CN204703160U - 双锚固段预应力锚索结构 - Google Patents
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Abstract
一种双锚固段预应力锚索结构,包括贯穿有钢绞线的内锚固段、自由段、外锚固段和锚头部分,内锚固段的钢绞线用注浆体粘结在钻孔的底部一段,内锚固段的上部为自由段,锚头部分设在钻孔口的外面并与钢绞线的顶端固定。在自由段的上端与至钻孔口之间设有外锚固段;注浆分三次进行,第一次注浆至自由段B中部止,第二次注浆采用劈裂注浆,形成内锚固段,在内锚固段浆体达到龄期对钢绞线进行张拉后,再进行第三次对外锚固段C注浆,除自由段的钢绞线处于自由外,内锚固段和外锚固段的钢绞线全部与注浆体粘结,形成内、外锚固段的双锚固段锚索。优点是具有技术先进、经济合理、施工快速等优势,是一种具有发展前途的新型边坡加固技术。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双锚段预应力锚索结构,适用于公路、铁路、矿山、市政等的边坡加固工程中。
背景技术
边坡锚固工程作为隐蔽工程,其主要材料钢材及混凝土埋设在各种类型的岩土体中,长期与地下水、场地土介质接触,都会不同程度地遭受各种侵蚀介质的腐蚀损坏,会导致结构的耐久性、强度等物理力学性能降低。
要提高锚固工程的耐久性和有效性,除了对现有技术进行完善之外,结合不断发展的新技术、新材料、新工艺,研究新型锚固结构,开发具有较好耐久性能的锚固技术,是必由之路。为了解决以上不足之处,研究创新了一种新型锚索结构,即双锚固段预应力型锚索。
发明内容
本实用新型目的是提供一种双锚固段预应力锚索结构,以解决传统的边坡加固技术现有技术存在的耐久性不够的问题。
本实用新型的技术方案是:一种双锚固段预应力锚索结构,包括贯穿有钢绞线的内锚固段、自由段和锚头部分,内锚固段的钢绞线用注浆体粘结在钻孔的底部一段,内锚固段的上部为钢绞线处于自由状态的自由段,锚头部分设在钻孔口的外面并与钢绞线的顶端固定,其特征在于,在所述的自由段的上端与至钻孔口之间设有外锚固段;自由段的钢绞线用套管与注浆体隔离,内锚固段和外锚固段的钢绞线全部与注浆体粘结,形成内、外锚固段的双锚固段锚索。
所述的内锚固段包括钢绞线、一次注浆管、二次注浆管、对中架和导向帽,钢绞线、一次注浆管和二次注浆管贯穿于整个锚索的内锚固段、自由段和外锚固段,并分别穿过间隔设置的数个对中架上的对应的孔,在钢绞线的下端焊接导向帽。
所述的对中架分为Ⅰ型对中架和Ⅱ型对中架,所述的内锚固段和自由段采用Ⅰ型对中架,直径为105mm,厚度10mm,另在周边预留两个用于穿过一次、二次注浆管的注浆孔或缺口,并设有定位孔,外缘呈弧状;所述的外锚固段采用Ⅱ型对中架,直径为85mm,厚度10mm,在周边均布四个与钢绞线配合的钢绞线缺口,在钢绞线缺口之间设有与注浆管配合的圆弧口。
在所述的自由段的上端设有止浆塞,用于阻隔外锚固段的注浆体进入自由段。
所述的外锚固段是指在钻孔口内部一段钢绞线预留粘结段,内部的钢绞线采用对中架定位,在外锚固段的钻孔内设有波纹管。
所述的止浆塞长40-60cm,采用水泥浆制作。
所述的外锚固段、自由段和内锚固段的长度分别为5-8m、5-10m和8-12m;在相邻的对中架之间用铁丝捆扎。
