CN115492097A - 一种无粘接预应力锚索及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无粘接预应力锚索，包括锚索体和环绕锚索体设置的锚固体，锚索施工面的下方设有锚孔，承压钢板包括：中心板和环绕中心板设置的多块翻板，承压钢板处于卷收状态时，翻板往上翻折，承压钢板处于展平状态时，翻板往下展平；在承压钢板处于展平状态时，向锚孔浇筑锚固注浆材料形成锚固体。本发明提出的无粘接预应力锚索的承压钢板安放至锚孔底，可展开增加有效承压面积，有效承压面积增加后，可提高单根锚索设计拉力特征值，利于早日进行进行张拉锁定，完成基本实验及验收实验，缩短工期。此外，在锚孔底部扩孔形成扩孔段，能够显著提高锚孔底部岩土体的密实度和抗拔能力。

Description

一种无粘接预应力锚索及其施工方法

技术领域

本发明属于抗浮锚索技术领域，尤其涉及一种无粘接预应力锚索及其施工方法。

背景技术

抗浮锚索主要包括：拉力型全粘接预应力锚索、压力型、荷载分散型以及拉压分散型锚索。各种类型的抗浮锚索主要区别在于对作用荷载的传递方式，具体如下：

(1)拉力型全粘接预应力锚索：利用锚固段注浆体与钢筋的粘结力传递荷载，能最大限度调动土体的自承载能力，此种结构极限承载力高。但是张拉时锚固段的浆体易拉裂，地下水及其它腐蚀介质通过浆体裂隙进入腐蚀锚索，且由于锚索与浆体全长粘接，服役周期内无法调节锚索的拉力。不适用于地下水丰富的地区及腐蚀性地层。

(2)拉力分散型锚索：将锚索分为数组，分层固结在锚孔内不同深度，锚孔内注浆后预应力通过钢绞线与浆体的粘接力传递给锚浆及土体。施工工艺繁琐、施工周期长。

(3)压力分散型锚索：采用无粘接预应力锚索，分为承压板式和可拆除式，承压板分散布置在锚孔内不同深度，锚浆受力均匀，单孔承载力不受锚浆强度限制。但施工工艺繁琐、施工周期长、锚索预应力难以调整，服役过程各部分受力不均匀。

(4)拉压分散型锚索：同时应用有粘接锚索与无粘接锚索，锚固体利用率高、受力均匀合理。由于同时存在两种锚索，质量不稳定，锚固结构内部构造复杂，施工工艺更加繁琐、施工周期更长且造价较高。

(5)压力型无粘接预应力锚索：与拉力型锚索不同的是，压力型锚索是利用了无粘结钢绞线将拉力荷载传至锚固体末端的承载体，随后通过传递，使锚固体末端承受传递的压力。由于其是使用了塑料套和油脂保护，并且注浆体受压，不会产生腐蚀和开裂问题，因此相对改善了锚索面临的耐用性问题，这种结构可有效缩短施工工期。但是承压板与浆体接触面应力集中，张拉时易造成浆体开裂破碎，对浆体强度要求高。

现有技术中，锚固注浆材料中保护大量的硅酸盐水泥，且这种常规的水泥砂浆早期强度低，需2-4周才能满足张拉及实验对砂浆锚固体的强度要求，增加了施工锚索施工工期；且硅酸盐水泥生产过程消耗大量能源，向大气中释放大量的二氧化碳，大量使用不利于环保。

