CN114592510A - 自由段与锚固段弹性隔断的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锚固方法的技术领域，公开了自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，包括以下施工步骤：1)、预应力锚杆的自由段套设有弹性收缩或扩张的止浆塞，止浆塞随着止浆塞弹性收缩或膨胀；2)、锚孔的内侧壁具有与止浆塞的外环周正对布置的环形壁，止浆塞的外环周与环形壁之间具有注浆间隔；3)、往锚孔内灌注浆液，直至浆液充满整个锚孔后，通过导管对止浆塞充气或充水，止浆塞的外环周将注浆间隔中浆液挤开，外环周抵接在环形壁上，将锚孔隔断布置；4)、当锚孔内的浆液凝固后，通过导管对止浆塞放气或放水，止浆塞收缩；在往锚孔内注浆的过程中，杂质会被浆液带走，注浆完毕后，止浆塞会将锚孔隔断，锚固段受力后不会将应力回传至自由段。

Description

自由段与锚固段弹性隔断的施工方法

技术领域

本发明专利涉及锚固方法的技术领域，具体而言，涉及自由段与锚固段弹性隔断的施工方法。

背景技术

在土木工程中，一般采用预应力锚杆进行锚固，预应力锚杆是一种应用广泛的土木工程技术，通常由锚固段及自由段组成，锚固段的外部充满浆液，实现将锚固段锚固，当锚固段锚固后，为了避免锚固段受力后回传至自由段，自由段的外部理论上最好没有水泥浆。

锚孔在进行注浆时，浆液从锚孔的底部向上流动，如果自由段与锚固段之间没有隔离装置，锚固段充满后浆液，浆液会自动流向自由段，使自由段也充满浆液，自由段实际上就在受力，就不“自由”了。

现有技术中，为了避免上述情况的发生，需要在自由段与锚固段之间设置隔离装置，一般采用止浆塞。目前止浆塞从机理上分为两大类：一类是固定式的，止浆塞固定在自由段底部的外周上，直径略小于锚孔的孔径，与锚孔的孔壁之间有缝隙，这样，则不能够完全阻挡浆液从锚固段朝向自由段流动；另一类是膨胀式的，止浆塞套在自由段底部的外周上，与预应力锚杆一起放在锚孔中的指定位置后，向止浆塞内注入浆体或气体，使止浆塞膨胀，膨胀后的止浆塞与锚孔的孔壁紧贴，从而起到较好的隔离作用，基本上可以挡住浆液从锚固段流向自由段。

锚孔形成后，锚孔的内部通常会有积水、泥浆、岩屑、土粒等杂质，如果不设置止浆塞，浆液从锚孔的底部向上流动时具有置换及携带作用，杂质会被浆液带走，使锚孔内的浆液质纯、浓度高、质量好；但是，设置了止浆塞后，阻碍了浆液的正常流动及携渣，杂质不易清除干净甚至不被带走，导致锚固段外部的浆液质量下降，从而导致了锚固体的性能劣化。

发明内容

本发明的目的在于提供自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，旨在解决现有技术中，锚固段外部的杂质难以被清除的问题。

本发明是这样实现的，自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，包括以下施工步骤：

1)、制作预应力锚杆，沿着预应力锚杆插入在锚孔的方向，所述预应力锚杆依序包括自由段以及锚固段；所述自由段的底部的外周套设有弹性收缩或扩张的止浆塞，所述止浆塞内具有变形腔，随着止浆塞弹性收缩或膨胀，所述变形腔同步缩小或增大；所述止浆塞呈环状，所述止浆塞的内环周抵接在自由段的外周，所述止浆塞的外环周沿着自由段的径向朝外延伸布置；

2)、将所述预应力锚杆插入在锚孔中，所述自由段以及锚固段置于锚孔中，所述锚孔的内侧壁具有与止浆塞的外环周正对布置的环形壁，所述止浆塞的外环周与环形壁之间具有注浆间隔，所述注浆间隔沿着锚孔的周向环绕布置；

3)、往锚孔内灌注浆液，直至浆液充满整个锚孔后，通过导管对止浆塞充气或充水，所述止浆塞膨胀，所述变形空间增大，所述止浆塞的外环周将注浆间隔中浆液挤开，所述止浆塞的外环周抵接在环形壁上，将锚孔隔断布置；