所述的锚头部分包括钢筋混凝土框架梁、承压板、定型锚具和封锚砼体,网格状的框架梁用钢筋混凝土浇筑在欲锚固的斜坡上,框架梁的钢筋与伸出钻孔口的钢绞线连接,并浇注在一起;露出框架梁的钢绞线穿过承压板并用锚具锁紧,锚索的顶端用封锚砼体封住。
本实用新型双锚固段锚索结合了普通型锚索与控制注浆技术的优点,双锚固段预应力锚索结构,具有结构合理、技术先进、经济合理、防腐效果好等优势,是一种具有发展前途的新型边坡加固结构。
附图说明
图1是本实用新型的双锚固段预应力锚索总体结构示意图;
图2是图1的I-I剖视图;
图3是本实用新型的Ⅰ型对中架的结构示意图;
图4是图1的II-II剖视图;
图5是本实用新型的II型对中架的结构示意图;
图6是本实用新型的承压板的结构示意图;
图7是本实用新型的导向帽的结构示意图;
图8是图7的A-A剖视图;
图9是本实用新型的止浆塞的轴向剖视结构示意图。
具体实施方式
参见图1,本实用新型一种双锚固段预应力锚索结构,包括贯穿有钢绞线1的内锚固段A、自由段B、外锚固段C和锚头部分D,内锚固段A的钢绞线1用注浆体2粘结在钻孔3的底部一段,内锚固段A的上部为钢绞线1处于自由状态的自由段B,锚头部分D设在钻孔3口的外面并与钢绞线1的顶端固定。在所述的自由段B的上端与至钻孔口之间设有外锚固段C;注浆体2的注浆分三次进行,第一次注浆至自由段B中部止,第二次注浆采用劈裂注浆,形成内锚固段A,在内锚固段A浆体达到龄期对钢绞线1进行张拉后,再进行第三次注浆,即对外锚固段C注浆,除自由段B的钢绞线1处于自由外,内锚固段A和外锚固段C的钢绞线1全部与注浆体2粘结,形成内、外锚固段的双锚固段锚索。
所述的内锚固段A包括钢绞线1、一次注浆管4、二次注浆管5、对中架6和导向帽7,钢绞线1、一次注浆管4和二次注浆管5贯穿于整个锚索的内锚固段A、自由段B和外锚固段C,并分别穿过设在对中架6上的对应的孔,在钢绞线1的下端焊接导向帽7。通过一次注浆管4和二次注浆管5向内锚固段A的钻孔内进行一次、二次注浆,凝固后形成内锚固段A的结构。
所述的对中架6分为Ⅰ型对中架61(如图3所示)和Ⅱ型对中架62(如图5所示),所述的内锚固段A和自由段采B用Ⅰ型对中架61,直径为105mm,厚度10mm,中部设有四个正方形布置的钢绞线通孔613,另在周边预留两个用于穿过一次、二次注浆管的注浆孔或缺口611,并设有定位孔612,外缘呈圆弧状。所述的外锚固段C采用Ⅱ型对中架62,直径为85mm,厚度10mm,在周边均布四个与钢绞线配合的钢绞线缺口621,在钢绞线缺口621之间设有与一次、二次注浆管配合的圆弧口622。
本实用新型钢绞线1采用普通的钢绞线。由于钢绞线1是柔性结构,对中架6起到捋顺钢绞线1与注浆管、提高钢绞线刚度的作用,同时也设计一定的保护层厚度,确保钢绞线1周围由注浆体2包裹,提高锚索的防腐耐久性。
所述的自由段B采用套管8使钢绞线1处于自由状态,没有注浆体粘结,在自由段B的上端设有止浆塞9,用于阻隔外锚固段C的注浆体2进入自由段B。
所述的外锚固段C是指在钻孔口内部一定长度钢绞线预留粘结段,内部的钢绞线1采用Ⅱ型对中架62定位,在外锚固段C的钻孔内设有波纹管10,待钢绞线1张拉完毕,确定不在需要补偿张拉后通过三次注浆管11进行第三次注浆,通过三次注浆使钢绞线1与注浆体2以及钻孔壁的岩土体形成外锚固段C。
