能够适应围岩大变形的预应力锚索锚墩结构的制作方法

本发明涉及一种能够适应围岩大变形的预应力锚索锚墩结构。适用于岩土体支护工程领域。

背景技术：

在岩土体支护工程中，预应力锚索支护作为保证岩土体稳定的重要手段，得到了广泛的应用。岩土体开挖或状态变化后，加固岩土体会发生变形，从而使作用于岩土体上的锚索的钢绞线伸长，锚索应力增加。传统的预应力锚索锚墩为固定结构，适应变形的程度只能由锚索钢绞线的允许伸长值决定，当岩土体发生大变形，往往使得钢绞线的伸长量超过允许值，致锚索应力到达极限抗拉强度，出现钢绞线断裂，锚索失效的现象，从而失去对岩土体的加固作用，对加固岩土体的安全稳定不利。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、制造方便、可靠性高、应用性强的能够适应围岩大变形的预应力锚索锚墩结构，以适应锚索张拉变化，避免因岩土体变形过大造成钢绞线断裂导致锚索失效。

本发明所采用的技术方案是：一种能够适应围岩大变形的预应力锚索锚墩结构，其特征在于：在围岩上的锚索孔内装有钢绞线，该钢绞线的一端连接位于锚索孔外的锚具，所述锚具与围岩之间设有能沿钢绞线轴向发生弹性变形的弹性机构。

所述弹性机构包括里侧钢垫板和外侧钢垫板，里侧钢垫板和外侧钢垫板之间设有弹性部件，所述钢绞线一端依次穿过里侧钢垫板、弹性部件和外侧钢垫板之间后连接所述锚具，锚具支撑于所述外侧钢垫板上。

所述钢绞线上套有孔口导向钢管，该孔口导向钢管一端插入所述锚索孔中，另一端依次穿过所述里侧钢垫板、弹性部件和外侧钢垫板。

所述里侧钢垫板和外侧钢垫板外共同套有外包钢片，外包钢片与所述孔口导向钢管之间区域内、里侧钢垫板与外侧钢垫板之间形成伸缩腔室，该伸缩腔室内充填油脂。

所述弹性部件由若干瓦片状的弹性扁钢叠合而成。

所述锚具上罩有钢锚罩，钢锚罩的开口端与所述弹性机构固定连接，所述钢锚罩内充填油脂。

所述弹性机构经螺栓锚杆固定于围岩。

所述弹性机构与围岩之间设有找平混凝土。

本发明的有益效果是：本发明中在锚具与围岩之间设置弹性机构，通过弹性机构沿钢绞线轴向的形变适应锚索张拉变化，避免因岩土体变形过大造成钢绞线断裂。

附图说明

图1为实施例的整体结构剖面图。

图2为实施例中弹性部件的立体图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例为一种能够适应围岩大变形的预应力锚索锚墩结构，具有钢绞线1、锚具4和弹性机构。

本实施例中弹性机构包括里侧钢垫板5、外侧钢垫板6、弹性部件、孔口导向钢管2和管状的外包钢板7，其中里侧钢垫板5和外侧钢垫板6分别设置于外包钢板7内的两端位置，且里侧钢垫板5与外包钢板7焊接固定形成筒状结构，外侧钢垫板6可在外包钢板7内沿外包钢板7轴向移动。本例中孔口导向钢管2与外包钢板7同轴布置，该孔口导向钢管的一端依次穿过位于里侧钢垫板5和外侧钢垫板6中心的、尺寸与孔口导向钢管2相适配的通孔14。本实施例中在外包钢片7与孔口导向钢管2之间区域内、里侧钢垫板5和外侧钢垫板6之间形成伸缩腔室，伸缩腔室内设有弹性部件并充填油脂10，弹性部件两端分别顶接里侧钢垫板5和外侧钢垫板6。

如图2所示，本实施例中弹性部件由若干瓦片状的弹性扁钢8叠合而成，弹性扁钢8的中心开有供孔口导向钢管2穿过的通孔14。本例中弹性扁钢8的内壁朝向外侧钢垫板6，该弹性部件中各个弹性扁钢8的面积从靠近外侧钢垫板6端向另一端逐渐减小。

本实施例中钢绞线1置于围岩13上的锚索孔11内，该钢绞线的一端锚固于锚索孔11内，另一端穿过弹性机构的孔口导向钢管2连接锚具4，锚具4支撑于外侧钢垫板6上。本例中弹性机构中的孔口导向钢管2同轴插装于锚索孔11内，弹性机构的里侧钢垫板5和外包钢片7经找平混凝土3支撑于围岩13上，里侧钢垫板5经螺栓锚杆9固定于围岩13。本例中找平混凝土3固定于围岩13上的锚索孔11孔口位置，其与里侧钢垫板5接触的顶面与锚索孔11垂直。

本实施例中在锚具4上罩有钢锚罩12，钢锚罩12的开口端与弹性机构的外侧钢垫板6固定连接，钢锚罩12内充填油脂10。

本实施例的具体施工方法如下：

1、进行锚索孔11钻孔，钻孔完成后，下钢绞线1，并完成内锚段注浆；

2、将孔口导向钢管2套于钢绞线1上，并插入锚索孔11中，在锚索孔11孔口施工找平混凝土3，找平混凝土3顶面垂直于锚索孔11；

3、垂直找平混凝土3顶面钻孔并安装螺栓锚杆9，预先焊接好里侧钢垫板5和外包钢片7，将焊接好的里侧钢垫板5和外包钢片7套于孔口导向钢管2上，并通过螺栓锚杆9将里侧钢垫板5固定于围岩13，里侧钢垫板5贴紧找平混凝土3顶面；

4、弹性扁钢8、外侧钢垫板6依次套于孔口导向钢管2上，安装固定后，使孔口导向钢管2与外侧钢垫板6平齐，并将孔口导向钢管2与外侧钢垫板6焊接牢固；

5、将钢绞线1的露出端穿入锚具4，锚索内锚段砂浆强度达到要求后，进行锚索张拉并锁定，通过外侧钢垫板6上的油脂注入孔16向弹性机构的伸缩腔室内注满油脂10，随后封堵油脂注入孔16，将钢锚罩12装满油脂10后罩住锚具4，并与外侧钢垫板6焊接牢固。

6、对锚索进行二次注浆，对锚墩外表面和焊缝进行防腐处理。

本实施例的工作原理如下：本实施例中当加固岩土体发生大变形时，锚索荷载增加，外侧钢垫板6压缩弹簧扁钢8，弹簧钢板8受压变形，使外侧钢垫板6朝里侧钢垫板5发生位移，使锚索适应加固岩土体的变形。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种能够适应围岩大变形的预应力锚索锚墩结构。本发明的目的是提供一种结构简单、制造方便、可靠性高、应用性强的能够适应围岩大变形的预应力锚索锚墩结构，以适应锚索张拉变化，避免因岩土体变形过大造成钢绞线断裂导致锚索失效。本发明的技术方案是：一种能够适应围岩大变形的预应力锚索锚墩结构，其特征在于：在围岩上的锚索孔内装有钢绞线，该钢绞线的一端连接位于锚索孔外的锚具，所述锚具与围岩之间设有能沿钢绞线轴向发生弹性变形的弹性机构。本发明适用于岩土体支护工程领域。

技术研发人员：李良权;陈建林;方丹;万祥兵;赵修龙
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2018.12.24
技术公布日：2019.03.12