[发明专利]预制锚头压力型锚索结构及其施工方法

权利要求书

1.一种预制锚头压力型锚索结构，包括外锚固端E和锚索主体F，锚索主体F位于锚索孔5内，锚索主体F的顶端通过外锚固端E与框架梁9连接；锚索主体F由数根无粘结钢绞线穿过后注浆体16内的钢绞线孔，其特征在于，在无粘结钢绞线包括钢绞线2、PE套管26和防腐油脂27，在钢绞线2外套有PE套管26，在钢绞线2与PE套管26之间充满防腐油脂27；在所述的锚索主体F的底端设有预制锚头1；将预制锚头1伸入锚索孔5孔底后通过一次注浆管7进行常压注水泥浆，再通过二次注浆管6劈裂注水泥浆与常压注水泥浆形成整个锚索的后注浆体16。

2.根据权利要求1所述的预制锚头压力型锚索结构，其特征在于，所述的预制锚头1包括承载体G、挤压套23、挤压簧24和定位机构，承载体G包括：在锚头不锈钢管21内的下部设有钢质承压板15，在锚头不锈钢管21的中心穿过中心注浆管18，在钢质承压板15以上部分设有预制注浆体17和螺纹受力筋20，在预制注浆体17中心的周围沿圆周均布四根预留钢绞线孔29，在预留钢绞线孔29之间设有四根螺纹受力筋20，固化在预制注浆体17内，在两根该螺纹受力筋20的底端设有定位螺杆22，定位螺杆22穿过钢质承压板15上对应的固定螺杆孔103；将钢绞线2的底部穿过承载体G内的预留钢绞线孔29至钢质承压板15下部的空腔P内，在空腔P内的钢绞线2上套装挤压簧24，在挤压簧24外套装挤压套23，钢绞线2底端外露长度20mm；用挤压机对挤压套23和挤压簧24进行径向挤压，挤压后将定位片30上的预留孔套入定位螺杆22和外露的钢绞线2底部，并顶住挤压套23底端，在定位片30底侧用定位螺母31紧固在定位螺杆22上，构成预制锚头1。

3.根据权利要求2所述的预制锚头压力型锚索结构，其特征在于，在所述的预制锚头1的底端设有导向体28，在承载体G、挤压套23、挤压簧24及定位螺杆22组装成预制锚头1后，用现浇混凝土充满所述的空腔P，底端呈圆锥形，满足强度要求，起到锚索在伸入锚索孔5孔底过程的导向作用。

4.根据权利要求1所述的预制锚头压力型锚索结构，其特征在于，在所述的预制锚头1的顶部设置Φ25mm二次注浆管6，二次注浆管6是二次注浆通道，通过二次劈裂注浆提高预制锚头1与围岩粘结强度。

5.根据权利要求1所述的预制锚头压力型锚索结构，其特征在于，所述的一次注浆管7伸入孔底，在预制锚头1内与中心注浆管18套接，并用铁丝绑扎牢固，实现水泥浆从钻孔5底部向上返至孔口，满足预制锚头1在锚索孔5底内周围充满密实注浆体。

6.根据权利要求1所述的预制锚头压力型锚索结构，其特征在于，所述的锚索主体F的数根无粘结钢绞线、一次注浆管7和二次注浆管6用数个等间隔设置的架线环4支撑，然后在两个架线环4中间位置用紧箍环3绑扎牢固。

7.根据权利要求1所述的预制锚头压力型锚索结构，其特征在于，所述的外锚固端E由钢垫板10、定型锚具11、封锚砼12、锚墩13组成，钢绞线2的顶端向上穿过框架梁9，在框架梁9上面依次安装一个楔形的锚墩13、钢垫板10、定型锚具11，最后用封锚砼12封闭。

8.一种权利要求1所述的预制锚头预应力锚索结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

①钢绞线2选用Φ15.24mm、fptk＝1860MPa的高强度、低松弛无粘结预应力钢绞线，其力学性能必须符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)的规定。锚具必须符合现行行业标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》(JGJ85-2010)的规定。无粘结预应力钢绞线必须符合建筑行业标准《无粘结预应力钢绞线》(JG 161-2004)的规定；

②预制锚头1为提前7天现场制作，主要包括以下几步：

A、承载体G的制作：根据预制锚头1的直径、设计长度，加工锚头不锈钢管21，并预留钢绞线孔29穿钢绞线2；安装中心注浆管18、钢质承压板15、定位螺杆22、螺纹受力筋20，最后浇筑水泥浆形成承载体G；

钢质承压板15为直径76或95mm，厚度20mm钢板，其上预留四个直径20mm的锚索孔102；在中心预留直径20mm的注浆孔101；预留两个定位螺杆穿孔103；

水泥浆可采用PO42.5普通硅酸盐水泥，外加0.6％的UNF-5高效早强减水剂，添加适量纤维防止开裂，采用专门振动台振捣密实，注浆体强度不小于M40。

水泥浆配合比：水泥：水：早强剂：纤维＝1：0.38：0.016：0.0023，减水剂按20％减水率考虑；

B、安装挤压套23：根据设计要求切割加工单根钢绞线2的长度，并按照设计抗拔要求安装挤压套23，挤压套23内设置挤压簧24，起增强摩阻力作用，挤压套23的内径20mm，外径33mm，长度55mm。

③架线环4为工程塑料环,直径为105mm，厚度10mm，孔位与承压板15一致，另在周边预留Φ30的注浆管缺口25，Φ15定位孔19，用紧箍环3通过定位孔19把钢绞线2、二次注浆管6和一次注浆管7及架线环4一起固定牢固，架线环4外缘呈圆弧形。

④紧箍环3为Φ8铁丝，把钢绞线1与一次注浆管、二次注浆管一起绑扎牢固。

⑤锚索编束要确保每一束钢绞线2均匀排列，平直、不扭不叉，对有死弯、机械损伤及锈蚀坑应剔出。

⑥一次注浆管7应伸至预制锚头1的底部，与Φ20不锈钢管18套接，并绑扎牢固，保证预制锚头1周围被注浆体包裹，二次注浆管6设置预制锚头1的顶部，并在5m范围内沿二次注浆管6管壁钻Φ8孔眼，为二次注浆管出浆孔，安装二次注浆管时应用胶带封堵孔眼，防止一次注浆时水泥浆进入二次注浆管内，使二次注浆管失效。