图2为本发明提供的锚斜托装置的试验状态的结构示意图。

图3为本发明提供的锚斜托装置一状态下的剖面结构示意图。

图4为本发明提供的锚斜托装置一状态下的正面结构示意图。

图5为本发明提供的锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法的流程图。

图6为本发明提供的锚斜托装置利用千斤顶进行张拉试验的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图2、图3和图4，本发明提供的锚斜托装置，包括依次叠置的底层板1、中层板2、锚斜托板3和至少一用于调节锚斜托板3的倾斜度的角度调整组件4，所述底层板1、中层板2和锚斜托板3上均具有供预应力锚筋体10穿过的锚孔5，所述底层板1、中层板2和锚斜托板3均与角度调整组件4连接，且其连接方式为可拆卸连接，以便于收纳及运输。

在实际操作中，底层板1贴合于边坡斜面，将所述中层板2与底层板1贴合叠置，提高刚度、增大承重力，再通过所述角度调整组件4对锚斜托板3的角度进行调整，使锚斜托板3与预应力锚筋体10垂直即可进行试验。相较于现有技术中，需要通过制作钢筋混凝土试验墩进行试验，通过本发明可以省去混凝土试验墩28天强度龄期的时间，可极大加快工程施工进度，减少工程造价。在基本试验后，还可以将所述的锚斜托装置进行拆卸，重复利用，大大减少了资源(如砂、碎石、水泥、外加剂、水等)的使用量。

较佳地，所述底层板1、中层板2和锚斜托板3的锚孔5位于其中心处，在预应力锚筋体10张拉时，使底层板1和中层板2受力均衡，使边坡张拉数据更准确。

具体的，所述角度调整组件4包括第一螺杆41和第二螺杆42、用于定位中层板2的第一螺母43、用于定位锚斜托板3的一侧(图2的视角为定位锚斜托板3的内侧)的第二螺母44、用于定位锚斜托板3的另一侧(图2的视角为定位锚斜托板3的外侧)的第三螺母45和第四螺母46，所述第一螺母43、第二螺母44和第三螺母45均套设于第一螺杆41上，所述第四螺母46均套设于第二螺杆42上。

在使用时，将第一螺杆41与第二螺杆42分别插设于底层板1中，将中层板2贴合叠置于底层板1上，通过第一螺母43定位中层板2，再将锚斜托板3套设于第一螺杆41和第二螺杆42上，通过所述第二螺母44、第三螺母45和第四螺母46的位移量实现对锚斜托板3角度的控制(如图2所示)，便于根据边坡的斜度对锚斜托板3进行相应调整，使所述的锚斜托装置的适用性更广。

所述底层板1、中层板2和锚斜托板3的两侧对称设置有至少一对供第一螺杆41和第二螺杆42穿过的螺杆孔11，使底层板1、中层板2和锚斜托板3可套设于第一螺杆41和第二螺杆42上，以便于通过第一螺母43、第二螺母44、第三螺母45和第三螺母45对中层板2和锚斜托板3的位置及角度进行调整。具体实施时，螺杆孔11的对数与角度调整组件的数量相同，使锚斜托装置结构更稳定。

具体的，所述底层板1、中层板2和锚斜托板3两侧的螺杆孔11的数量均为3个，且分别均布于底层板1、中层板2和锚斜托板3的两侧，即底层板1、中层板2和锚斜托板3上各有3对螺杆孔11，以增强锚斜托装置的稳定性，使其在试验中不会产生形变而影响试验结果。

请继续参阅图2、图3和图4，所述底层板1、中层板2、锚斜托板3的横截面积依次减小，且均为矩形，如：底层板1的尺寸为600mm×600mm，中层板2的尺寸为500mm×500mm，锚斜托板3的尺寸为375mm×375mm。试验时，由锚斜托板3至底层板1逐渐增加受力面积，由锚斜托板3受力后向底层板1荷载传递，使锚斜托装置更稳固。

