專利名稱：邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關于邊坡穩(wěn)定治理工程技術，特別給出了一種邊坡治理的 預應力格網(wǎng)錨固技術。
背景技術：
目前隨著我國大規(guī)模基本建設的進行，公路、鐵路、水庫大壩等的 建設以及維修管理工程中，邊坡穩(wěn)定治理工程占有相當大的比例。近年 來，各類邊坡滑塌事故接連發(fā)生，因此，對邊坡治理工程的技術要求越 來越高?？傮w而言，已經(jīng)治理和尚未治理的邊坡工程其技術水平與國外 相比仍然較低，包括在勘察、設計、施工及安全監(jiān)測預報等方面，至于 將邊坡治理與綠色環(huán)境保護相結合的綜合治理方面尚有許多實際問題急 待研究解決。
大多數(shù)邊坡巖體的一個特點是巖體內存在不連續(xù)面，特別是幾乎平 行于邊坡面的節(jié)理。應用預應力錨索錨固邊坡，都是力圖在滑動面上施 加預應力，以增加其阻滑力，有時再輔以排水方法，以保證潛在滑裂面 上不致產(chǎn)生過大的孔隙水壓力。預應力錨索的錨固段應設置在距滑動面 足夠遠的位置，將不穩(wěn)定的邊坡錨固在深層、穩(wěn)定的巖層中，以預應力 錨索的反力對邊坡巖體先施加荷載，使滑裂面上的有效應力增大。參照
圖1、 2，通常，現(xiàn)有技術多在坡面上現(xiàn)澆筑鋼筋混凝土框架梁8，在節(jié) 點處則用預應力錨索7來固定。用鋼絲網(wǎng)噴混凝土 (由橫跨于兩排錨索 之間的梁來支承)防止巖石碎塊從邊坡巖體9上滑落?？蚣芰?屬受彎 結構，要使其發(fā)揮全部承載能力則需要有較大的變形，框架梁8的裂縫 是不可避免的。高強鋼絞線與普通鋼筋混凝土梁串聯(lián)，材料強度不匹配， 造成材料浪費。并且框架梁8斷面較大，40-60cm，除增加額外自重荷載 外，這種方法的缺點是受力體系不盡合理，施工困難，造價高，因而限 制了它的應用范圍。

發(fā)明內容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種輕質、柔性且具有較高受拉強度， 并可達到施工簡易，造價低，同時有助于邊坡生態(tài)環(huán)境的恢復，防止水 土流失的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固技術。
用于邊坡穩(wěn)定治理的預應力格網(wǎng)錨固方法，是以國內外公認最科學、 合理的壓力分散型錨索(由8根無粘結鋼絞線組成)為基礎，每孔錨索
樣，在坡面上就形成了縱橫交叉的無粘結鋼絞線預應力格網(wǎng)錨固體系。 本文將介紹該方法的概要、特點以及治理方案的優(yōu)越性。
一種邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構，其包含數(shù)個固接有數(shù)組無 粘結鋼絞線的分散型錨索孔，以及設置有數(shù)個接入端的張拉端；前述分 散型錨索孔垂直安裝于需治理的邊坡巖體內，前述鋼絞線與張拉端均平 行設置于邊坡巖體表面，前述分散型錨索孔與張拉端在該邊坡巖體表面 呈交叉布置；前述數(shù)組鋼絞線的固定端固定于分散型錨索孔，而該數(shù)組 鋼絞線的另 一端受拉端則分別對應緊固于張拉端的數(shù)個接入端；張拉端 的接入端數(shù)量與分散型錨索孔固接的無粘結鋼絞線組數(shù)相同。
在前述分散型錨索孔外露口安裝有轉角鋼墊板，轉角鋼墊板為喇叭 口形狀或由數(shù)塊金屬板折彎焊接制成的花瓣形狀。
前述無粘結鋼絞線與邊坡巖體表面之間，安裝有預制混凝土承壓板。
