一种预应力锚索及防施工中承压水渗漏的方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，特别是指一种预应力锚索及防施工中承压水渗漏的方法。


背景技术：

2.在深基坑围护结构施工阶段，预应力锚索是将拉力传递到稳定岩层或土体的锚固体系，预应力锚索一端采用钢筋混凝土腰梁和锚具，另一端锚固在岩土体内，并对其施加预应力，以承受岩土压力、水压力、抗浮、抗倾覆等所产生的结构拉力，用以维护深基坑围护结构的稳定性。常规的深基坑围护结构主要包括双排钻孔灌注桩，双排钻孔灌注桩之间设有三轴搅拌桩止水帷幕。
3.现有技术中的预应力锚索的在安装时先利用锚固钻机进行钻孔形成锚孔，然后直接将成束的锚索放置在锚孔内，锚索端部不做其他处理，最后进行注浆形成锚固段实现固定，但这种做法存在以下缺点：1、常规方法对锚索与锚固段之间的粘结力要求较高；2、预应力锚索张拉过程中容易出现锚索拉出问题；3、常规方法施工后需要等待锚固段凝固到较高强度，施工进度较慢；4、工艺上需要先进行钻孔再放入锚索，由于钻孔的孔道较长，锚索安装时放入不便。
4.深基坑支护预应力锚索施工时，需要打穿围护结构的止水帷幕，破坏止水帷幕的防水能力，且预应力锚索的锚固段处于承压水层处，在预应力锚索施工过程中极易沿预应力锚索出现承压水喷涌、渗漏等现象。


技术实现要素：

5.针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种预应力锚索及防施工中承压水渗漏的方法，解决了现有技术中预应力锚索放入锚孔时安装不便、施工时破坏止水帷幕造成的承压水喷涌、渗漏的问题。
6.本发明的技术方案是这样实现的：一种预应力锚索，包括若干成束设置的锚索，锚索一端与锚板配合连接，锚索另一端可拆卸设有工作锚和工具锚，锚索中部配合设有自由段注浆隔离结构。
7.优选的，所述锚板为圆形锚板，锚板中部设有钻头孔，锚板上沿周向等角度设有若干锚索孔，锚索孔数量与锚索数量一致，锚索穿设在锚索孔内且端部设有锚固头。
8.优选的，工作锚和工具锚均包括钢质承载体，钢质承载体上设有若干锥形孔，锥形孔数量与锚索数量一致，锥形孔内设有锥形挤压套，锥形挤压套与锚索相连接。
9.优选的，所述自由段注浆隔离结构包括设在锚索中部且两端与锚索固定连接的套管，套管与锚索之间填充有润滑油。
10.一种防施工中承压水渗漏的方法，包括以下步骤：s1:现场深基坑土方分层开挖至锚索设计标高位置以下，准确测放出锚索钻孔中心位置。
11.s2:制作预应力锚索，并对预应力锚索进行二次加工。
12.s3:利用锚固钻机的高压旋喷钻头携带预应力锚索旋喷钻进形成孔道，同时使预应力锚索安装到孔道底部，高压旋喷钻头在接近孔道底部区段进行旋喷扩孔形成锚固孔段。
13.s4:高压旋喷钻头回退至止水帷幕内侧，进行二次旋喷扩孔，形成承压水隔离孔段。
14.s5:将高压旋喷钻头退出并对锚固孔段、孔道、承压水隔离孔段进行注浆。
15.s6:进行预应力锚索腰梁段施工形成腰梁，然后对锚索进行张拉及固定。
16.优选的，所述步骤s4中二次旋喷扩孔过程包括：高压旋喷钻头旋转喷射水泥浆，进行旋喷扩孔，同时逐渐向前推进100~150 cm，然后再次退回止水帷幕处，重复上述过程3~5次，形成直径大于等于50cm的承压水隔离孔段。
17.进一步，所述步骤s4中二次旋喷扩孔中高压旋喷钻头的喷射压力大于等于20mpa、进给速度为10~25cm/min、旋喷转速为5~15rad/min，喷射的水泥浆强度等级为42.5。
18.优选的，所述步骤s6中锚索张拉过程包括：s6.1:将千斤顶安装在锚索上，并使千斤顶一端与工作锚接触，在千斤顶另一端的锚索上安装工具锚，将千斤顶与液压泵连接。
