专利名称：压剪棒扩大头压力型预应力锚索的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压剪棒扩大头压力型预应力锚索。
技术背景压剪棒的作用只是起改善锚固端受力分布作用。对于软弱、破碎岩体和软 土地层锚固力低是主要矛盾。因此本专利采用压剪棒扩大头压力型锚索结构。 该结构锚索与现有结构锚索相比具有受力状态合理、锚固力大等优点。1、 现有压力分散型锚索是采用2个或多个锚头分散在锚索钻孔不同深度处。 这种结构虽然解决了锚固力的分散作用，但是给锚索的工作状态带来不可克服 的缺陷。由于同一锚孔中各分散锚头的钢绞线长度不同，预应力损失不同，必 然影响锚索工作状态。2、 现有二次劈裂注浆拉力型锚索工艺复杂，造价较高。3、 现有扩大头锚索只是考虑了扩大头作的作用，没有考虑锚固端受力状态 的不合理。现有扩大头锚索多为拉力型锚索，与压力型锚索相比，结构是很落 后的。两年前本专利发明人已经开始研制并使用压力型扩大头锚索。工程实践 表明单存用扩大头结构锚固端受力分布仍然不合理，这是因为扩大头分散剪应 力T和轴向应力cr的作用还不够科学。在扩大头前端增加一段压剪棒，当r和CT达到峰值时由扩大头来承担r和CT的峰值，使锚索受力更合理，工程效果更--T" _^二实用新型内容本实用新型的目的是提供一种压剪棒扩大头压力型预应力锚索。 本实用新型的目的是通过下列技术方案来实现的压剪棒扩大头压力型预应力锚索主要用于粉砂软土地层、淤泥质土地层和 软弱、破碎岩体中锚固。锚头安装在压剪棒的前端，压剪棒与无粘结钢绞线为一体结构，安放在孔 底扩孔扩大头的钻孔内，钻孔内注满水泥浆，钻孔外安装孔口锁定装置，将压 剪棒、扩大头胶结在一起构成压剪棒扩大头压力型锚索。
土体中钻孔完成后放入压剪棒压力型锚索，在压剪棒后面采用水和水泥浆 液射流进行扩孔，扩孔与压力注浆同时完成。本结构中压剪棒起分散孔壁剪应 力和棒体轴向压应力作用，扩大头起增加抗拉阻力作用。压剪棒与扩大头组合 在一起是提高锚索锚固力最佳结构。软弱、破碎岩体中钻孔完成后在孔底处采用机械扩孔，扩孔完成后放入压 剪棒压力型锚索。压剪棒、扩大头的作用同土层中锚索作用--样，也是增加锚 索锚固力的最佳结构。2003年孙学毅等人通过弹性理论分析证实压力型预应力锚索孔壁剪应力f 分布和水泥芯柱轴向力cr分布都集中在孔底1.2m以内长度范围内。理论分析还 得出T和0分布的集中度决定于孔壁岩土体弹性模量￡￡.+与水泥芯柱弹性模量￡芯柱之比有关。采用钢管与水泥复合体构成的压剪棒使复合体弹性模量E复合 提高了。从而使T和O的峰值减小使锚索底部远离破坏。本实用新型结构在压剪棒后面增加了锚孔扩大结构(扩大头)使得锚索的锚固力大大增加。现举一例来说明扩大头的作用给定钻孔直径0.13m，扩大头直径0.35m，孔壁与水泥芯柱粘结强度 r粘二50b/m2， 土体剪切破坏强度％=55^"。现比较1. Om长度非扩大头压力型预应力锚索与扩大头压力型预应力锚索锚固力尸非+广*4 = 0.13mx3.14xl.0mx50A:w/m2 = 20.4A"/mi^,效二0.35wx3.14xl.Owx55A / W =60.4W附此例表明钻孔直径从0. 13m扩大为0. 35m后锚固力可提高60. 4/20. 4=2. 96倍。压剪棒扩大头压力型预应力锚索优点1. 软弱、破碎岩体、软土地层中锚索最大的缺点是锚固力低，扩大头锚索 成功地解决了这个问题。压剪棒与扩大头组合结构不单使锚索锚固力大大提高， 而且使锚索孔底锚固端受力分布得到改善，使孔壁剪应力T和轴向压应力O"的 峰值得到降低,从而使孔底锚固端受力远离破坏,使锚索工作状态更安全可靠。2. 压剪棒扩大头压力型锚索与现有的非扩大头压力型锚索相比锚固力计算 有本质区别。非扩大头压力型锚索锚固力依据孔壁与水泥芯柱(锚固体)之间 粘结力来计算。压剪棒扩大头压力型锚索依据岩土体本身的抗剪强度计算锚固力。 一般情况下岩土体抗剪强度比孔壁粘结力大的多。岩土体抗剪强度是岩土 体固有的特性，不受施工质量影响，而孔壁粘结力则受施工质量影响。3.压剪棒扩大头压力型锚索与现有的拉力型二次注浆锚索相比除具有锚固 力大优点外，还具有施工简便等优点。拉力型二次注浆锚索工艺复杂，二次注 浆费用高。本实用新型的有益效果是其结构简单，容易制作。
以下结合附图对本实用新型进一步说明。 图l是本实用新型结构示意图；图中l.锚头，2.压剪棒，3.扩大头，4.钻孔，5.水泥浆，6.无粘结钢绞线，7.孔口锁定装置具体实施方式
锚头1安装在压剪棒2的前端，压剪棒2与无粘结钢绞线6为一体结构， 安放在孔底扩孔扩大头3的钻孔4内，钻孔4内注满水泥浆5，钻孔4外安装孔 口锁定装置7，将压剪棒2、扩大头3胶结在一起构成压剪棒扩大头压力型锚索。
权利要求1.压剪棒扩大头压力型预应力锚索，其特征在于锚头(1)安装在压剪棒(2) 的前端，压剪棒(2)与无粘结钢绞线(6)为一体结构，安放在孔底扩孔 扩大头(3)的钻孔(4)内，钻孔(4)内注满水泥浆(5)，钻孔(4)外 安装孔口锁定装置(7)，将压剪棒(2)、扩大头(3)胶结在一起构成压剪 棒扩大头压力型锚索。
专利摘要本实用新型的压剪棒扩大头压力型预应力锚索，其特征在于锚头(1)安装在压剪棒(2)的前端，压剪棒(2)与无粘结钢绞线(6)为一体结构，安放在孔底扩孔扩大头(3)的钻孔(4)内，钻孔(4)内注满水泥浆(5)，钻孔(4)外安装孔口锁定装置(7)，将压剪棒(2)、扩大头(3)胶结在一起构成压剪棒扩大头压力型锚索。破碎岩体采用机械扩孔，其后将压剪棒、钢绞线、注浆管安放在钻孔内进行注浆；土体采用射流扩孔，钻孔完成后将压剪棒、钢绞线、射流注浆管安放孔内，用水射流清孔、扩孔，然后用水泥浆射流扩孔、注浆直致注浆完成，退出注浆管。其结构简单，容易制作。
文档编号E02D5/74GK201037248SQ20072014677
公开日2008年3月19日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者凯 孙, 玥 孙 申请人:孙 凯;孙 玥