前述張拉端的接入端數(shù)量與分散型錨索孔固接的無粘結鋼絞線組數(shù) 都為4,每組鋼絞線包含至少2根鋼絞線。
前述張拉端包含一個十字型底盤，至少8個固定部位、至少8組鋼 墊塊及至少8個錨具；對應鋼絞線的張拉端，每個接入端設置有至少兩 組由一個固定部位、 一組鋼墊塊及一個錨具組成的固定端。每個接入端又均由至少一個內壁分隔為至少兩個固定部。
前述鋼絞線浸有防腐油脂，外層由高密聚乙烯管HDPE包裹，該鋼 絞線最外層再安裝外套管，管內由水泥漿壓力充填或由聚合物水泥砂漿 包裹。
一種邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構的施工方法，其施工步驟如下 第一、將邊坡巖體整理為較平順的坡面，并進行施工平臺搭設； 第二、按設計要求縱、橫格網(wǎng)方向放線布置分散型錨索孔及張拉端； 第三、依序進行分散型錨索孔的編索、造孔、清孔、驗孔； 第四、安裝轉角鋼墊板并先上后下的安裝及預緊張拉端； 第五、沿鋼絞線方向用聚合物砂漿或混凝土覆蓋； 第六、循環(huán)對稱張拉鋼絞線達設計噸位；
第七、補償張拉、或根據(jù)邊坡穩(wěn)定預警系統(tǒng)的信息，隨時調正鋼絞 線荷載的大小。
安裝張拉端時，將鋼絞線穿入分散型錨索孔內并灌漿至頂面后安裝 轉角鋼墊板；然后，由錨孔外伸的鋼絞線每至少2根一組沿上下左右方 向鋪設，要求距坡面約10cm,以預制混凝土承壓板墊起，每個鋼絞線 的受拉端依序穿過固定部位、鋼墊塊及錨具，在邊坡巖體坡面上，由至 少2根鋼絞線縱、橫交叉布置成格網(wǎng)，而格網(wǎng)的節(jié)點處則為壓力分散型 錨索孔或張拉端。
預緊或補償張拉時，采用單根對稱張拉工藝，并采用增減墊塊的方 法可重新調正預應力荷載大小，這樣可避免夾片對鋼絞線2的影響。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固技術， 施工筒便，它克服了以往鋼筋混凝土框架梁錨固結構的易裂縫、易變形、 施工困難等缺點，充分利用高強、低松弛無粘結鋼絞線的強度，將輕質、柔性的受拉格網(wǎng)和壓力分散型錨索結合為一整體，就能夠得到更有效、 更安全的錨固效果。另外，還將邊坡治理與綠色生態(tài)防護措施相結合。


圖1，現(xiàn)有技術預應力錨索框架梁平面圖。
圖2，現(xiàn)有技術預應力錨索框架梁剖面圖。 圖3，本發(fā)明邊坡治理的預應力#"網(wǎng)錨固結構平面布置圖。 圖4，本發(fā)明邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構局部剖面圖。 圖5，本發(fā)明邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構單元示意圖。 圖6，分散型錨索孔結構示意圖。 圖7，張拉端優(yōu)選實施例結構示意圖。 附圖中標記所對應技術特征如下 l分散型錨索孔ll承載板12水泥漿體 13外露口
3張拉端31底盤 311接入端312環(huán)墻 4轉角鋼墊板
21固定端 33鋼墊塊 314內壁 8框架梁
22受4立端 34錨具 3111固定部 9邊坡巖體
2鋼絞線 32固定部位 313底板 7錨索
具體實施例方式
本發(fā)明的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固技術給出了邊坡治理的預應力 格網(wǎng)錨固結構及其施工方法，具體結構主要包括分散型錨索孔l、無粘 結鋼絞線2及張拉端3。其中