现有技术中的无粘接预应力锚索包括承压钢板，为控制施工成本，现有无粘接预应力锚索的锚孔直径通常为180-200mm，而为便于安装，承压钢板直径通常为140-160mm，承压面积较小，应力集中。张拉时易造成浆体开裂破碎，因此对锚浆强度要求较高，施工成本高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种无粘接预应力锚索及其施工方法，该发明旨在解决现有技术中的无粘接预应力锚索的承压钢板的承压面积较小，张拉时易造成浆体开裂破碎的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种无粘接预应力锚索，包括锚索体和环绕所述锚索体设置的锚固体，锚索施工面的下方设有锚孔，所述锚索体的下部位于所述锚孔内，所述锚索体的上部伸出所述锚孔；所述锚孔包括连通的基础孔和位于所述基础孔下方且与所述基础孔连通的扩孔段，所述扩孔段的横截面积大于所述基础孔的横截面积，所述锚索体包括承压钢板，所述承压钢板包括：中心板和环绕所述中心板设置的多块翻板，每块所述翻板分别与所述中心板铰接，所述承压钢板处于卷收状态时，所述翻板往上翻折，所述承压钢板处于展平状态时，所述翻板往下展平；所述承压钢板位于所述扩孔段内，所述锚索体还包括用于控制所述承压钢板由所述卷收状态切换到所述展平状态的控制线，所述控制线的一端与所述翻板相连，所述控制线的另一端经所述锚孔往上并伸出所述锚索施工面的一段距离；所述锚索体装入所述锚孔时，所述承压钢板处于卷收状态，所述锚索体装入所述锚孔后，所述承压钢板处于展平状态，在所述承压钢板处于展平状态时，向所述锚孔浇筑锚固注浆材料形成所述锚固体。

优选的，所述基础孔和所述扩孔段均为圆柱孔，所述基础孔和所述扩孔段的轴线对齐。

优选的，所述翻板底面焊接钢环，所述中心板上设有贯穿其上的注浆孔，所述控制线的数量与所述翻板的数量的相同，且多根所述控制线均分别贯穿所述注浆孔，多根所述控制线的同向的一端分别一一对应与多根所述翻板的底部所述钢环相连，多根所述控制线的同向的另一端均经所述锚孔往上并伸出所述锚索施工面的一段距离；每块所述翻板分别经一块铰链与所述中心板铰接。

优选的，所述锚索体还包括注浆管，所述注浆管的一端伸入所述注浆孔内，所述注浆管的另一端经所述锚孔往上并伸出所述锚索施工面的一段距离，所述锚索体还包括锚索，所述锚索为多根，且多个所述锚索下端均环绕所述注浆孔设置，且多个所述锚索下端与所述中心板相连，多个所述锚索上端均经所述锚孔往上并伸出所述锚索施工面的一段距离。

优选的，所述铰链为重型带阻尼的铰链；所述中心板为正多边形板，所述翻板的数量与所述中心板的边数相同，每条边均铰接一块所述翻板。

优选的，所述承压钢板处于卷收状态时，所述翻板与中心板的夹角为90°；所述承压钢板处于展平状态时，所述中心板和翻板的夹角为0°，且所述翻板拼接于所述中心板的侧部。

优选的，所述锚孔浇筑锚固注浆材料包括以下质量份的组分：水泥85-95份，硅灰8-12份，砂90-110份，水35-41份，外加剂8-12份。

优选的，所述锚孔浇筑锚固注浆材料包括以下质量份的组分：水泥90份，硅灰10份，砂100份，水38份，外加剂10份；所述水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥。

本发明还公开了一种无粘接预应力锚索的施工方法，包括如下步骤：

S1，按施工孔位平面布置图放线确定孔位，做好标记和预检，孔位误差控制在30mm之内；

S2，锚孔一次成孔：安装锚孔钻机，利用锚孔钻机钻出锚孔，完成一次成孔；

S3，锚孔扩孔：完成一次成孔后，采用偏心扩孔取渣钻头，对步骤S2钻出的锚孔底部进行扩孔，并将扩孔产生的孔渣带出，完成扩孔；

S4，清孔作业为：锚孔扩孔完成后，采用平底清底钻头对锚孔底部进行扫孔清底，将扩孔产生的余渣带出；采用高压空气清孔，清洗孔时间不小于1分钟，将孔中的泥浆冲洗干净；

S5，放入锚索体：将绑扎在一起注浆管与锚索体放入清洗后的锚孔内；锚索体放置前：将所述翻板向上折叠，使所述承压钢板处于卷收状态；检查并保证连接于承压钢板底面钢绞线的连接牢固，检测并保证控制线的一端与翻板连接牢固，将控制线另一端穿过所述注浆孔，并伸出0.5m以上；锚索体放置后：用钢筋条支撑锚索体，使锚索体悬空并居中，然后抽拉控制线的伸出地面的一端，使所述承压钢板由所述卷收状态切换到所述展平状态；