进一步的，所述底层板1、中层板2及锚斜托板3的尺寸可根据施工现场实际地形灵活调整，本发明不作限制。具体的，所述底层板1、中层板2、锚斜托板3均为能承受至少2000KN荷载的厚钢板。

所述锚孔5的直径可为100-200mm，也可以根据预应力锚筋体10整体的粗细来确定锚孔5的直径大小，预应力锚筋体10包括但不限于预应力锚索、预应力锚杆，其中预应力锚索由多束钢绞线组成，预应力锚杆可采用精轧螺纹钢加工而成。

较佳地，锚孔5的直径优选为150mm，可供8束钢绞线组成的预应力锚筋体10穿过，即本发明可由8束钢绞线构成预应力锚筋体10。当然在其它实施例中，也可采用6束或者4束钢绞线构成预应力锚筋体，锚孔5的直径根据钢绞线的根数确定，具体根据设计要求和预应力锚筋体破坏性试验所揭露的锚固地层及破坏张拉力确定预应力锚筋体规格，在进行预应力锚筋体破坏性试验前，需先钻锚孔，钻机对边坡岩土体钻进过程中，可由技术人员根据钻进过程中锚孔吹出的岩渣判断坡体内部的地质条件，以此揭露判断锚固地层岩性，本发明对此不作限制。

所述螺杆孔11的直径均为25-40mm，具体可根据底层板1、中层板2、锚斜托板3的横截面积的大小进行调整，如上述底层板1、中层板2及锚斜托板3的尺寸，所述螺杆孔11的直径最佳为32mm，且所述第一螺杆41和第二螺杆42的直径小于所述螺杆孔11的直径，使第一螺杆41和第二螺杆42可以倾斜，以实现对锚斜托板3的角度调整。

进一步地，本发明的锚斜托装置还包括缓冲垫21，所述缓冲垫21套设于第二螺杆42上，位于中层板2和锚斜托板3之间，缓冲垫21为橡胶缓冲垫，使中层板2和锚斜托板3的底端隔开，避免锚斜托板3与中层板2硬接触，起到减震和缓冲的使用。

基于上述的锚斜托装置，本发明还相应提供一种锚斜托装置用于边坡张拉数据的基本试验方法，包括以下步骤(如图5所示)：

S100、使定位底层板与边坡紧贴，将第一、第二根螺杆分别插设于底层板的第一、第二螺杆孔中；

S200、将中层板套设于第一螺杆和第二螺杆上，使其与底层板贴合叠置；

S300、在第一螺杆上套设第一螺母和第二螺母，在第二螺杆上套设缓冲垫；

S400、将锚斜托板套设于第一螺杆和第二螺杆上；

S500、在第一螺杆上套设第三螺母，并在第二螺杆上套设第四螺母；

S600、将第一螺杆和第二螺杆，第一螺母、第二螺母、第三螺母和第四螺母根据边坡的斜度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直。

进一步地，在步骤S100之前，所述的基本试验方法还包括：

S110、在边坡预设的试验孔桩号位置施钻试验孔，将预应力锚筋体插入该试验孔中，并在试验孔中灌注水泥浆；

S120、将底层板、中层板和锚斜托板依次穿过预应力锚筋体。

在步骤S110中，边坡预设的试验孔桩号位置根据设计图纸确定，试验孔的深度由设计文件所规定的锚固单元体个数、锚固段长度、设计深度。本实施例中，所述试验孔的深度为30米，锚固段不少于12米，预应力锚筋体外露长度为1.2-2米，其中，预应力锚索预留外露张拉段长度不小于1.5m，预应力锚杆不小于1.0m。