4)、当锚孔内的浆液凝固后，通过导管对止浆塞放气或放水，所述止浆塞收缩，所述变形空间缩小。

进一步的，所述施工步骤4)中，通过导管对止浆塞放气或放水的过程中，直至所述止浆塞的外环周与锚孔的环形壁脱离抵接后，停止对止浆塞放气或放水。

进一步的，所述止浆塞的外侧具有受压朝外凸出或朝内收缩的弹性环壁，所述弹性环壁沿着止浆塞的周向延伸布置，所述弹性环壁的外侧壁形成所述外环周；

所述施工步骤3)中，所述止浆塞内在充气或充水的过程中，所述弹性环壁逐渐朝外凸出变形，并逐渐将注浆间隔中的浆液挤开，直至止浆塞内的压力大于设定压力时，所述外环周抵接着环形壁；

所述施工步骤4)中，所述止浆塞在放气或放水的过程中，所述弹性环壁逐渐朝内收缩，直至止浆塞内的压力小于设定压力时，所述外环周脱离对环形壁的抵接。

进一步的，所述弹性环壁的中部呈弯折状，形成有弯折边，所述弯折边沿着止浆塞的周向延伸布置；

所述施工步骤3)中，所述止浆塞内在充气或充水的过程中，所述弹性环壁逐渐朝外凸出变形，所述弯折边朝向环形壁直线移动，直至弯折边抵接抵接着锚孔的环形壁；所述施工步骤4)中，所述止浆塞在放气或放水的过程中，所述弯折边背离环形壁直线移动，直至恢复至原状位置。

进一步的，所述弯折边的外侧壁设置有胶条，所述胶条沿着止浆塞的周向环绕布置，所述胶条中设有多个变形孔，多个所述变形孔沿着胶条的周向间隔布置，所述变形孔的内端封闭，所述变形孔的外端贯穿胶条，形成变形开口。

进一步的，所述弹性环壁具有两个上下布置且异向倾斜布置的倾斜胶环，两个所述倾斜胶环对接形成所述弯折边。

进一步的，所述倾斜胶环的内部设有多个硬胶片，多个所述沿着倾斜胶环的周向间隔布置，所述硬胶片沿着倾斜胶环的倾斜方向倾斜布置。

进一步的，所述硬胶片具有朝向弯折边的延段端部，所述延伸端部与胶条之间具有间隔。

进一步的，所述止浆塞的内环周内套设有固定筒，所述止浆塞的内环周固定在固定筒的外周，且与固定筒的外周封闭布置，所述固定筒中设有穿设孔；所述施工步骤1)中，所述自由段的底部的外周穿过穿设孔，且与穿设孔固定封闭布置；

所述固定筒的顶部以及底部分别朝外延伸有限位板，所述限位板沿着固定筒的周向环绕布置，所述限位板的外周与锚孔的内侧壁之间具有间隙，所述间隙大于注浆间隔；

所述施工步骤3)中，所述止浆塞充气或充水后，所述外环周抵接着锚孔的环形壁，所述止浆塞分别抵压着两个限位板；所述施工步骤4)中，所述止浆塞放气后，所述外环周脱离对环形壁的抵接，所述止浆塞与两个限位板之间具有膨胀间隔。

进一步的，所述限位板具有朝向止浆塞的限位面，沿着背离固定筒的方向，所述限位面背离止浆塞倾斜布置。

与现有技术相比，本发明提供的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，在往锚孔内注浆的过程中，止浆塞不会将锚孔隔断，浆液从锚孔的底部向上流动时具有置换及携带作用，杂质会被浆液带走，使锚孔内的浆液质纯、浓度高、质量好，注浆完毕后，止浆塞会将锚孔隔断，对自由段外部的浆液以及锚固段外部的浆液形成隔断作用，锚固段受力后不会将应力回传至自由段。