S6，配制锚固注浆材料：向搅拌机内加入所述锚固注浆材料并搅拌均匀，形成锚固砂浆；

S7，注浆：将步骤S6配置好的锚固注浆材料，由所述注浆管注入所述锚孔内。

优选的，步骤S2中，安装锚孔钻机时，需进行调平和调立，保证锚孔钻机稳固安装；锚孔孔径为180-200mm，孔径和孔位偏差不大于2cm；步骤S3中，扩孔段深度大于一次成孔孔径的两倍，扩孔段的孔径为一次成孔孔径的160％-200％；步骤S5中，采用扬机或其它能提供提升动力的设备抽拉控制线；步骤S7中，注浆前，将锚内残留或松动的杂土清除干净，注浆管的下部为出浆口；开始注浆时，出浆口位于距锚孔的孔底300-500mm处，浆液自下而上连续灌注，逐步将注浆管向上拔出直至锚孔孔口，拔管过程中保证注浆管的出浆口始终埋在砂浆内，直至锚孔孔口出锚固注浆材料，停止注浆；注浆压力2-4MPa，注浆开始后中途停止不超过30min。

优选的，步骤S6中，所述锚孔浇筑锚固注浆材料包括以下质量份的组分：水泥85-95份，硅灰8-12份，砂90-110份，水35-41份，外加剂8-12份；配制砂浆时，先向搅拌机内加入38份水，然后加入70份砂、70份水泥、然后加入所有外加剂以保证砂浆的流动性，最后加入剩余的砂、剩余的水泥和所有硅灰，搅拌5-8分钟至砂浆均匀后完成锚固砂浆的制备。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明无粘接预应力锚索的有益效果主要包括：

本发明提出的无粘接预应力锚索的承压钢板安放至锚孔底，可展开增加有效承压面积，有效承压面积增加后，可提高单根锚索设计拉力特征值，利于早日进行进行张拉锁定，完成基本实验及验收实验，缩短工期。此外，在锚孔底部扩孔形成扩孔段，能够显著提高锚孔底部岩土体的密实度和抗拔能力。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明一种无粘接预应力锚索的整体结构示意图；

图2为本发明一种无粘接预应力锚索的顶部结构放大示意图；

图3为本发明一种无粘接预应力锚索中：吊筋的结构示意图；

图4为本发明一种无粘接预应力锚索中：预应力传递装置的结构示意图；

图5为本发明一种无粘接预应力锚索中：承压钢板的示意图一(展平状态，顶面)；

图6为本发明一种无粘接预应力锚索中：承压钢板的示意图二(展平状态，底面)；

图7为本发明一种无粘接预应力锚索中：承压钢板的剖视图一(卷收状态)；

图8为本发明一种无粘接预应力锚索中：承压钢板的剖视图二(展平状态)。

附图标记说明：

100.锚索体，200.锚固体，300.锚索施工面，1.基础孔，2.扩孔段，3.承压钢板，4.控制线，5.铰链，6.注浆管，7.锚索，8.预应力传递装置，9.预应力锁紧装置，10.吊筋，11.结构底板，12.套管，31.中心板，32.翻板，33.钢环，311.注浆孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图1-8对本发明作进一步的说明。

