CN114592510B - 自由段与锚固段弹性隔断的施工方法 - Google Patents
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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
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 (5)
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,所述变形腔增大,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,所述变形腔缩小;
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;
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;
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;
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;
所述倾斜胶环的内部设有多个硬胶片,多个所述硬胶片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。
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伸端部,所述延伸端部与胶条之间具有间隔。
4.如权利要求1至3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。
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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