附图说明

图1是本发明提供的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法的流程框架图；

图2是本发明提供的预应力锚杆置于锚孔中的主视示意图；

图3是本发明提供的止浆塞的主视示意图；

图4是图2中的A处放大示意图；

图5是本发明提供的固定筒与限位板的剖切示意图。

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1-5所示，为本发明提供的较佳实施例。

自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，包括以下施工步骤：

1)、制作预应力锚杆，沿着预应力锚杆插入在锚孔100的方向，预应力锚杆依序包括自由段201以及锚固段202，在最后形成的锚固结构中，锚固段202处于锚固状态，自由段201处于张拉状态；

自由段201的底部的外周套设有弹性收缩或扩张的止浆塞300，止浆塞300内具有变形腔，随着止浆塞300弹性收缩或膨胀，所述变形腔同步缩小或增大，当止浆塞300充气工充水后，止浆塞300膨胀，当止浆塞300放气或放水后，止浆塞300收缩；止浆塞300呈环状，止浆塞300的内环周302抵接在自由段201的外周，止浆塞300的外环周301沿着自由段201的径向朝外延伸布置；

2)、将预应力锚杆插入在锚孔100中，自由段201以及锚固段202置于锚孔100中，锚孔100的内侧壁具有与止浆塞300的外环周301正对布置的环形壁，止浆塞300的外环周301与环形壁之间具有注浆间隔，注浆间隔沿着锚孔100的周向环绕布置；

3)、往锚孔100内灌注浆液，直至浆液充满整个锚孔100后，通过导管306对止浆塞300充气或充水，止浆塞300膨胀，变形空间增大，止浆塞300的外环周301将注浆间隔中浆液挤开，止浆塞300的外环周301抵接在环形壁上，将锚孔100隔断布置；

4)、当锚孔100内的浆液凝固后，通过导管306对止浆塞300放气或放水，止浆塞300收缩，变形空间缩小。浆液在锚固段202的外周形成锚固水泥段101，锚固水泥段101包裹着锚固段202，与地层进行锚固。

上述提供的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，在往锚孔100内注浆的过程中，止浆塞300不会将锚孔100隔断，浆液从锚孔100的底部向上流动时具有置换及携带作用，杂质会被浆液带走，使锚孔100内的浆液质纯、浓度高、质量好，注浆完毕后，止浆塞300会将锚孔100隔断，对自由段201外部的浆液以及锚固段202外部的浆液形成隔断作用，锚固段202受力后不会将应力回传至自由段201。

施工步骤4)中，通过导管306对止浆塞300放气或放水的过程中，直至止浆塞300的外环周301与锚孔100的环形壁脱离抵接后，停止对止浆塞300放气或放水。这样，通过止浆塞300将锚孔100隔断，且放气或放水后的止浆塞300的外环周301与锚孔100的环形壁脱离抵接，隔断效果更佳。

本实施例中，止浆塞300上设有接头307，接头307设置在止浆塞300的顶部，导管306连接在接头307上。

止浆塞300的外侧具有受压朝外凸出或朝内收缩的弹性环壁，弹性环壁沿着止浆塞300的周向延伸布置，弹性环壁的外侧壁形成外环周301；施工步骤3)中，止浆塞300内在充气或充水的过程中，弹性环壁逐渐朝外凸出变形，并逐渐将注浆间隔中的浆液挤开，直至止浆塞300内的压力大于设定压力时，外环周301抵接着环形壁；施工步骤4)中，止浆塞300在放气或放水的过程中，弹性环壁逐渐朝内收缩，直至止浆塞300内的压力小于设定压力时，外环周301脱离对环形壁的抵接。

通过设置弹性环壁，当止浆塞300在充气或充水的过程中，便于弹性环壁朝外凸出变形，且当止浆塞300放气或放水后，便于弹性环壁朝内收缩变形，而不仅仅是依靠气体或水的压力变化实现弹性环壁的凸出或收缩，配合弹性环壁本身的弹性作用。

弹性环壁的中部呈弯折状，形成有弯折边304，弯折边304沿着止浆塞300的周向延伸布置，这样，通过形成弯折边304，当弹性环壁受到朝外的压力超过设定值后，弹性环壁会自动朝外凸出变形，当止浆塞300内的压力下降至设定值后，弹性环壁会自动收缩变形。