请重点参考图1-2和图7-8，本发明公开了一种无粘接预应力锚索，包括锚索体100和环绕锚索体100设置的锚固体200，锚索施工面300的下方设有锚孔，锚索体100的下部位于锚孔内，锚索体100的上部伸出锚孔；锚孔包括连通的基础孔1和位于基础孔1下方且与基础孔1连通的扩孔段2，扩孔段2的横截面积大于基础孔1的横截面积，锚索体100包括承压钢板3，承压钢板3包括：中心板31和环绕中心板31设置的多块翻板32，每块翻板32分别与中心板31铰接，承压钢板3处于卷收状态时，翻板32往上翻折，承压钢板3处于展平状态时，翻板32往下展平；承压钢板3位于扩孔段2内，锚索体100还包括用于控制承压钢板3由卷收状态切换到展平状态的控制线4，控制线4的一端与翻板32相连，控制线4的另一端经锚孔往上并伸出锚索施工面300的一段距离；锚索体100装入锚孔时，承压钢板3处于卷收状态(图7)，锚索体100装入锚孔后，承压钢板3处于展平状态(图8)，在承压钢板3处于展平状态时，向锚孔浇筑锚固注浆材料形成锚固体200。

更具体地，锚孔浇筑锚固注浆材料包括以下质量份的组分：水泥85-95份，硅灰8-12份，砂90-110份，水35-41份，外加剂8-12份。

本实施方式中，外加剂为市售HEA-D复合型外加剂，其具有减水、早强、缓凝、膨胀等功能。外加剂中MgO含量≤5％(重量百分比)，外加剂的参数如下：比表面积≥200平方米/kg，1.18mm筛余≤0.5％，初凝时间≥45min，终凝时间≤600min、水中7d限制膨胀率≥0.035％、空气中21d限制膨胀率≥﹣0.015％，需要说明的是，根据外加剂的厂家不同，性能会略有差异，但不影响本发明的实施。

更具体地，本发明的无粘接预应力锚索还包括位于锚索施工面300上方的预应力传递装置8(详见图4)，锚索7的远离承压钢板3的一端通过预应力锁紧装置9(T型锚具)连接于预应力传递装置8(详见图8)顶部。每根锚索7外套设有套管12，套管12的两端封堵。

更具体地，控制线4为钢绞线。

本发明提出的无粘接预应力锚索，锚索7采用成品低松弛预应力1860级钢绞线3φs15.2或5φs15.2，预应力传递装置8采用铁素体珠光体球墨铸铁QT450-10铸造成型，屈服强度不低于310MPa,抗拉强度不低于450MPa，断后伸长率不低于10％。采用吊筋10与预应力传递装置8绑扎，并与结构底板11钢筋焊接，以保证锚索7结构与结构底板11的有效连接(详见图2、图3)。

更具体地，T型锚具采用三孔锚具。钢绞线与套管12之间涂敷防腐润滑涂层，保证与套管12之间可长期相对滑动。采用液压挤压装置，加入钢丝弹簧网，在高荷载(26-30MPa)下挤压锚固钢绞线与预应力挤压锚。钢绞线、预应力挤压锚与承压钢板3的连接方式见图1。

承压钢板3结构如图5-8所示，中心板31和翻板32通过铰链5(重型带阻尼铰链)连接，铰链5与承压钢板3通过高强螺栓与自锁螺母连接，承压钢板3翻板32底面焊接钢环33，采用钢绞线通过钢环33连接承压钢板3的翻板32，钢绞线自承压钢板3底面注浆孔311穿入，外套PVC套管12，钢绞线长度应保证高出地面0.5m以上(图1)。说明：重型带阻尼铰链为现有可直接外购的产品，这里不再赘述其结构。

下面结合现有的常规无粘接预应力锚索的结构，对本发明的无粘接预应力锚索的结构作进一步的说明。

(1)常规无粘接预应力锚索的锚孔直径为180-200mm，为便于安装，承压钢板3直径通常设计为140-160mm，单根锚索7设计拉力特征值一般为250-360KN，张拉锁定拉力值为1.0-1.2倍锚索拉力设计值，基本实验最大荷载为1.5-2倍锚索拉力设计值，验收实验最大荷载通常为1.5倍特征值。常规无粘接预应力锚索进行张拉锁定需砂浆锚固体强度达到16-25MPa，验收实验需砂浆锚固体强度达到20-30MPa，基本实验需砂浆锚固体强度达到20-40MPa。常规水泥砂浆早期强度低，需2-4周才能满足张拉及实验对砂浆锚固体的强度要求。