請參見圖6,分散型錨索孔1是通過布置于錨孔的數(shù)個不同位置的承 載板ll,分別承接各個無粘結鋼絞線2的固定端21，從而分散錨固區(qū)的 荷載，荷載不是集中在一處傳遞給水泥漿體12，而是通過鋼絞線2和分 散在錨固段內的幾個承載板11，分散地傳遞給周圍水泥漿體12,分散型 錨索孔1在邊坡巖體9上具有外露口 13，外露口 13位于邊坡巖體9表面。鋼絞線2固定端21固定于分散型錨索孔l內的承載板ll，而其另一 端受拉端22則固定于張拉端3。首先，鋼絞線2用防腐油脂充滿；然后 用高密聚乙烯管(HDPE)包裹，最后，在無粘結鋼絞線2外面安裝外套 管，管內再用水泥漿壓力充填或以聚合物水泥砂漿(混凝土)包裹，這 樣，預應力鋼絞線具有3-4層防護。因此，其具有更可靠的防腐蝕性和耐 久性。
張拉端3設置于相鄰4個分散型錨索孔1中間位置，其特點是，連 接于上下左右四個方向分散型錨索孔1的無粘結鋼絞線2正交對稱連接 于張拉端3,而使分別連接于兩個相鄰分散型錨索孔1的無粘結鋼絞線2， 在邊坡巖體9剖面上呈U形，本發(fā)明現(xiàn)提供張拉端的較佳實施方式進行 說明如下
本發(fā)明給出的優(yōu)選張拉端3結構請參見附圖7,其包含一個十字型底 盤31、 8個固定部位32、 8組鋼墊塊33及8個錨具34。其中底盤31形 成有4個接入端3U (也可以根據(jù)需要設計為2個、6個等其它數(shù)量)， 而每個接入端311均由兩側的環(huán)墻312分別與底側十字型底板313對應 的端部共同圍成，并且每個接入端311的環(huán)墻312均與相鄰兩個接入端 311的環(huán)墻312相連。在本實施例中，每個接入端311又均由一個內壁 314分隔為兩個固定部3111，每個固定部3111中均設有由鋼墊塊33、固 定部位32及錨具34共同組成的固定端。固定部位32固接于底板311， 并在中部設有供鋼絞線2穿過的通孔。錨具34為常用的鋼絞線固定錨具， 錨具34與鋼墊塊33活動的容設于固定部3111中。
參見附圖7，本優(yōu)選實施例中所述張拉端3在安裝時，分別由上下左 右4個方向的分散型錨索孔1的兩根鋼絞線2連接到張拉端3,鋼絞線2 對應接入到向應并最近的接入端311，并且兩組對接(呈U型)的鋼絞 線2均固定于各自分散型錨索孔1相同相應位置的承栽板11，以保障受力的均衡。每個鋼絞線2的受拉端22依序穿過固定部位32、鋼墊塊33 及錨具34，在預緊張拉或循環(huán)張拉鋼絞線時，張拉設備固定于錨具34外 側的鋼絞線2的受4i端22。
由于單根無粘結鋼絞線2的摩擦阻力損失極小，可采用單根對稱張 拉工藝，這樣張拉設備體積小、重量輕、容易操作。在使用期間采用增 減墊塊的方法可重新調正預應力荷載大小，這樣可避免夾片對鋼絞線2 的影響。
而在張拉端3還可安裝有荷載傳感器。如果需要，可隨時調正荷載 大小，即可以重復張拉。
另外，還可設置有鋼絞線2出口轉角鋼墊板4及預制混凝土承壓板。 分散型錨索孔1的外伸鋼絞線2在外露口 13處，必須通過轉角鋼墊 板4變換方向，從而形成鋼絞線2曲線段，在轉角墊板4與鋼絞線2接 觸區(qū)域，由于摩擦和橫向力擠壓作用，如果轉角墊板曲線設計不合理或 構造措施不當，預應力鋼絞線2容易局部硬化和摩擦損失過大，轉角鋼 墊板4優(yōu)選設計為喇p八口形狀，當然也可以由4塊金屬板折彎焊接制成 花瓣狀。
另外，轉角鋼墊板4的內曲率半徑(鋼絞線2 )應滿足Rtend〉a<^N/n, 則其抗拉強度的降低值<5%。式中
a——系數(shù)，對于光滑孔道01=20，波紋管孔道a-40;
(j)n-鋼絞線/>稱直徑(mm);
N——同一束錨索鋼絞線總根數(shù)； n——傳遞徑向分力的鋼絞線根數(shù)。
