[发明专利]一种预应力锚索及其内锚固承载体

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程锚固技术领域，具体涉及一种内锚固承载体，还涉及一种使用该内锚固承载体的预应力锚索。

背景技术

预应力锚索是一种可承受拉力、并将拉力传递到稳定的岩层或土体的锚固体系，它广泛应用于岩土加固工程的各个领域，比如边坡稳定工程、地下洞室工程、结构抗浮工程、深基坑工程以及高压输水管道工程等。

预应力锚索包括锚索束体（简称束体）、外锚头和锚固孔，束体一般由钢绞线或者钢筋（采用钢筋的也可以叫锚杆）等按一定方式编制而成，其内端与锚固孔底部固结，外端与外锚头相连，中间部分起到产生并传递预应力的作用；外锚头是保持预应力并向被加固体传递拉力的部分，一般由锚具、墩座以及部分束体等组成；锚固孔是钻凿在岩层或土体中的孔，起安放、固定束体，控制施力方向的作用。锚索束体内端通过注浆体将拉力传递到周围岩层或者土体，它与注浆体以及锚固孔内端共同组成预应力锚索的内持力端，该内持力端叫做内锚固段（也叫锚固段）。

目前国内广泛使用的预应力锚索是拉力集中型锚索，这种拉力集中型锚索依靠其内锚固段拉索（一般为钢绞线或者钢筋）与注浆体相接触界面上的粘结力将荷载通过注浆体传递到周围岩层或者土体，工作时注浆体受到拉伸，其应力为拉应力和剪应力，分布特点是集中在内锚固段上部注浆体中，沿深度方向衰减。由于拉力集中型锚索内锚固段上部应力集中，而且注浆体抗拉强度低，所以承载能力和耐久性同其它形式的锚索相比显得不足。但由于其设计方法与施工技术最为成熟，故拉力集中型锚索仍是现阶段工程中主要采用的锚索形式。压力集中型锚索、压力分散型锚索以及拉压分散型锚索改善了拉力集中型锚索的受力状态，压力集中型锚索或压力分散型锚索采用与注浆体不产生粘结力的无粘结钢绞线直接和设置在内锚固段内的一个或多个承载体相连，张拉时，荷载直接传至承载体，再由承载体向上推压注浆体，使得注浆体由传统的受拉应力状态转变为受压；拉压分散型锚索也叫复合分散型锚索，它与压力分散型锚索相似，只是将超出承载体的无粘结钢绞线部分剥离为有粘结钢绞线，张拉时，有粘结钢绞线段承担部分荷载，注浆体受拉，当荷载继续增加时，钢绞线通过承载体将另一部分荷载以压应力的形式传给注浆体。

由此可见，内锚固承载体（简称承载体）是压力型锚索和复合分散型锚索的重要构件。一般的承载体为圆形承载板，其中心具有安装注浆管的通孔，板面环向间隔开设有供钢绞线穿过的通孔，钢绞线用挤压套与承载板固定。大量试验和工程实践表明，采用这种承载板的锚索失效往往起始于承载板附近的注浆体开裂，因为承载板附近存在剪应力集中，而且注浆时由于承载板与锚固孔的孔壁间距小，承载板附近的注浆体容易不密实。

200510056878.8号发明专利申请公开了一种压力分散型锚索，该压力分散型锚索采用的承载体在承载板上设置承压柱，并在锚索束体外部套设螺旋钢筋，螺旋钢筋内端与承载板固定连接，该发明通过承压柱和螺旋钢筋的设置，分散了承载体附近注浆体所受的荷载，同时螺旋钢筋具有约束作用，故该发明的注浆体不易产生裂纹。200920169537.5号实用新型专利公开了一种内锚固承载体，该承载体为上小下大的圆台状楔形体，钢绞线穿过该圆台状楔形体，并用挤压套与该圆台状楔形体固定，该承载体不但向上推压注浆体，还通过侧壁向周向挤压注浆体，故注浆体也不易产生裂纹。

采用上述承载体虽然能够一定程度上改善注浆体的受力效果，提高预应力锚索的承载力，但是，上述承载体均包裹在整个锚索束体外部，体积大，与锚固孔壁的间距小，故上述承载体处的注浆体仍存在不够密实、抗压能力较低的缺陷，上述承载体与周围的注浆体的结合也不够紧密。

另外，采用上述承载体的预应力锚索多为用于大型岩石边坡支护工程的永久性锚索，工艺较为复杂，一般不在基坑工程使用。而现阶段，高层建筑已经普及，基坑越挖越深，周边环境也十分复杂，这要求应用于基坑工程的传统锚索也能提供大的承载力，基于此，对传统锚索的改进势在必行。复合分散型锚索是目前内锚固段应力分布最合理的预应力锚索，目前却没有专门应用于复合分散型锚索的承载体，所以现有的复合分散型锚索也不能很好的适用于基坑工程。

发明内容

本发明的目的是提供一种内锚固承载体，旨在解决现有的内锚固承载体与周围注浆体结合不够紧密的问题；同时本发明的目的还在于提供一种采用该内锚固承载体的适用于基坑工程的预应力锚索。

为了实现以上目的，本发明的内锚固承载体采用的技术方案为：