本发明提出的无粘接预应力锚索的承压钢板3安放至锚孔底后，可展开增加100％以上有效承压面积，以180mm直径的锚孔为例，常规承压钢板3直径通常为140mm，有效承压面积0.014平方米，采用本发明提出的锚索7，扩孔段2直径增加60％，承压钢板3展开后，有效承压面积可达0.032平方米。本发明提出的高性能锚浆3天强度可达35MPa，0.032平方米有效承压面积可承受的压力上限达1120KN，单根锚索7设计拉力特征值可达550KN。此外，在锚孔底部约0.5m高度扩孔形成扩孔段2，仅增加少量施工成本，扩孔段2的膨大锚固体200对岩土形成挤压密实作用，能够显著提高锚孔底部岩土体的密实度和抗拔能力。

(2)常规水泥砂浆早期强度低，需2-4周才能满足张拉及实验对砂浆锚固体200的强度要求，且硅酸盐水泥生产过程消耗大量能源，向大气中释放大量的二氧化碳。硅灰是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成。SiO₂含量约占总量的90％，颗粒度非常小，平均粒度都是纳米级别。硅灰中存在酸性、有毒和放射性物质，可能含有铅、砷、汞、镉和铀，对人类和环境存在危害。不处理会造成空气污染，直接填埋处理易造成土壤和地下水污染。

本发明在水泥砂浆中添加硅灰置换10％的水泥，降低水泥用量，减少水泥生产过程中的碳排放，消耗硅灰，减少其对环境的污染，加入硅灰也可提高砂浆强度，同时加入具有减水、早强、缓凝、膨胀等功能的复合型外加剂。本发明一种无粘接预应力锚索中，利用锚孔浇筑锚固注浆材料形成锚固体200；本锚孔浇筑锚固注浆材料中添加硅灰置换10％的水泥，可提高砂浆强度，同时消耗硅灰，减少硅灰对环境的污染。降低水泥用量，也可减少水泥生产过程中的碳排放。该锚固注浆材料搅拌混合形成微膨胀高强度锚浆，克服了传统素水泥浆早期强度低、易开裂的缺陷，与常规素水泥砂浆相比。3天龄期强度即可满足锚索7张拉锁定和试验对锚固体200的强度要求。

(3)与常规压力型无粘接预应力抗浮锚索相比，本发明提出的无粘接预应力锚索，在满足相同建筑物整体抗浮拉力要求时，可以增大锚孔的布置间距，常规压力型无粘接预应力锚索在注浆14天以上才可进行基本实验及张拉锁定，本发明提出的新型抗浮锚索7-锚浆系统提升轴向拉力设计值100％仍可实现3天进行基本实验及张拉锁定。降低施工成本，同时大幅缩短工期。

由上可知，本发明的无粘接预应力锚索与常规压力型无粘接预应力锚索相比，承压钢板3中的翻板32可弯折装入锚孔的孔底，浇筑锚固浆料前，在孔外控制翻板32展开，展开后承压钢板3可增加一倍以上有效受力面积。与现有常规压力型无粘接预应力锚索相比，增大受力面积的承压钢板3能够在受到同样拉力时，显著降低对锚固体200的压强，从而实现在砂浆龄期早期张拉，大幅缩短施工工期。

本发明中，由锚固浆料浇筑而成的锚固体200上段小，下段大，形成嵌入地下的混凝土结构，采用该结构可有效提高无粘接预应力锚索的防拔出能力。具体为，锚孔底部具有一段膨大的锚固体200(具体为扩孔段2)，扩孔段2的膨大锚固体200对岩土形成挤压密实作用，能够显著提高锚孔底部岩土体的密实度和抗拔能力。

且本发明中的无粘接预应力锚索可承受的极限拉力超过常规锚索的200％以上，因此可以大幅提高单根锚索7的轴向拉力设计值，在满足相同建筑物整体抗浮拉力要求时，可以增大锚孔的布置间距，显著降低施工成本同时缩短施工周期。