轉角鋼墊板4的另 一個作用是將預應力荷載在轉角處產(chǎn)生的集中荷 載安全地傳遞給邊坡巖體9,所以曲線鋼墊板與邊坡巖體9之間需用水泥 砂漿或混凝土粘結。預應力格網(wǎng)與邊坡巖體9表面接觸處需用預制混凝土承壓板傳遞荷 載，要求同方向鋼絞線2需在同一水平位置外，外露鋼絞線2需呈光滑 的曲線，或相對平順的扁球狀，這樣既便于施工，又便于工藝操作。按 其外形承壓板分為正方形和長方形兩種，外形尺寸150cm左右，厚度 10-15cm，主要根據(jù)邊坡巖體9的承載力及人力較易搬運為準。同時還要 考慮安全、經(jīng)濟以及景觀要求。 明w觀《評w丁見
第一、將邊坡巖體9整理為較平順的坡面，并進行施工平臺搭設； 第二、按設計要求縱、橫格網(wǎng)方向放線布置分散型錨索孔1及張拉
端3;
第三、依序進行分散型錨索孔1的編索、造孔、清孔、驗孔； 第四、安裝轉角鋼墊板4并先上后下的安裝及預緊張拉端3; 第五、沿鋼絞線2方向用聚合物砂漿或混凝土覆蓋； 第六、循環(huán)對稱張拉鋼絞線達設計噸位；
第七、補償張拉、或根據(jù)邊坡穩(wěn)定預警系統(tǒng)的信息，隨時調正鋼絞 線荷載的大小。
由于前三個步驟并非本發(fā)明創(chuàng)新之處，因此在此不再贅述。 安裝張拉端3時，將鋼絞線2 ( 8根無粘結鋼絞線2組成)穿入分散 型錨索孔1內并灌漿至頂面后安裝轉角鋼墊板4 (材料)固定；然后，由 錨孔外伸的鋼絞線2每2根一組沿上下左右方向鋪設(距坡面約10cm, 以預制混凝土承壓板墊起)并穿入張拉端3的錨具內，在邊坡巖體9坡 面上，由2根無粘結鋼絞線縱、橫交叉布置成格網(wǎng)，而格網(wǎng)的節(jié)點處則 為壓力分散型錨索孔1或張拉端3， 二者均呈梅花型布置。每個錨孔內均 有8根無粘結鋼絞線，每2根向上下左右方向轉彎(半徑大于50cm), 正好與對面過來的2根鋼絞線2在中間部位相遇，此處設置張拉端3，各
ii鋼絞線2受拉端22固定于張拉端3。隨后，預緊張拉使鋼絞線2繃直。
張拉端3預緊完成之后，沿鋼絞線2方向回填聚合物砂漿或混凝土 (其目的主要是防腐性和耐久性)。
最后，循環(huán)張拉達設計噸位。根據(jù)邊坡穩(wěn)定預警監(jiān)測系統(tǒng)的信息， 可隨時調正鋼絞線荷載大小，即具有重復張拉功能。
從十字型張拉端3看，四根鋼絞線2正交呈U形后，沿著四個壓力 分散型錨索孔1插入巖層深處，靠壓力分散型錨固方法，將四個壓力分 散型錨索孔1范圍內的巖土柱體牢牢地錨固在深層穩(wěn)定巖層中。同時， 張拉端3安裝有絞線荷載傳感器， 一支傳感器可同時反映四根鋼絞線荷 載的變化。如果需要，可隨著調正荷載大小。
預應力格網(wǎng)錨固體系主要適用天然邊坡和人工開挖邊坡加固，與以 往傳統(tǒng)的鋼筋混凝土框架梁錨固體系相比較，具有以下特點
(1) 無粘結鋼絞線格網(wǎng)與被認為最科學的、合理的壓力分散型錨索 構成一種輕質、柔性、受拉的弦索結構，從而使高邊坡得到更有效、更 安全的錨固效果。
輕質一一最低限度的額外自重荷載。
柔性——適應各種地形地質條件。
受拉一一充分發(fā)揮高張、低松弛鋼絞線的強度。
絞線斷面'J---外徑僅20mm左右，整體厚度薄，容易保護；雙層
防護、耐久性好。
施工筒便——省時省力省費用；技術成熟，質量有保證。
無粘結鋼絞線的優(yōu)點是，任何局部荷載都將均勻地分布在整個鋼絞 線長度上，因而產(chǎn)生較小增量荷載，允許有較大的變形。
(2) 壓力分散型錨索被國內外公認最科學、合理的錨索，最主要的 原因就是在錨固段內設有多個(2-4個)承載體，因而使剪應力值大大減小，而且分布比較均勻，這樣可使錨固力更安全可靠。它與無粘結鋼絞 線格網(wǎng)結合，省掉了外錨墩，在中間部位設張拉端，可進行重復張拉。
