本發(fā)明涉及巖體加固技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種提升錨固結(jié)構(gòu)抗剪性能的復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，國家對礦產(chǎn)資源、水電資源和交通資源等方面的需求不斷攀升，相應(yīng)巖土工程問題層出不窮，其中，邊坡巖土體變形破壞導(dǎo)致的裂縫、滑坡及滑塌等一系列災(zāi)害的處治及加固問題較為常見。常用的處治措施包括削坡減載、減重反壓、抗滑樁、注漿及預(yù)應(yīng)力錨索等。削坡減載可永久改變邊坡巖土體內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)且投資最少，但易受地形條件限制；減重反壓主要用于治理推移式滑動的邊坡，但仍受地形條件限制且容易引起次生災(zāi)害；抗滑樁抗滑能力強，適用于潛在滑動面明確的邊坡；注漿法適用于處理土質(zhì)邊坡及節(jié)理巖質(zhì)邊坡，可有效提高巖土體的抗壓、抗拉及抗剪強度，但該方法存在處理效果不可控、針對性不強等問題；預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、施工安全、擾動較小、節(jié)省投資、普適性強和效果顯著等優(yōu)點，近年來得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。在預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計及施工過程中，邊坡滑動面位置的大變形特征和剪切作用對錨固系統(tǒng)抗變形能力提出了考驗，由于預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)的抗剪能力弱，當(dāng)邊坡體或滑體變形較大時，往往會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力錨索變形甚至斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)失效和邊坡失穩(wěn)。目前，由邊坡滑動、巖土體變形導(dǎo)致的錨索失效問題將潛在影響邊坡工程的穩(wěn)定與安全，而預(yù)應(yīng)力錨索作為一種軸向施加荷載結(jié)構(gòu)，其采用套筒結(jié)構(gòu)提升預(yù)應(yīng)力錨索的整體抗剪性能尚未見報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種提升錨固結(jié)構(gòu)抗剪性能的復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索，以克服采用常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行邊坡加固時，因邊坡巖土體變形引起錨索變形進(jìn)而導(dǎo)致錨固結(jié)構(gòu)失效問題。

該錨索包括導(dǎo)向帽、擴張環(huán)、緊箍環(huán)、注漿管、套筒和鋼絞線，導(dǎo)向帽設(shè)置在該錨索的錨固段端部，錨固段后為該錨索的自由段，套筒位于自由段，套筒由套筒固定螺栓固定，鋼絞線貫穿整個錨索，鋼絞線外設(shè)置鋼絞線防護層，注漿管位于整個錨索中心，多股鋼絞線外部設(shè)置緊箍環(huán)，整個錨索與注漿巖石體之間設(shè)置擴張環(huán)，錨索置于鉆孔中。

其中，多股鋼絞線為三股及以上。

套筒為純鋼制結(jié)構(gòu)、鋼筋籠結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

套筒兩端設(shè)置有螺柱，鋼絞線穿過套筒，套筒通過端部螺栓結(jié)構(gòu)固定于擴張環(huán)上。

套筒長度不小于5m，當(dāng)錨索自由段整體長度小于5m時，套筒長度與自由段長度相同，套筒壁厚不小于5mm，套筒軸向中心位置與滑體滑移面或邊坡的潛在滑移面位置重合或相近。

套筒單個應(yīng)用或一個以上組合式應(yīng)用。

本發(fā)明施工的工藝流程為：

(1)確定滑體滑移面位置或利用數(shù)值模擬等方法計算潛在滑移面位置；

(2)鉆進(jìn)成孔；

(3)制作標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力錨索；

(4)根據(jù)滑移面位置，將套筒安裝在標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力錨索對應(yīng)的滑移面或潛在滑移面位置；

(5)錨索安裝及錨固段注漿；

(6)錨墩制作；

(7)錨索張拉；

(8)錨索自由段注漿。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

本發(fā)明與常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索相比，可以顯著提升錨索結(jié)構(gòu)在關(guān)鍵位置的抗剪性能，克服了常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索在滑動面位置易產(chǎn)生大變形而導(dǎo)致錨索失效的缺陷。通過在常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)錨索上固定鋼制(或鋼筋籠結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))套筒作為抗剪結(jié)構(gòu)，抗剪結(jié)構(gòu)橫穿整個滑面并錨入穩(wěn)定的巖土體之中，使錨固結(jié)構(gòu)在滑動面附近能提供有效的抗剪能力，進(jìn)而可有效提高邊坡的安全系數(shù)和穩(wěn)定狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的提升錨固結(jié)構(gòu)抗剪性能的復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a-a’剖面圖；

圖3為圖1的b-b’剖面圖；

圖4為圖1的c-c’剖面圖；

圖5為圖1的d-d’剖面圖；

圖6為套筒與擴張環(huán)連接示意圖；

圖7為采用該可提升錨固結(jié)構(gòu)抗剪性能的復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索的結(jié)構(gòu)施工流程圖；