在步骤S110中，试验孔的孔径根据预应力锚筋体的规格所确定，如：预应力锚杆采用φ32，则钻孔孔径可以是120mm，如：4束钢绞线锚索钻孔孔径可以是130mm，6束钢绞线锚索钻孔孔径可以是150mm，8束钢绞线锚索钻孔孔径可以是165mm等，如图6所示。在预应力锚筋体插入该试验孔中浇注水泥浆，其强度达到设计要求后进行步骤S120。

在步骤S600具体包括：

S601、调整第一螺杆和第二螺杆的倾斜度，通过第一螺母对第一螺杆进行定位，使中层板与底层板贴合叠置；

S602、通过调整第二螺母在第一螺杆上的高度位置，以定位锚斜托板接近边坡上部一侧的高度，使第二螺母抵接于锚斜托板的底面；

S603、通过调整第四螺母在第二螺杆的位置，使锚斜托板的下侧临近中层板，以定位锚斜托板的下侧；本实施例中，通过在中层板套在第一螺杆和第二螺杆上后，在第二螺杆上套设一缓冲垫，避免锚斜托板底端与中层板硬接触，起减震和缓冲作用。

S604、通过调整第二螺母和第三螺母在第一螺杆上的位置，固定锚斜托板上侧的高度，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直，此时锚孔的轴线与预应力锚筋体的中心重合。

在所述步骤S600之后，所述用于基本试验方法还包括：

S700、利用千斤顶拉紧预应力锚筋体，再进行张拉数据量测。在张拉过程中，千斤顶接上油泵，通过油泵上的油表读数得到拉力数据及控制千斤顶的张拉力，从而在张拉过程中对千斤顶的张拉力得以控制，通过破坏张拉力(或破坏荷载)及千斤顶张拉过程中锚筋体的伸长量，来验证并提供坡体设计锚固参数。千斤顶是锚筋体张拉时必须采用的设备，该设备在张拉作业前应进行标定，在锚具、夹片等检验合格后方可使用，其为现有技术此处不作详述。

如图6所示，具体实施时，当预应力锚筋体采用压力分散型锚索(即预应力锚索)时，应去除预应力锚索外露段各根无粘结钢绞线的防锈聚乙烯外皮，将各钢绞线的外露段(具体可以是外露部分靠锚斜托板一侧)穿过千斤顶内缸，并在千斤顶临空侧套设外锚具并分单元装夹片，由于压力分散型锚索各单元锚索长度不同，应严格按设计次序分单元采用差异分步张拉方法。千斤顶的靠山侧一端与锚斜托板抵接进行预应力锚索张拉，当预应力锚索在张拉直至破坏过程中，测量的破坏荷载数据及锚筋体的伸长量，判断破坏荷载是否满足边坡整体稳定性的要求。当试验锚固荷载没有达到设计要求时，可根据动态设计原则调整工作锚索的规格及锚固参数以达到边坡整体稳定性要求后方可对工作锚索展开大面积施工，以增加稳定性。当预应力锚筋体采用预应力锚杆时，通过循环张拉，根据锚杆的伸长量及破坏荷载验证锚固参数是否满足设计要求。

综上所述，本发明提供的锚斜托装置及其用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，所述锚斜托装置包括依次叠置的底层板、中层板、锚斜托板和用于调节锚斜托板倾斜度的角度调整组件，所述底层板、中层板和锚斜托板上均具有供预应力锚筋体穿过的锚孔，所述底层板、中层板和锚斜托板均与角度调整组件连接，且均可以拆卸，以便于收纳及运输。在实际操作中，将所述中层板与底层板贴合叠置，以增加与坡面的接触面积，提高刚度、增大承重力，再通过所述角度调整组件对锚斜托板的角度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直，即可进行试验，较于现有技术中，需要通过制作钢筋混凝土试验墩作为反力结构进行试验，通过本发明可以省去混凝土试验墩28天强度龄期的时间，可极大加快工程施工进度，减少工程造价。在基本试验后，还可以将所述的锚斜托装置进行拆卸，使其可重复利用，避免浪费资源。