本发明提出的无粘接预应力锚索在提升轴向拉力设计值100％以上时，仍可实现3天进行张拉锁定并完成基本实验和验收实验。

根据本发明的具体实施方式，基础孔1和扩孔段2均为圆柱孔，基础孔1和扩孔段2的轴线对齐。

需要说明的是，基础孔1和扩孔段2还可为正方形孔，能满足使用需求。但圆孔更容易成型，可用钻头直接钻出。

根据本发明的具体实施方式，中心板31上设有贯穿其上的注浆孔311，控制线4的数量与翻板32的数量的相同，且多根控制线4均分别贯穿注浆孔311，多根控制线4的同向的一端分别一一对应与多根翻板32的底部翻板32相连，多根控制线4的同向的另一端均经锚孔往上并伸出锚索施工面300的一段距离；每块翻板32分别经一块铰链5与中心板31铰接。

根据本发明的具体实施方式，锚索体100还包括注浆管6，注浆管6的一端伸入注浆孔311内，注浆管6的另一端经锚孔往上并伸出锚索施工面300的一段距离，锚索体100还包括锚索7，锚索7为多根，且多个锚索7下端均环绕注浆孔311设置，且多个锚索7下端与中心板31相连，多个锚索7上端均经锚孔往上并伸出锚索施工面300的一段距离。

根据本发明的具体实施方式，铰链5为重型带阻尼的铰链；中心板31为正多边形板，翻板32的数量与中心板31的边数相同，每条边均铰接一块翻板32；承压钢板3处于卷收状态时，翻板32与中心板31的夹角为90°。承压钢板3处于展平状态时，中心板31和翻板32的夹角为0°，且翻板32拼接于中心板31的侧部。

更具体地，中心板31为正六边形板。

本发明还提供了一种无粘接预应力锚索的施工方法，包括如下步骤：

S1，按施工孔位平面布置图放线确定孔位，做好标记和预检，孔位误差控制在30mm之内。

S2，锚孔一次成孔：安装锚孔钻机，利用锚孔钻机钻出锚孔，完成一次成孔。

S3，锚孔扩孔：完成一次成孔后，采用偏心扩孔取渣钻头，对步骤S2钻出的锚孔底部进行扩孔，并将扩孔产生的孔渣带出，完成扩孔。

S4，清孔作业为：锚孔扩孔完成后，采用平底清底钻头对锚孔底部进行扫孔清底，将扩孔产生的余渣带出；采用高压空气清孔，清洗孔时间不小于1分钟，将孔中的泥浆冲洗干净。

S5，放入锚索体100

将绑扎在一起注浆管6与锚索体100放入清洗后的锚孔内；锚索体100放置前：将翻板32向上折叠，使承压钢板3处于卷收状态；检查并保证连接于承压钢板3底面钢绞线的连接牢固，检测并保证控制线4的一端与翻板32连接牢固，将控制线4另一端穿过注浆孔311，并伸出0.5m以上；锚索体100放置后：用钢筋条支撑锚索体100，使锚索体100悬空并居中，然后抽拉控制线4的伸出地面的一端，使承压钢板3由卷收状态切换到展平状态。

S6，配制锚固注浆材料：向搅拌机内加入锚固注浆材料并搅拌均匀，形成锚固砂浆。

S7，注浆：将步骤S6配置好的锚固注浆材料，由注浆管6注入锚孔内。

根据本发明的具体实施方式，步骤S2中，安装锚孔钻机时，需进行调平和调立，保证锚孔钻机稳固安装；锚孔孔径为180-200mm，孔径和孔位偏差不大于2cm；步骤S3中，扩孔段2深度大于一次成孔孔径的两倍，扩孔段2的孔径为一次成孔孔径的160％-200％；步骤S5中，采用扬机或其它能提供提升动力的设备抽拉控制线4；步骤S7中，注浆前，将锚内残留或松动的杂土清除干净，注浆管6的下部为注浆孔311；开始注浆时，注浆孔311位于距锚孔的孔底300-500mm处，浆液自下而上连续灌注，逐步将注浆管6向上拔出直至锚孔孔口，拔管过程中保证注浆管6的出浆口始终埋在砂浆内，直至锚孔孔口出锚固注浆材料，停止注浆；注浆压力2-4MPa，注浆开始后中途停止不超过30min。