施工步骤3)中，止浆塞300内在充气或充水的过程中，弹性环壁逐渐朝外凸出变形，弯折边304朝向环形壁直线移动，直至弯折边304抵接抵接着锚孔100的环形壁；施工步骤4)中，止浆塞300在放气或放水的过程中，弯折边304背离环形壁直线移动，直至恢复至原状位置。不管止浆塞300在膨胀或者收缩的过程中，弯折边304都是直线移动的，从而可以保证止浆塞300变形方向的确定性，导向止浆塞300的变形方向。

本实施例中，弯折边304的外侧壁设置有胶条305，胶条305沿着止浆塞300的周向环绕布置，通过设置胶条305，可以更佳导向止浆塞300的变形方向，且胶条305可以更好的抵接着锚孔100的环形壁。

胶条305中设有多个变形孔，多个变形孔沿着胶条305的周向间隔布置，变形孔的内端封闭，变形孔的外端贯穿胶条305，形成变形开口。通过设置变形孔，止浆塞300在回缩或膨胀的过程中，便于胶条305的变形。

弹性环壁具有两个上下布置且异向倾斜布置的倾斜胶环303，两个倾斜胶环303对接形成弯折边304。这样，两个倾斜胶环303则以弯折边304作为对接边，两个倾斜胶环303之间则可以实现内外摆动变形。

倾斜胶环303的内部设有多个硬胶片，多个沿着倾斜胶环303的周向间隔布置，硬胶片沿着倾斜胶环303的倾斜方向倾斜布置。通过设置硬胶片，且多个硬胶片之间呈间隔布置，这样，硬胶片不会完全限制倾斜胶环303的变形，反而，硬胶片可以导向倾斜胶环303的整体变形方向，且在变形过程中，随着膨胀或者回缩，倾斜胶环303的整体形状不会变形，保证同步缩小或增大。

硬胶片具有朝向弯折边304的延段端部，延伸端部与胶条305之间具有间隔，这样，硬胶片不会对弯折边304以及弯折边304上的胶条305的变形造成限制。

止浆塞300的内环周302内套设有固定筒400，止浆塞300的内环周302固定在固定筒400的外周，且与固定筒400的外周封闭布置，固定筒400中设有穿设孔402；施工步骤1)中，自由段201的底部的外周穿过穿设孔402，且与穿设孔402固定封闭布置。通过设置固定筒400，便于止浆塞300的内环周302与自由段201之间的装配以及固定封闭。

固定筒400的顶部以及底部分别朝外延伸有限位板401，限位板401沿着固定筒400的周向环绕布置，限位板401的外周与锚孔100的内侧壁之间具有间隙，间隙大于注浆间隔；

施工步骤3)中，止浆塞300充气或充水后，外环周301抵接着锚孔100的环形壁，止浆塞300分别抵压着两个限位板401；施工步骤4)中，止浆塞300放气或放水后，外环周301脱离对环形壁的抵接，止浆塞300与两个限位板401之间具有膨胀间隔。

当止浆塞300在膨胀的过程中，通过两个限位板401对止浆塞300的上下方向形成限位，导向止浆塞300沿着径向膨胀或收缩，并且，当止浆塞300朝向限位板401挤压后，限位板401可以反向给止浆塞300施加挤压力，进一步驱动止浆塞300朝向径向变形。

限位板401具有朝向止浆塞300的限位面403，沿着背离固定筒400的方向，限位面403背离止浆塞300倾斜布置，这样，当止浆塞300膨胀后，在限位面403的导向下，可以使得止浆塞300的外环周301更多面积抵接在锚孔100的环形壁上，起到更加的隔断作用。

以上所述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.自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

1)、制作预应力锚杆，沿着预应力锚杆插入在锚孔的方向，所述预应力锚杆依序包括自由段以及锚固段；所述自由段的底部的外周套设有弹性收缩或扩张的止浆塞，所述止浆塞内具有变形腔，随着止浆塞弹性收缩或膨胀，所述变形腔同步缩小或增大；所述止浆塞呈环状，所述止浆塞的内环周抵接在自由段的外周，所述止浆塞的外环周沿着自由段的径向朝外延伸布置；