19.s6.2: 利用千斤顶对锚索施加拉力，拉力大小为预应力锚索轴向拉力设计值的0.1~0.2倍，进行预张拉1~2次，使锚索伸直。
20.s6.3: 再次利用千斤顶对锚索施加拉力并保持10~15min，拉力大小为预应力锚索轴向拉力设计值的1.05~1.10倍，然后卸载拉力至预应力锚索轴向拉力设计值进行锁定。
21.s6.4:拆卸千斤顶、工具锚。
22.优选的，所述步骤s2中对预应力锚索进行二次加工过程包括：在锚索上绑扎注浆管。
23.进一步，所述步骤s5中注浆时利用注浆管由内而外注入水泥浆，水泥浆的水灰比为0.5~0.55。
24.本发明预应力锚索的有益效果：1：通过设置锚板，实现对每个预应力锚索的锚索进行固定，增大预应力锚索与锚固段的连接面积从而提高连接强度，避免出现锚索拉脱现象，同时配合本发明工艺使用提高了施工便捷性，节省工序，提高施工速度；2：通过设置工作锚和工具锚方便对锚索的固定，并且提供对张拉工序的结构支撑；3：设置自由段注浆隔离结构避免了注浆时水泥浆与锚索粘结、凝固，从而影响张拉过程。
25.本发明方法的有益效果：1：在止水帷幕后方进行二次扩孔形成承压水隔离孔段，补全止水帷幕的防水能力，避免沿预应力锚索出现承压水喷涌、渗漏等现象，确保了现场的施工安全和质量；2：结合本发明所提供的预应力锚索的特殊结构，将钻孔和安装预应力锚索同步进行，节省了工序过程，避免了锚索安装不便现象，提高了施工效率，同时避免出现因钻孔孔道中部增加承压水隔离孔段的孔径变化带来的锚索安装不便的潜在问题；3：提供了张拉时的具体操作过程和操作参数，配合本发明的预应力锚索结构，使
张拉效果和质量更好。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明预应力锚索结构示意图；图2为本发明锚板结构示意图；图3为本发明钢质承载体结构示意图；图4为本发明锥形挤压套结构示意图；图5为本发明锚板与高压旋喷钻头连接关系示意图；图6为本发明工艺施工结构示意图。
28.图中：1：锚索、2：锚板、3：钻头孔、4：锚索孔、5：锚固头、6：钢质承载体、7：锥形挤压套、8：工作锚、9：工具锚、10：自由段注浆隔离结构。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.如图1所示，实施例1，一种预应力锚索，包括若干成束设置的锚索1，锚索1一端与锚板2配合连接，设置锚板能够实现对每个预应力锚索的锚索进行固定，增大预应力锚索与锚固段的连接面积从而提高连接强度，避免出现锚索拉脱现象。锚索1另一端可拆卸设有工作锚8和工具锚9，工作锚8能够实现对锚索的最终固定，工具锚9能够方便在施工时进行张拉。锚索1中部配合设有自由段注浆隔离结构10，能够避免注浆时水泥浆与锚索粘结、凝固，从而影响张拉过程。
31.该实施例在应用的时候，锚索的制作需要严格按照设计尺寸下料，每根锚索的下料长度误差不应大于50mm，然后将锚索与锚板相连接，连接完成后在锚索中部设置自由段注浆隔离结构，在施工过程中进行工作锚和工具锚的安装。
32.如图2所示，实施例2，在实施例1的基础上，锚板2为圆形锚板，锚板2中部设有钻头孔3，本实施例中，优选钻头孔内侧壁到旋喷钻头外侧的距离为1cm，既能够满足旋喷钻头的旋转，又能够防止连接不稳定。锚板2上沿周向等角度设有若干锚索孔4，锚索孔4数量与锚索1数量一致，锚索1穿设在锚索孔4内且端部设有锚固头5。锚固头的直径大于锚索孔直径，能够防止锚索从锚索孔内脱落。本实施例中，优选锚板厚度为2cm，锚索孔直径大于锚索直径0.5cm。