根据本发明的具体实施方式，步骤S6中，配制砂浆时，先向搅拌机内加入38份水，然后加入70份砂、70份水泥、然后加入10份外加剂以保证砂浆的流动性，最后加入剩余的砂(本实施方式为30份砂)、剩余的水泥(本实施方式为20份水泥)和10份硅灰，搅拌5-8分钟至砂浆均匀后完成锚固砂浆的制备。

更具体地，注浆管6为一根内径30mm的硬塑型塑料管。注浆管6与锚索7绑扎在一起放入钻孔(锚孔)，用于一次注浆，后续可拔除。注浆管6的长度要求：能满足能自孔底开始依次向上的注浆长度。

更具体地，步骤S2中，钻孔的轴线偏差不应大于杆体长度的1％，成孔深度不小于设计要求，且大于设计深度500mm，锚孔顶面标高允许偏差±10mm；锚孔钻进过程经常检查钻头尺寸，保证钻孔孔径；掌握锚孔中心度，防止锚孔偏斜，跑斜后应采取措施，重新成孔。

本实施方式中，清孔作业的目的为了尽可能减少沉渣，保证孔内泥浆排除，更具体地，在清孔作业时，需做好孔口维护，防止渣土流入锚孔内。本实施方式中，浆液自下而上连续灌注，可确保从孔内顺利排水，排气、返浆。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种无粘接预应力锚索，其特征在于，包括锚索体和环绕所述锚索体设置的锚固体，锚索施工面的下方设有锚孔，所述锚索体的下部位于所述锚孔内，所述锚索体的上部伸出所述锚孔；所述锚孔包括连通的基础孔和位于所述基础孔下方且与所述基础孔连通的扩孔段，所述扩孔段的横截面积大于所述基础孔的横截面积，所述锚索体包括承压钢板，所述承压钢板包括：中心板和环绕所述中心板设置的多块翻板，每块所述翻板分别与所述中心板铰接，所述承压钢板处于卷收状态时，所述翻板往上翻折，所述承压钢板处于展平状态时，所述翻板往下展平；所述承压钢板位于所述扩孔段内，所述锚索体还包括用于控制所述承压钢板由所述卷收状态切换到所述展平状态的控制线，所述控制线的一端与所述翻板相连，所述控制线的另一端经所述锚孔往上并伸出所述锚索施工面的一段距离；所述锚索体装入所述锚孔时，所述承压钢板处于卷收状态，所述锚索体装入所述锚孔后，所述承压钢板处于展平状态，在所述承压钢板处于展平状态时，向所述锚孔浇筑锚固注浆材料形成所述锚固体。

2.根据权利要求1所述的无粘接预应力锚索，其特性在于，所述基础孔和所述扩孔段均为圆柱孔，所述基础孔和所述扩孔段的轴线对齐。

3.根据权利要求2所述的无粘接预应力锚索，其特性在于，所述翻板底面焊接钢环，所述中心板上设有贯穿其上的注浆孔，所述控制线的数量与所述翻板的数量的相同，且多根所述控制线均分别贯穿所述注浆孔，多根所述控制线的同向的一端分别一一对应与多根所述翻板的底部所述钢环相连，多根所述控制线的同向的另一端均经所述锚孔往上并伸出所述锚索施工面的一段距离；每块所述翻板分别经一块铰链与所述中心板铰接。

4.根据权利要求3所述的无粘接预应力锚索，其特性在于，所述锚索体还包括注浆管，所述注浆管的一端伸入所述注浆孔内，所述注浆管的另一端经所述锚孔往上并伸出所述锚索施工面的一段距离，所述锚索体还包括锚索，所述锚索为多根，且多个所述锚索下端均环绕所述注浆孔设置，且多个所述锚索下端与所述中心板相连，多个所述锚索上端均经所述锚孔往上并伸出所述锚索施工面的一段距离。