另外，為了綠色生態(tài)防護，還可在格網(wǎng)內鋪砌六方空心磚，空心磚 之間用水泥砂漿粘結，而空心磚與坡面之間則不可用水泥砂漿粘結。磚 內培填密實的熟土。這樣，空心磚除了具有加固邊坡功能外，主要是防
止坡面覆蓋土層滑落流失，保水、保肥、通氣等功能，以利植物生長。
選擇適合本地土壤氣候條件生長、根基發(fā)達、抗病耐旱、四季常綠 的優(yōu)質草種，撒播在空心磚內，保證草坪發(fā)芽生長均勻密實，盡量減少 后期管理，以降低成本。
實踐工程表明，植物的根系穿過邊坡體淺層的松散風化層，錨固到 深層，防止邊坡面蝕有一定作用。由于降雨是誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的重要因素 之一，而植物通過吸收和蒸發(fā)坡體內水分，降低土體的孔隙水壓力，增 加土體的內聚力，從而提高土體的抗剪強度，亦有利于邊坡穩(wěn)定。同時, 由于植物根系發(fā)達、密集、穿插、網(wǎng)絡等也有助于防止邊坡的風化剝落。 反過來，也有助于邊坡生態(tài)環(huán)境的恢復，從而走向良性循環(huán)。
權利要求
1、一種邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構，其特征是包含數(shù)個固接有數(shù)組無粘結鋼絞線(2)的分散型錨索孔(1)，以及設置有數(shù)個接入端(311)的張拉端(3)；前述分散型錨索孔(1)垂直安裝于需治理的邊坡巖體(9)內，前述鋼絞線(2)與張拉端(3)均平行設置于邊坡巖體(9)表面，前述分散型錨索孔(1)與張拉端(3)在該邊坡巖體(9)表面呈交叉布置；前述數(shù)組鋼絞線(2)的固定端(21)固定于分散型錨索孔(1)，而該數(shù)組鋼絞線(2)的另一端受拉端(22)則分別對應緊固于張拉端(3)的數(shù)個接入端(311)；張拉端(3)的接入端(311)數(shù)量與分散型錨索孔(1)固接的無粘結鋼絞線(2)組數(shù)相同。
2、 如權利要求1所述的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構，其特征在 于在前述分散型錨索孔(1)外露口 (13)安裝有轉角鋼墊板(4), 轉角鋼墊板(4)為喇叭口形狀或由數(shù)塊金屬板折彎焊接制成的花瓣形狀。
3、 如權利要求1所述的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構，其特征在 于前述無粘結鋼絞線(2)與邊坡巖體(9)表面之間，安裝有預制混 凝土承壓板。
4、 如權利要求1所述的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構，其特征在 于前述張拉端(3)的接入端(311)數(shù)量與分散型錨索孔(1)固接的 無粘結鋼絞線(2)組數(shù)都為4，每組鋼絞線(2)包含至少2根鋼絞線。
5、 如權利要求4所述的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構，其特征在 于前述張拉端(3)包含一個十字型底盤(31 ),至少8個固定部位(32)、 至少8組鋼墊塊(33)及至少8個錨具(34);對應鋼絞線(2)的張拉端(22),每個接入端(311)設置有至少 兩組由一個固定部位(32)、 一組鋼墊塊(33)及一個錨具(34)組成 的固定端。