所述的止浆塞9长40-60cm,采用水泥浆制作,水泥浆水灰比为0.38~0.40。
所述的外锚固段C、自由段B和内锚固段A的长度分别为5-8m、5-10m和8-12m;在相邻的对中架6之间用铁丝12捆扎。
所述的锚头部分D包括钢筋混凝土框架梁13、承压板14、定型锚具15和封锚砼体16,网格状的框架梁13用钢筋混凝土浇筑在欲锚固的斜坡17上,框架梁13的钢筋与伸出钻孔口的钢绞线1连接,并与框架梁13浇注在一起;露出框架梁13的钢绞线1穿过承压板14的中心孔并用锚具15锁紧,锚索的顶端(承压板14、定型锚具15及钢绞线1顶端)用封锚砼体16封住。
本实用新型的施工过程如下:
(1)锚索加工:
锚索采用Φ15.24mm、fptk=1860MPa的高强度、低松弛无粘结预应力钢绞线1,长度按设计长度切割。
(2)对中架6的制作:
对中架6采用硬塑材料加工制作而成,其轴线与承载板14一致。间隔1.5~2m设置一道,相邻的对中架6之间用铁丝12绑扎牢固,对中架6起到对中作用。
(3)一、二次注浆管4和5的安装:
一、二次注浆管4和5随锚索(钢绞线1)绑扎,一起进入钻孔3的孔底,一次注浆管4底部30cm内螺旋开孔眼,防治在下锚索过程中被堵塞,二次注浆管5在5~10m范围内螺旋开孔,并用胶带缠绕几道,防治在下锚索过程中,孔眼堵塞,二次注浆管5起二次劈裂作用,二次劈裂注浆可提高锚索锚固力。
3)锚索孔钻孔:
锚管孔的钻孔工艺为:定孔位、搭设钻机平台、复合孔位、钻机精确定位、钻孔、检验。
4)注浆过程:
(1)一次注浆:
一次注浆采用一次注浆管4注浆,目的是在锚索1与钻孔3之间现成水泥柱体(注浆体2)。一次注浆管4采用Φ25mm PVC管。为保证浆液充满整个钻孔的空隙,一次注浆管4深入孔底,浆液通过一次注浆管4从孔底自下而上反向压浆,将管底残留的碎渣及漏浆压出孔口,且持续到孔口溢出净水泥浆。为防止下管安装时管口被残渣堵塞,在一次注浆管4的末端30cm范围内布置2排梅花形孔眼,孔径5-6mm。
一次注浆结束后,如果发现孔口浆液回缩,在现场要及时补浆。
(2)二次注浆:
二次注浆通过二次注浆管5内进行,浆液通过高压(一般在1~5MPa)将预留的二次注浆孔冲开并劈裂一次注浆体,向四周扩散、渗透,加固钻孔周围岩土体,提高其强度。其有两个标志性注浆控制压力,一是:注浆体瞬间劈裂压力,即将二次注浆孔冲开并劈裂一次注浆体的压力,其与一次注浆的强度有关,又与一、二次注浆间隔时间长短有关。一般浆体劈裂压力为1~5Mpa。二是岩体挤裂压力,一次注浆体被劈裂后,浆液在注浆压力驱动下将沿岩体中“通道”(主要为节理裂隙)向四周扩散。当钻孔周边“通道”被浆液填充完成后,在注浆压力作用下,岩土体内浆体压力持续上升,直至岩体中封闭的节理裂缝被挤破产生新的“通道”,此时注浆压力即为岩体挤裂压力。
二次注浆(劈裂注浆)时,由于注浆压力较大,注浆管口需加密封牢固。
(3)三次注浆:
三次注浆管11和排气管18在浇筑框架梁13时布置,从框架梁14底部侧面穿出;从波纹管8侧面开口19伸入波纹管8内,三次注浆管11应伸入波纹管内2m以上,排气管18伸入波纹管8内即可。
三次注浆主要是对外锚固段C进行注浆,需要在孔口设置出气孔(排气管18),防止被堵,无法注浆,注浆工艺同一次、二次注浆。
(4)注浆结束依据