5.根据权利要求4所述的无粘接预应力锚索，其特性在于，所述中心板为正多边形板，所述翻板的数量与所述中心板的边数相同，每条边均铰接一块所述翻板。

6.根据权利要求5所述的无粘接预应力锚索，其特性在于，所述承压钢板处于卷收状态时，所述翻板与中心板的夹角为90°；所述承压钢板处于展平状态时，所述中心板和翻板的夹角为0°，且所述翻板拼接于所述中心板的侧部。

7.根据权利要求1-6任一项所述的锚固注浆材料，其特征在于，所述锚孔浇筑锚固注浆材料包括以下质量份的组分：水泥85-95份，硅灰8-12份，砂90-110份，水35-41份，外加剂8-12份。

8.根据权利要求4-7任一项所述无粘接预应力锚索的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，按施工孔位平面布置图放线确定孔位，做好标记和预检，孔位误差控制在30mm之内；

S2，锚孔一次成孔：安装锚孔钻机，利用锚孔钻机钻出锚孔，完成一次成孔；

S3，锚孔扩孔：完成一次成孔后，采用偏心扩孔取渣钻头，对步骤S2钻出的锚孔底部进行扩孔，并将扩孔产生的孔渣带出，完成扩孔；

S4，清孔作业为：锚孔扩孔完成后，采用平底清底钻头对锚孔底部进行扫孔清底，将扩孔产生的余渣带出；采用高压空气清孔，清洗孔时间不小于1分钟，将孔中的泥浆冲洗干净；

S5，放入锚索体：将绑扎在一起注浆管与锚索体放入清洗后的锚孔内；锚索体放置前：将所述翻板向上折叠，使所述承压钢板处于卷收状态；检查并保证连接于承压钢板底面钢绞线的连接牢固，检测并保证控制线的一端与翻板连接牢固，将控制线另一端穿过所述注浆孔，并伸出0.5m以上；锚索体放置后：用钢筋条支撑锚索体，使锚索体悬空并居中，然后抽拉控制线的伸出地面的一端，使所述承压钢板由所述卷收状态切换到所述展平状态；

S6，配制锚固注浆材料：向搅拌机内加入所述锚固注浆材料并搅拌均匀，形成锚固砂浆；

S7，注浆：将步骤S6配置好的锚固注浆材料，由所述注浆管注入所述锚孔内。

9.根据权利要求8所述无粘接预应力锚索的施工方法，其特征在于，步骤S2中，安装锚孔钻机时，需进行调平和调立，保证锚孔钻机稳固安装；锚孔孔径为180-200mm，孔径和孔位偏差不大于2cm；步骤S3中，扩孔段深度大于一次成孔孔径的两倍，扩孔段的孔径为一次成孔孔径的160％-200％；步骤S5中，采用扬机或其它能提供提升动力的设备抽拉控制线；步骤S7中，注浆前，将锚内残留或松动的杂土清除干净，注浆管的下部为出浆口；开始注浆时，出浆口位于距锚孔的孔底300-500mm处，浆液自下而上连续灌注，逐步将注浆管向上拔出直至锚孔孔口，拔管过程中保证注浆管的出浆口始终埋在砂浆内，直至锚孔孔口出锚固注浆材料，停止注浆；注浆压力2-4MPa，注浆开始后中途停止不超过30min。

10.根据权利要求9所述无粘接预应力锚索的施工方法，其特征在于，步骤S6中，所述锚孔浇筑锚固注浆材料包括以下质量份的组分：水泥85-95份，硅灰8-12份，砂90-110份，水35-41份，外加剂8-12份；配制砂浆时，先向搅拌机内加入38份水，然后加入70份砂、70份水泥、然后加入所有外加剂以保证砂浆的流动性，最后加入剩余的砂、剩余的水泥和所有硅灰，搅拌5-8分钟至砂浆均匀后完成锚固砂浆的制备。

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