预制锚头压力型锚索结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种预制锚头压力型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】
[0002]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。
[0003]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，研宄新型锚固结构，开发具有较好耐久性能的锚固技术，是必由之路。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种预制锚头压力型锚索结构及其施工方法，主要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。
[0005]本发明的技术方案是: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I ;将预制锚头I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。
[0006]所述的预制锚头I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
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[0007]在所述的预制锚头I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I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。
[0008]在所述的预制锚头I的顶部设置Φ25πιπι 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I与围岩粘结强度。
[0009]所述的一次注浆管7伸入孔底，在预制锚头I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I在锚索孔5底内周围充满密实注浆体。
[0010]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。
[0011]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，最后用封销轮12封闭。
[0012]一种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:
[0013]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；
[0014]②预制锚头I为提前7天现场制作，主要包括以下几步:
[0015]A、承载体G的制作:根据预制锚头I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，最后饶筑水泥楽形成承载体G ；
[0016]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 ;
[0017]水泥浆可采用P042.5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。
[0018]水泥浆配合比:水泥:水:早强剂:纤维=I:0.38:0.016:0.0023，减水剂按20%减水率考虑；
[0019]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。
[0020]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 —致，另在周边预留Φ30的注浆管缺口 25，Φ 15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。
[0021]④紧箍环3为Φ8铁丝，把钢绞线I与一次注浆管、二次注浆管一起绑扎牢固。
[0022]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。
[0023]⑥一次注浆管7应伸至预制锚头I的底部，与Φ 20不锈钢管18套接，并绑扎牢固，保证预制锚头I周围被注浆体包裹，二次注浆管6设置预制锚头I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目艮，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。
[0024]本发明的优点是:
[0025]1、提高了承载体的耐久性:将无粘结钢绞线、挤压套和钢质承压板采用水泥浆现浇为整体，外裹不锈钢管，其承载体有很强的承载力，耐久性好。
[0026]2、整体防腐效果较好:锚索周围的注浆锚固体从孔底至孔口均处于受压状态，锚固体开裂的可能性相对较少，对锚索的防腐有利。而且，预制锚头段的钢绞线具有可靠的结构保护层，有效的防止了由于施工因素带来的各种质量隐患；其他部位钢绞线采用无粘结钢绞线，其表面PE防腐层26 (无粘结钢绞线外套黑色管)及防腐油脂27 (黑色管与钢绞线充满油脂)有更好的防腐功能，PE防腐层周围的注浆体进一步增强防护性能。因此，这种新型锚固技术在整体防腐性能上很大的提高。
[0027]3、提高了锚固力:由于较传统的压力型锚索增加了沿柱型预制锚头长度的锚固力，有效地提高了单个内锚头的锚固力。
[0028]本发明预制锚头压力型锚索结合了压力型锚索与控制注浆技术的优点，通过对承载体专门设计，改进注浆工法，使其成为结构合理新型锚索结构。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技术。
【附图说明】
[0029]图1是本发明的预制锚头压力型锚索的总体结构示意图；
[0030]图2是图1的A-A剖视图；
[0031]图3是图1中预制锚头的横截面(图4的B-B)的剖视图；
[0032]图4是本发明预制锚头的钢质承压板的一侧的结构示意图；
[0033]图5是图3的C-C剖视图；
[0034]图6是图3的D-D剖视图。
[0035]附图标记