进一步的，所述底层板、中层板、锚斜托板的面板面积依次减小，由锚斜托板至底层板逐渐增加受力面积，由锚斜托板受力后向底层板荷载传递，使锚斜托装置更稳固。

此外，本发明结构简单、施工便捷、便于收纳与运输，还可以重复使用，大大减少了工程造价。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种锚斜托装置，其特征在于，包括依次叠置的底层板、中层板、锚斜托板和至少一套用于调节锚斜托板倾斜度的角度调整组件，所述底层板、中层板和锚斜托板上均设置有供预应力锚筋体穿过的锚孔，所述底层板、中层板和锚斜托板均与角度调整组件连接。

2.根据权利要求1所述的锚斜托装置，其特征在于，所述角度调整组件包括第一螺杆和第二螺杆、定位中层板的第一螺母、定位锚斜托板一侧的第二螺母、用于定位锚斜托板另一侧的第三螺母和第四螺母，所述第一螺母、第二螺母和第三螺母均套设于第一螺杆上，所述第四螺母均套设于第二螺杆上。

3.根据权利要求2所述的锚斜托装置，其特征在于，所述底层板、中层板、锚斜托板的两侧对称设置有至少一对供第一螺杆和第二螺杆穿过的螺杆孔。

4.根据权利要求2所述的锚斜托装置，其特征在于，所述第二螺杆上套设有缓冲垫，所述缓冲垫位于中层板和锚斜托板之间。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的锚斜托装置，其特征在于，所述底层板、中层板、锚斜托板的面板面积依次减小。

6.根据权利要求1所述的锚斜托装置，其特征在于，所述锚孔的直径为100-200mm。

7.一种如权利要求2-6任意一项所述锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

使定位底层板与边坡坡面紧贴，将第一、第二根螺杆分别插设于底层板的第一、第二螺杆孔中；

将中层板套设于第一螺杆和第二螺杆上，使其与底层板贴合叠置；

在第一螺杆上套设第一螺母和第二螺母，在第二螺杆上套设缓冲垫；

将锚斜托板套设于第一螺杆和第二螺杆上；

在第一螺杆上套设第三螺母，并在第二螺杆上套设第四螺母；

将第一螺杆和第二螺杆，第一螺母、第二螺母、第三螺母和第四螺母根据边坡的斜度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直。

8.根据权利要求7所述的锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，其特征在于，在所述将第一螺杆和第二螺杆、第一螺母、第二螺母、第三螺母和第四螺母根据边坡的斜度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直的步骤之后，所述基本试验方法还包括：

利用千斤顶拉紧预应力锚筋体，再进行张拉数据量测。

9.根据权利要求8所述的锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，其特征在于，将第一螺杆和第二螺杆，第一螺母、第二螺母、第三螺母和第四螺母根据边坡的斜度进行调整，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直的步骤包括：

调整第一螺杆和第二螺杆的倾斜度，通过第一螺母对第一螺杆进行定位，使中层板与底层板贴合叠置；

通过调整第二螺母在第一螺杆上的高度位置，以定位锚斜托板上侧的高度，使第二螺母抵接于锚斜托板的底面；

通过调整第四螺母在第二螺杆的位置，使锚斜托板的下侧临近中层板，以定位锚斜托板的下侧；

通过调整第二螺母和第三螺母在第一螺杆上的位置，固定锚斜托板上侧的高度，使锚斜托板与预应力锚筋体垂直。

10.根据权利要求8所述的锚斜托装置用于边坡锚固工程张拉的基本试验方法，其特征在于，在所述使定位底层板与边坡坡面紧贴，将第一、第二根螺杆分别插设于底层板的第一、第二螺杆孔中的步骤之前包括：

在边坡预设的试验孔桩号位置施钻试验孔，将预应力锚筋体插入该试验孔中，并在试验孔中灌注水泥浆；

将底层板、中层板和锚斜托板依次穿过预应力锚筋体。