[发明专利]复合型预应力锚索结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合型预应力锚索结构及其施工方法，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，即复合型预应力型锚索。

发明内容

本发明目的是提供一种复合型预应力锚索结构，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。

本发明的技术方案是：一种复合型预应力锚索结构，包括贯穿有钢绞线的预制内锚头、自由段、外锚固段和锚头部分，预制内锚头采用工厂化制作，与钢绞线用注浆体粘结在钻孔的底部；预制内锚头的上部为钢绞线处于自由状态的自由段，在该自由段的上端至钻孔口设有外锚固段；在钻孔的孔口设置外锚固段，锚头部分设在钻孔口的外面并与钢绞线的顶端固定；注浆体注浆分三次进行，第一次注浆至自由段中部止，第二次注浆采用劈裂注浆，形成自由段至预制内锚头底部之间的锚固段，在锚固段浆体达到龄期对钢绞线进行张拉后，再进行第三次注浆，形成外锚固段；除自由段的钢绞线处于自由外，预制内锚头和外锚固段的钢绞线全部与注浆体粘结，形成预制内锚头、外锚固段的复合型预应力锚索。

所述的预制内锚头包括承载体、挤压套、挤压簧和定位机构，承载体包括：在锚头不锈钢管内的下部设有钢质承压板，在锚头不锈钢管的中心穿过中心注浆管，在钢质承压板以上部分设有预制注浆体和螺纹受力筋，在预制注浆体中心的周围沿圆周均布四根预留钢绞线孔，在预留钢绞线孔之间设有四根螺纹受力筋，固化在预制注浆体内，在两根该螺纹受力筋的底端设有定位螺杆，定位螺杆穿过钢质承压板上对应的固定螺杆孔；将钢绞线的底部穿过承载体内的预留钢绞线孔至钢质承压板下部的空腔内，在空腔内的钢绞线上套装挤压簧，在挤压簧外套装挤压套，钢绞线底端外露长度20mm；用挤压机对挤压套和挤压簧进行径向挤压，挤压后将定位片上的预留孔套入定位螺杆和外露的钢绞线底部，并顶住挤压套底端，在定位片底侧用定位螺母紧固在定位螺杆上，构成预制内锚头。

所述的自由段装有Ⅰ型定位架进行定位，Ⅰ型定位架为直径105mm、厚度10mm的圆形板，在其周边预留两个用于穿过注浆管的注浆孔或缺口，并设有数个穿过钢绞线的定位孔；所述的外锚固段采用直径为85mm、厚度10mm的Ⅱ型定位架，在其周边均布四个用于穿过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。

所述的自由段采用套管使钢绞线处于自由状态，没有注浆体粘结，在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。

所述的止浆塞长40-60cm，采用水泥浆制作，水泥浆水灰比为0.38～0.40。

所述的外锚固段的结构和形成过程是：在钻孔口内部一定长度钢绞线预留粘结段，内部的钢绞线采用Ⅱ型定位架定位；在外锚固段的钻孔内设有波纹管，待钢绞线张拉完毕，确定不在需要补偿张拉后通过三次注浆管进行第三次注浆，通过三次注浆使钢绞线与注浆体、岩土体形成外锚固段。

所述的外锚固段、自由段和预制内锚头的长度分别为5-12m、5-10m和50～120cm；在相邻的定位架之间的钢绞线和注浆管用铁丝捆扎作为紧箍环。

所述的锚头部分包括钢筋混凝土框架梁、钢垫板、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。

一种所述的复合型预应力锚索结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预制内锚头：

锚索采用四根Φ15.24mm、fptk＝1860MPa的高强度(fptk抗拉强度标准值)、低松弛无粘结预应力钢绞线，长度按设计长度切割，顶端焊接导向帽。