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一種雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索及錨固方法

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一種雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索及錨固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于邊坡防護(hù)領(lǐng)域,涉及一種預(yù)應(yīng)力錨索,尤其涉及一種雙端壓力型預(yù)應(yīng) 力錨索及錨固方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓力型錨索是在無(wú)粘結(jié)鋼絞線(xiàn)末端套以承載體以及擠壓套,當(dāng)錨同段注漿固結(jié) 后,以一定荷載張拉鋼絞線(xiàn),設(shè)置在錨孔底部的承載體將拉應(yīng)力通過(guò)錨固體傳遞給至圍巖。 壓力型錨索可將錨固力傳遞到地層深部,有效利用內(nèi)錨固段,且錨固體受壓,能夠發(fā)揮圍巖 的圍壓效應(yīng),提高圍巖與錨固體接觸面之間的抗剪強(qiáng)度,桿體采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線(xiàn),具有很高 的防腐蝕性能,基于以上優(yōu)點(diǎn),壓力型錨索在邊坡防護(hù)工程中得到廣泛應(yīng)用,尤其是在軟弱 圍巖地層中,其能提供更穩(wěn)定的錨固力。但有時(shí)在壓力型錨索設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè) 置的比較保守,錨固力只能在錨固體底部一定范圍內(nèi)發(fā)揮作用,而無(wú)法發(fā)揮出整個(gè)錨固段 的承載能力,造成工程材料的浪費(fèi),同時(shí)錨頭距離邊坡潛在滑動(dòng)面較遠(yuǎn),由于邊坡巖體的應(yīng) 力擴(kuò)散作用,預(yù)應(yīng)力錨索的錨固作用將大打折扣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、安裝方便的雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索及基于 該錨索的錨固方法,從而使錨固段由底部受壓改為雙端受壓,使其受力更加合理,充分發(fā)揮 預(yù)應(yīng)力錨索承載力。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005] 一種雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索,其特征在于:所述雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索包括鋼絞 線(xiàn)、設(shè)置在錨孔出口處的錨頭以及自?xún)?nèi)而外依次設(shè)置在錨孔內(nèi)部的U型錨定體和鋼質(zhì)承載 板,所述鋼絞線(xiàn)的一端固定在鋼質(zhì)承載板上,另一端穿過(guò)U型錨定體后固定在錨頭上。
[0006] 作為優(yōu)選,本發(fā)明所采用的U型錨定體包括支架、立柱以及U型端頭;所述U型端 頭通過(guò)立柱設(shè)置在支架上;所述支架上設(shè)置有鋼絞線(xiàn)通孔以及用于注漿的注漿管通孔;所 述U型端頭設(shè)置有U型槽;所述鋼絞線(xiàn)的一端固定在鋼質(zhì)承載板上,另一端依次穿過(guò)支架上 的鋼絞線(xiàn)通孔以及U型端頭上的U型槽彎折后固定在錨頭上;所述立柱的柱身上設(shè)置有漿 液出口,所述漿液出口與注漿管通孔相貫通。
[0007] 作為優(yōu)選,本發(fā)明所采用的漿液出口是一個(gè)或多個(gè)。
[0008] 作為優(yōu)選,本發(fā)明所采用的鋼絞線(xiàn)是無(wú)粘結(jié)PC鋼絞線(xiàn);所述鋼質(zhì)承載板采用的材 質(zhì)是45號(hào)鋼材;所述鋼質(zhì)承載板的厚度不小于2cm。
[0009] -種基于如上所述的雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索的錨固方法,其特征在于:所述方法 包括以下步驟:
[0010] 1)確定需要錨固的部位,并對(duì)錨固的部位設(shè)計(jì)需要錨固的信息;所述需要錨固的 信息包括但不限于錨孔孔位、錨孔孔向、錨孔孔徑、錨孔傾角以及形成錨固段的錨固段長(zhǎng) 度;
[0011] 2)根據(jù)步驟1)所設(shè)計(jì)的需要錨固的信息進(jìn)行鉆孔,得到錨孔;
[0012] 3)根據(jù)步驟1)中的錨固段長(zhǎng)度設(shè)置鋼制承載板與U型錨定體;
[0013] 4)將鋼絞線(xiàn)的一端固定于鋼質(zhì)承載板上,另一端穿過(guò)U型錨定體;將裝配有鋼絞 線(xiàn)的鋼質(zhì)承載板以及U型錨定體推入步驟2)所鉆得到的錨孔中,所述鋼絞線(xiàn)在U型錨定體 處彎折后伸出錨孔,并預(yù)留張拉施工長(zhǎng)度;
[0014] 5)在錨孔內(nèi)注漿,待注漿體達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后進(jìn)行錨索張拉施工;
[0015] 6)在錨孔出口處安裝錨具及千斤頂,對(duì)鋼絞線(xiàn)進(jìn)行預(yù)緊及分級(jí)張拉施工,記錄張 拉千斤頂?shù)膲毫Ρ碜x數(shù)以及在不同張拉力下的鋼鉸線(xiàn)伸長(zhǎng)值,直至預(yù)應(yīng)力錨索達(dá)到設(shè)計(jì)承 載力;
[0016] 7)固定坡面錨頭處鋼絞線(xiàn),澆筑混凝土保護(hù)外錨頭。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0018] 本發(fā)明提供了一種雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索以及基于該雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索的 錨固方法,該雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索通過(guò)設(shè)置在錨固段兩端的U型錨定體和鋼質(zhì)承載板, 將錨索拉力轉(zhuǎn)化為作用在錨固體兩端的壓應(yīng)力,從而大幅提高預(yù)應(yīng)力錨索的承載力。錨固 體設(shè)置在邊坡鉆孔形成的錨孔中,在錨孔底部設(shè)置U型錨定體,鋼絞線(xiàn)繞過(guò)底部的U型錨定 體,另一端通過(guò)鋼質(zhì)承載板固定在錨固體的頂部,鋼絞線(xiàn)經(jīng)過(guò)張拉后固定在錨孔口。本發(fā)明 屬于邊坡防護(hù)技術(shù),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易,安裝方便,材料成本低廉;由于錨固體兩端都承受壓應(yīng)力,充 分發(fā)揮整個(gè)錨固段的承載力以及錨固體抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn);錨固體兩端受壓并發(fā)生側(cè)向變 形,由于圍巖的圍壓作用,圍巖與錨固體接觸面之間的抗剪強(qiáng)度得到增強(qiáng),錨索承載力也隨 之提高;錨固體穿越潛在滑動(dòng)面,一方面可以發(fā)揮其抗剪作用,另一方面錨固體一端的鋼質(zhì) 承載板比設(shè)置在錨孔口的錨頭更靠近潛在滑動(dòng)面,從而提高滑動(dòng)面法向應(yīng)力,其抗剪強(qiáng)度 以及邊坡整體穩(wěn)定性都隨之增加。本發(fā)明可用于邊坡防護(hù)工程,特別是軟弱圍巖地質(zhì)條件 下,可大幅提高預(yù)應(yīng)力錨索承載力。該雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索特別適用于地質(zhì)條件較差的 地層中,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易,安裝方便,錨固段兩端都能承受壓應(yīng)力可以最大程度的發(fā)揮錨固體抗壓 強(qiáng)度大的特點(diǎn),同時(shí)能夠發(fā)揮圍巖的圍壓效應(yīng),提高圍巖與錨固體接觸面之間的抗剪強(qiáng)度, 使軟弱圍巖中預(yù)應(yīng)力錨索的極限承載力也隨之大幅增加,而錨固體一端的鋼質(zhì)承載板也比 設(shè)置在錨孔口的錨頭更靠近潛在滑動(dòng)面,從而提高了潛在滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度及邊坡整體穩(wěn)定 性。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明所提供的雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020] 圖2為本發(fā)明所采用的U型錨定體的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021] 圖3為U型錨定體立面圖;