33.如图5所示，该实施例在应用的时候，在施工前，对旋喷钻头的侧壁焊接环形的挡环，具体焊接位置在旋喷钻头的圆柱部，同时避免影响旋喷钻头的喷嘴工作，挡环的外径大于钻头孔，从而实现将锚板安装在旋喷钻头上，实现随着旋喷钻头的钻进带动锚板进入，进而带动锚索安装到位。
34.如图3、4所示，实施例3，在实施例2的基础上，工作锚和工具锚均包括钢质承载体6，钢质承载体6上设有若干锥形孔，锥形孔数量与锚索1数量一致，锥形孔内设有锥形挤压套7，锥形挤压套7与锚索1相连接。本实施例中，在进行张拉时，先将锚索端部穿过锥形孔，然后将锥形挤压套设在锚索上，锥形挤压套进入锥形孔内实现对锚索的夹紧固定。
35.实施例4，在实施例3的基础上，自由段注浆隔离结构10包括设在锚索1中部且两端与锚索1固定连接的套管，套管与锚索1之间填充有润滑油。本实施例中套管优选为塑料套管，塑料套管两端与锚索粘接固定，防止水泥浆进入套管内部。
36.如图5、6所示，实施例5，一种应用上述实施例所述预应力锚索的防施工中承压水渗漏的方法，包括以下步骤：s1:现场深基坑土方分层开挖至锚索设计标高位置以下，准确测放出锚索钻孔中心位置。
37.s2:制作预应力锚索，预应力锚索的制作、存储宜在工厂或施工现场的专业作业棚内进行，对预应力锚索进行二次加工：在锚索1上绑扎注浆管，以方便后期注浆。
38.s3:利用锚固钻机的高压旋喷钻头携带预应力锚索旋喷钻进形成孔道，同时使预应力锚索安装到孔道底部，高压旋喷钻头在接近孔道底部区段进行旋喷扩孔形成锚固孔段。
[0039] s4:高压旋喷钻头回退至止水帷幕内侧，进行二次旋喷扩孔，形成承压水隔离孔段。其中二次旋喷扩孔过程为：高压旋喷钻头旋转喷射水泥浆，进行旋喷扩孔，同时逐渐向前推进100~150 cm，然后再次退回止水帷幕处，由于锚索的存在影响旋喷扩孔质量，因此重复上述过程3~5次，形成直径大于等于50cm的承压水隔离孔段。其中，高压旋喷钻头的喷射压力大于等于20mpa、进给速度为10~25cm/min、旋喷转速为5~15rad/min，喷射的水泥浆强度等级为42.5。高压旋喷钻头的高压水泥浆在高压泵的压力作用下，从底部钻头和侧翼喷嘴向外喷射，喷射过程中同步对周侧的土体或砂层进行切割。高压旋转钻头和侧翼喷嘴在动力推动下逐渐向前推进，直至达到承压水隔离段的设计长度和直径。
[0040]
s5:将高压旋喷钻头退出并对锚固孔段、孔道、承压水隔离孔段进行注浆，注浆时利用注浆管由内而外注入水泥浆，水泥浆的水灰比为0.5~0.55。
[0041]
s6:进行预应力锚索腰梁段施工形成腰梁，然后对锚索1进行张拉及固定。其中锚索张拉过程为：s6.1:将千斤顶安装在锚索1上，并使千斤顶一端与工作锚接触，在千斤顶另一端的锚索上安装工具锚，将千斤顶与液压泵连接。
[0042]
s6.2: 利用千斤顶对锚索1施加拉力，拉力大小为预应力锚索轴向拉力设计值的0.1~0.2倍，进行预张拉1~2次，使锚索1伸直。
[0043]
s6.3: 再次利用千斤顶对锚索1施加拉力并保持10~15min，拉力大小为预应力锚索轴向拉力设计值的1.05~1.10倍，然后卸载拉力至预应力锚索轴向拉力设计值进行锁定。
[0044]
s6.4:拆卸千斤顶、工具锚。
[0045]
本工艺通过在止水帷幕后方进行二次扩孔形成承压水隔离孔段，补全止水帷幕的防水能力，避免沿预应力锚索出现承压水喷涌、渗漏等现象，确保了现场的施工安全和质量。结合本发明所提供的预应力锚索的特殊结构，将钻孔和安装预应力锚索同步进行，节省了工序过程，避免了锚索安装不便现象，提高了施工效率，同时避免出现因钻孔孔道中部增
加承压水隔离孔段的孔径变化带来的锚索安装不便的潜在问题。
[0046]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。