6、 如權利要求5所述的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構，其特征在 于前述的每個接入端(311)均由兩側的環(huán)墻(312)分別與底側十字 型底板(313)對應的端部共同圍成，并且每個接入端(311 )的環(huán)墻(312) 均與相鄰兩個接入端(311)的環(huán)墻(312)相連。每個接入端(311)又 均由至少一個內壁(314)分隔為至少兩個固定部(3111)。
7、 如權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨 固結構，其特征在于前述鋼絞線(2)浸有防腐油脂，外層由高密聚乙 烯管HDPE包裹，該鋼絞線(2)最外層再安裝外套管，管內由水泥漿壓 力充填或由聚合物水泥砂漿包裹。
8、 一種邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構的施工方法，其施工步驟如下第一、將邊坡巖體(9)整理為較平順的坡面，并進行施工平臺搭設； 第二、按設計要求縱、橫格網(wǎng)方向放線布置分散型錨索孔(1)及張 拉端(3);第三、依序進行分散型錨索孔(1)的編索、造孔、清孔、驗孔； 第四、安裝轉角鋼墊板(4)并先上后下的安裝及預緊張拉端(3); 第五、沿鋼絞線(2)方向用聚合物砂漿或混凝土覆蓋； 第六、循環(huán)對稱張拉鋼絞線(2)達設計噸位；第七、補償張拉、或根據(jù)邊坡穩(wěn)定預警系統(tǒng)的信息，隨時調正鋼絞 線荷載的大小。
9、 如權利要求8所述的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構的施工方法， 其特征在于安裝張拉端(3)時，將鋼絞線(2)穿入分散型錨索孔(1) 內并灌漿至頂面后安裝轉角鋼墊板(4);然后，由錨孔外伸的鋼絞線(2) 每至少2根一組沿上下左右方向鋪設，要求距坡面約10cm，以預制混 凝土承壓板墊，每個鋼絞線(2 )的受拉端(22 )依序穿過固定部位(32 )、鋼墊塊(33)及錨具(34),在邊坡巖體(9)坡面上，由至少2根鋼絞 線(2)縱、橫交叉布置成格網(wǎng)，而格網(wǎng)的節(jié)點處則為壓力分散型錨索孔 (1 )或張拉端(3)。
10、如權利要求8或9所述的邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構的施 工方法，其特征在于預緊或補償張拉時，采用單根對稱張拉工藝，并 采用增減墊塊的方法可重新調正預應力荷載大小，這樣可避免夾片對鋼 絞線(2)的影響。
全文摘要
本發(fā)明給出一種邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固技術，具體包括邊坡治理的預應力格網(wǎng)錨固結構及其施工方法，本發(fā)明采用壓力分散型錨索，每兩根與上下左右對面錨孔過來的鋼絞線在中間部位對接張拉，省去了外錨墩，可重復張拉。這樣由無粘結鋼絞線縱、橫交叉布置成格網(wǎng)，節(jié)點處為錨固端或張拉端。這種復合式邊坡錨固結構，施工簡便，它克服了以往鋼筋混凝土框架梁錨固結構的易裂縫、易變形、施工困難等缺點，充分利用高強、低松弛無粘結鋼絞線的強度，將輕質、柔性的受拉格網(wǎng)和壓力分散型錨索結合為一整體，就能夠得到更有效、更安全的錨固效果。另外，還將邊坡治理與綠色生態(tài)防護措施相結合。
文檔編號E02D17/20GK101560772SQ20091008327
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權日2009年4月30日
發(fā)明者劉致彬, 夏世法, 夏利新, 張家宏, 李炳奇, 魯一暉, 昊 黃 申請人:北京中水科海利工程技術有限公司