2)、将所述预应力锚杆插入在锚孔中，所述自由段以及锚固段置于锚孔中，所述锚孔的内侧壁具有与止浆塞的外环周正对布置的环形壁，所述止浆塞的外环周与环形壁之间具有注浆间隔，所述注浆间隔沿着锚孔的周向环绕布置；

3)、往锚孔内灌注浆液，直至浆液充满整个锚孔后，通过导管对止浆塞充气或充水，所述止浆塞膨胀，所述变形空间增大，所述止浆塞的外环周将注浆间隔中浆液挤开，所述止浆塞的外环周抵接在环形壁上，将锚孔隔断布置；

4)、当锚孔内的浆液凝固后，通过导管对止浆塞放气或放水，所述止浆塞收缩，所述变形空间缩小。

2.如权利要求1所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述施工步骤4)中，通过导管对止浆塞放气或放水的过程中，直至所述止浆塞的外环周与锚孔的环形壁脱离抵接后，停止对止浆塞放气或放水。

3.如权利要求1或2所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述止浆塞的外侧具有受压朝外凸出或朝内收缩的弹性环壁，所述弹性环壁沿着止浆塞的周向延伸布置，所述弹性环壁的外侧壁形成所述外环周；

所述施工步骤3)中，所述止浆塞内在充气或充水的过程中，所述弹性环壁逐渐朝外凸出变形，并逐渐将注浆间隔中的浆液挤开，直至止浆塞内的压力大于设定压力时，所述外环周抵接着环形壁；

所述施工步骤4)中，所述止浆塞在放气或放水的过程中，所述弹性环壁逐渐朝内收缩，直至止浆塞内的压力小于设定压力时，所述外环周脱离对环形壁的抵接。

4.如权利要求3所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述弹性环壁的中部呈弯折状，形成有弯折边，所述弯折边沿着止浆塞的周向延伸布置；

所述施工步骤3)中，所述止浆塞内在充气或充水的过程中，所述弹性环壁逐渐朝外凸出变形，所述弯折边朝向环形壁直线移动，直至弯折边抵接抵接着锚孔的环形壁；所述施工步骤4)中，所述止浆塞在放气或充水的过程中，所述弯折边背离环形壁直线移动，直至恢复至原状位置。

5.如权利要求4所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述弯折边的外侧壁设置有胶条，所述胶条沿着止浆塞的周向环绕布置，所述胶条中设有多个变形孔，多个所述变形孔沿着胶条的周向间隔布置，所述变形孔的内端封闭，所述变形孔的外端贯穿胶条，形成变形开口。

6.如权利要求5所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述弹性环壁具有两个上下布置且异向倾斜布置的倾斜胶环，两个所述倾斜胶环对接形成所述弯折边。

7.如权利要求6所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述倾斜胶环的内部设有多个硬胶片，多个所述沿着倾斜胶环的周向间隔布置，所述硬胶片沿着倾斜胶环的倾斜方向倾斜布置。

8.如权利要求7所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述硬胶片具有朝向弯折边的延段端部，所述延伸端部与胶条之间具有间隔。

9.如权利要求1至8任一项所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述止浆塞的内环周内套设有固定筒，所述止浆塞的内环周固定在固定筒的外周，且与固定筒的外周封闭布置，所述固定筒中设有穿设孔；所述施工步骤1)中，所述自由段的底部的外周穿过穿设孔，且与穿设孔固定封闭布置；

所述固定筒的顶部以及底部分别朝外延伸有限位板，所述限位板沿着固定筒的周向环绕布置，所述限位板的外周与锚孔的内侧壁之间具有间隙，所述间隙大于注浆间隔；

所述施工步骤3)中，所述止浆塞充气或充水后，所述外环周抵接着锚孔的环形壁，所述止浆塞分别抵压着两个限位板；所述施工步骤4)中，所述止浆塞放气或放水后，所述外环周脱离对环形壁的抵接，所述止浆塞与两个限位板之间具有膨胀间隔。

10.如权利要求9所述的自由段与锚固段弹性隔断的施工方法，其特征在于，所述限位板具有朝向止浆塞的限位面，沿着背离固定筒的方向，所述限位面背离止浆塞倾斜布置。

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