在施工中,要注意:一是在瞬间劈裂压力作用下,钻孔周围不能跑浆。二是持续注浆压力,即在二次劈裂后浆液向四周扩散的持续压力,根据孔周围岩土体的强度和结构不同,会出现三种情况。第一种情况:在出现浆体瞬间劈裂压力后,持续注浆压力明显小于劈裂压力,而且持续注浆压力不会增加,即不会出现岩体挤裂压力,注浆量不断增加,此时按设计注浆量三倍控制注浆量。第二种情况:在出现浆体瞬间劈裂压力后,持续注浆压力虽然明显小于劈裂压力,但持续压力不断增加,会出现岩体挤裂压力,而注浆量不断减小,此情况对其注浆量进行双控,按满足总注浆量不大于设计注浆量的3倍和出现二次岩体挤裂压力后注浆效果不明显(每分钟注浆量不超过0.2~0.5L)时,两者其中之一即可停止注浆。第三种情况:在出现浆体瞬间劈裂注浆压力后持续注浆压力没有明显的减小,或注浆压力一直增加没有形成岩体挤裂压力,注浆效果不明显,按注浆压力不超过注浆机与注浆管的容许压力(5MPa)进行控制。
Claims (8)
1.一种双锚固段预应力锚索结构,包括贯穿有钢绞线的内锚固段、自由段和锚头部分,内锚固段的钢绞线用注浆体粘结在钻孔的底部一段,内锚固段的上部为钢绞线处于自由状态的自由段,锚头部分设在钻孔口的外面并与钢绞线的顶端固定,其特征在于,在所述的自由段的上端与至钻孔口之间设有外锚固段;自由段的钢绞线用套管与注浆体隔离,内锚固段和外锚固段的钢绞线全部与注浆体粘结,形成内、外锚固段的双锚固段锚索。
2.根据权利要求1所述的双锚固段预应力锚索结构,其特征在于,所述的内锚固段包括钢绞线、一次注浆管、二次注浆管、对中架和导向帽,钢绞线、一次注浆管和二次注浆管贯穿于整个锚索的内锚固段、自由段和外锚固段,并分别穿过间隔设置的数个对中架上的对应的孔,在钢绞线的下端焊接导向帽。
3.根据权利要求2所述的双锚固段预应力锚索结构,其特征在于,所述的对中架分为Ⅰ型对中架和Ⅱ型对中架,所述的内锚固段和自由段采用Ⅰ型对中架,直径为105mm,厚度10mm,另在周边预留两个用于穿过一次、二次注浆管的注浆孔或缺口,并设有定位孔,外缘呈弧状;所述的外锚固段采用Ⅱ型对中架,直径为85mm,厚度10mm,在周边均布四个与钢绞线配合的钢绞线缺口,在钢绞线缺口之间设有与注浆管配合的圆弧口。
4.根据权利要求1所述的双锚固段预应力锚索结构,其特征在于,在所述的自由段的上端设有止浆塞,用于阻隔外锚固段的注浆体进入自由段。
5.根据权利要求4所述的双锚固段预应力锚索结构,其特征在于,所述的外锚固段是指在钻孔口内部一段钢绞线预留粘结段,内部的钢绞线采用对中架定位,在外锚固段的钻孔内设有波纹管。
6.根据权利要求5所述的双锚固段预应力锚索结构,其特征在于,所述的止浆塞长40-60cm,采用水泥浆制作。
7.根据权利要求1所述的双锚固段预应力锚索结构,其特征在于,所述的外锚固段、自由段和内锚固段的长度分别为5-8m、5-10m和8-12m;在相邻的对中架之间用铁丝捆扎。
8.根据权利要求1所述的双锚固段预应力锚索结构,其特征在于,所述的锚头部分包括钢筋混凝土框架梁、承压板、定型锚具和封锚砼体,网格状的框架梁用钢筋混凝土浇筑在欲锚固的斜坡上,框架梁的钢筋与伸出钻孔口的钢绞线连接,并浇注在一起;露出框架梁的钢绞线穿过承压板并用锚具锁紧,锚索的顶端用封锚砼体封住。
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