[0022] 圖4為對(duì)鋼絞線(xiàn)進(jìn)行張拉后鋼絞線(xiàn)的受力示意圖;
[0023] 圖5為現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)鋼絞線(xiàn)進(jìn)行張拉后鋼絞線(xiàn)的受力示意圖;
[0024] 其中:
[0025] 1-鋼絞線(xiàn);2-錨頭;3-錨孔;4-鋼質(zhì)承載板;5-錨固體;6-U型錨定體;7-支架; 8_立柱;9-U型端頭;10-注衆(zhòng)管;11-潛在滑動(dòng)面;12-坡面;13-錨固段;14-自由段。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 參見(jiàn)圖1以及圖2,本發(fā)明的目的在于提供一種雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索,該雙端壓 力型預(yù)應(yīng)力錨索包括鋼絞線(xiàn)1、設(shè)置在錨孔3出口處的錨頭2以及自?xún)?nèi)而外依次設(shè)置在錨孔 3內(nèi)部的U型錨定體6和鋼質(zhì)承載板4,鋼絞線(xiàn)1的一端固定在鋼質(zhì)承載板4上,另一端穿 過(guò)U型錨定體6后固定在錨頭2上。
[0027] U型錨定體包括支架、立柱以及U型端頭;U型端頭通過(guò)立柱設(shè)置在支架上;支架 上設(shè)置有鋼絞線(xiàn)通孔以及用于注漿的注漿管通孔;U型端頭設(shè)置有U型槽;鋼絞線(xiàn)的一端固 定在鋼質(zhì)承載板上,另一端依次穿過(guò)支架上的鋼絞線(xiàn)通孔以及U型端頭上的U型槽彎折后 固定在錨頭上;立柱的柱身上設(shè)置有漿液出口,漿液出口與注漿管通孔相貫通。
[0028] 鋼絞線(xiàn)1使用無(wú)粘結(jié)P. C鋼絞線(xiàn)進(jìn)行彎折工序,在彎折的地方設(shè)置U型錨定體6, 鋼絞線(xiàn)1的一端通過(guò)擠壓套固定在鋼質(zhì)承載板4上,另一端經(jīng)張拉后固定在錨頭2上,鋼絞 線(xiàn)1強(qiáng)度需滿(mǎn)足錨索承載力設(shè)計(jì)要求。鋼質(zhì)承載板4要求采用45號(hào)鋼材加工制作,其厚度 不小于2cm,鋼質(zhì)承載板4位置根據(jù)錨固體5設(shè)計(jì)長(zhǎng)度確定。錨固體5通過(guò)水泥漿液灌注 而成,其強(qiáng)度必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。U型錨定體6設(shè)置在錨孔3底部,由支架7、立柱8和U型 端頭9組成,鋼絞線(xiàn)1從支架7穿過(guò),在U型端頭9的U型槽內(nèi)彎折,注漿管10穿入立柱8 內(nèi),漿液可從立柱8柱身的開(kāi)口(圖中的圓圈)流出。
[0029] 錨固體5設(shè)置在邊坡鉆孔形成的錨孔3中,在錨孔3底部設(shè)置U型錨定體6,鋼絞 線(xiàn)1繞過(guò)底部的U型錨定體6,另一端通過(guò)鋼質(zhì)承載板4固定在錨固體5的頂部,鋼絞線(xiàn)1 經(jīng)過(guò)張拉后固定在錨孔3 口。該雙端壓力型預(yù)應(yīng)力錨索特別適用于地質(zhì)條件較差的地層 中,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易,安裝方便,錨固段兩端都能承受壓應(yīng)力可以最大程度的發(fā)揮錨固體5抗壓強(qiáng) 度大的特點(diǎn),同時(shí)能夠發(fā)揮圍巖的圍壓效應(yīng),提高圍巖與錨固體5接觸面之間的抗剪強(qiáng)度, 使軟弱圍巖中預(yù)應(yīng)力錨索的極限承載力也隨之大幅增加,而錨固體一端的鋼質(zhì)承載板也比 設(shè)置在錨孔口的錨頭更靠近潛在滑動(dòng)面,從而提高了潛在滑
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