圖8為實際實施的可提升錨固結(jié)構(gòu)抗剪性能的復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索施工示意圖。

其中：1-導(dǎo)向帽；2-擴張環(huán)；3-緊箍環(huán)；4-注漿管；5-套筒；6-鋼絞線；7-鋼絞線防護層；8-套筒固定螺栓；9-鉆孔；10-注漿結(jié)石體。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明針對現(xiàn)有邊坡工程加固方案中采用常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)時，因滑體或邊坡巖土體變形導(dǎo)致滑面(或潛在滑面)位置產(chǎn)生大變形而引起的錨索結(jié)構(gòu)失效問題，提供一種提升錨固結(jié)構(gòu)抗剪性能的復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索。

以6索鋼絞線預(yù)應(yīng)力錨索為例，如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5、圖6所示，該復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索包括導(dǎo)向帽1、鋼絞線6、擴張環(huán)2、緊箍環(huán)3、注漿管4和套筒5，套筒5是復(fù)合錨索在邊坡巖土體中起抗剪作用的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向帽1、鋼絞線6、擴張環(huán)2、緊箍環(huán)3和注漿管4等屬常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索的組件。導(dǎo)向帽1設(shè)置在該錨索的錨固段端部，緊箍環(huán)3后為該錨索的自由段，套筒5位于自由段，套筒5由套筒固定螺栓8固定，鋼絞線6貫穿整個錨索，鋼絞線6外設(shè)置鋼絞線防護層7，注漿管4位于整個錨索中心，多股鋼絞線6外部設(shè)置緊箍環(huán)3，整個錨索與注漿巖石體10之間設(shè)置擴張環(huán)2，錨索置于鉆孔9中。

為有效提高預(yù)應(yīng)力錨索的抗剪性能和邊坡穩(wěn)定性，在邊坡施工前首先確定滑體滑面或采用數(shù)值模擬方法計算邊坡潛在滑動面的位置，從而確定復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索中套筒的安裝位置。根據(jù)所得結(jié)果組裝復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索，使套筒軸向中心與潛在滑動面位置重合，提升錨固結(jié)構(gòu)在滑面或潛在滑面位置的抗剪性能，從而使邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)得到明顯改善。在實際實施例中對某邊坡進(jìn)行加固處理，其工作流程如圖7所示，采用本發(fā)明提供的一種可提升錨固結(jié)構(gòu)抗剪性能的復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索工程應(yīng)用示意，如圖8所示。

具體施工流程如下：

(1)現(xiàn)場地形及地質(zhì)勘查；

(2)對于滑坡體，可采用勘探方式確定滑體的滑面位置；對于邊坡處治工程，可采用數(shù)值模擬或其它計算方法，確定邊坡的潛在滑移面位置；

(3)鉆進(jìn)成孔；

(4)加工常規(guī)預(yù)應(yīng)力錨索構(gòu)件；

(5)根據(jù)滑面或潛在滑面位置安裝套筒，套筒軸向中心與潛在滑移面位置接近或重合；

(6)安裝前檢查孔道和索體，安裝錨索時一次到位，安裝后對外露鋼絞線進(jìn)行臨時防護；

(7)制作錨墩、錨索錨固段注漿；

(8)按錨固設(shè)計結(jié)果對錨索進(jìn)行張拉；

(9)錨索自由段注漿。

本實施例僅為本發(fā)明提供一種具體實施形式，其中勘探、滑移面定位、成孔、錨墩制作、錨索制作、套筒制作與組裝、錨索安裝、錨索張拉和注漿等均依據(jù)具體地質(zhì)條件、數(shù)值模擬計算和國家標(biāo)準(zhǔn)等條件而定，本發(fā)明不做具體限制。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種提升錨固結(jié)構(gòu)抗剪性能的復(fù)合預(yù)應(yīng)力錨索，屬于巖體加固技術(shù)領(lǐng)域。該錨索包括導(dǎo)向帽、鋼絞線、擴張環(huán)、緊箍環(huán)、套筒和注漿管，將套筒設(shè)置于滑移面或潛在滑移面附近，可有效提升錨固結(jié)構(gòu)的抗剪效果，避免了傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨索由于缺乏抗剪能力而導(dǎo)致大變形甚至邊坡失穩(wěn)破壞的不足。相比于傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨索，本發(fā)明同時可增加錨索布置間距，減少錨索數(shù)量，從而節(jié)省相關(guān)材料、時間及經(jīng)費投入。本方法具有工藝簡單、可操作性強、節(jié)省資源、抗剪結(jié)構(gòu)位置可控等突出優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：吳順川;成子橋;李建宇;耿文林;趙宇松;嚴(yán)瓊;熊良鋒
受保護的技術(shù)使用者：北京科技大學(xué);中電建路橋集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.14
技術(shù)公布日：2017.07.04