一种预应力锚索结构及预应力锚索一次注浆施工方法与流程

本发明涉及土木建筑技术领域，具体而言，涉及一种预应力锚索结构及预应力锚索一次注浆施工方法。

背景技术：

在一般地质条件复杂的地段的高边坡多应用“预应力锚索+格构粱”的方式进行支护，以确保路基高边坡稳定。预应力锚索在安装后需要通过预埋的注浆管进行注浆，注浆采用水泥砂浆，经试验比选后确定施工配合比，实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准，如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。

现有的注浆装置一般采用预埋ppr的管道进行注浆，构造简单，密封性差，使用时易出现故障，注浆时通过注浆泵将浆液泵入注浆管内，通过管底的压力将浆液顶至孔口，注浆完成。注浆过程长、注浆质量受注浆管影响较大，导致水泥浆收缩，故一般预埋有二次注浆管，进行补注浆，致使施工难以按照预期施工，延长工期，增加工程造价。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种预应力锚索结构及预应力锚索一次注浆施工方法，旨在解决现有注浆装置需要多次注浆导致工期长成本高的问题。

一方面，本发明提出了一种预应力锚索结构，该结构包括：土层内设置的锚索孔；其中，所述锚索孔的内部设置有锚索和与所述锚索间隔设置的注浆管，并且，所述锚索的尾部从所述锚索孔中伸出；所述锚索为多根钢绞线组成的线束，并且，所述锚索从尾部至前端依次分为外露段、设置于锚索孔内的自由段和锚固段；在所述锚固段的区间内设置有多个间隔且并排设置的钢管，各所述钢管之间同轴设置，并且，各所述钢绞线沿所述钢管的外壁设置，以使各所述钢绞线之间隔离，并且，所述钢绞线的外周设置有第一紧固环，用以将所述钢绞线紧固至所述钢管上；在任意两个所述钢管之间的各钢绞线之间单独成束且外周通过第二紧固环紧固。

进一步地，上述预应力锚索结构，各所述钢管上沿其周向设置有若干个支架，用以支撑所述钢管，以使所述钢管与所述锚索孔同轴对中。

进一步地，上述预应力锚索结构，所述支架为多个且各所述支架于所述钢管的外周呈散射状分布。

进一步地，上述预应力锚索结构，在所述自由段的区间内设置有多个沿所述锚索孔轴向间隔且并排设置的定中支架，用以固定所述钢绞线和所述注浆管。

进一步地，上述预应力锚索结构，所述定中支架上设置有多个与所述钢绞线一一对应设置的通孔，用以卡设所述钢绞线，以将所述钢绞线组成的线束撑开；所述定中支架的外壁设置有缺口，用以卡设所述注浆管。

进一步地，上述预应力锚索结构，在所述锚固段和/或所述自由段的区间内设置在所述钢管外周的多根所述钢绞线之间平行设置。

另一方面，本发明还提出了一种预应力锚索一次注浆施工方法，该方法包括如下步骤：制备如权利要求1至7任一项所述的预应力锚索结构的锚索，并对土层的预设位置进行钻孔以形成锚索孔，且在成孔后进行扫孔和清洗；将所述锚索和所述预应力锚索结构的注浆管下放至所述锚索孔内；通过所述注浆管向所述锚索孔内进行注浆，并且，在注浆时旋转提升所述注浆管，并在提升所述注浆管的同时进行注浆，以使在抽出所述注浆管的过程中通过所述注浆管向所述锚索孔中进行注浆。

进一步地，上述预应力锚索一次注浆施工方法，所述注浆管为旋喷柱结构，并且，在所述注浆管下放至所述锚索孔内之前，在所述注浆管的前端安装喷嘴，以使所述注浆管在注浆过程中采用旋喷注浆法进行注浆。

进一步地，上述预应力锚索一次注浆施工方法，在所述注浆管下放步骤中，所述注浆管顺着所述锚索孔的孔壁的最低处向所述锚索孔内下方，且所述注浆管的前端伸入至所述锚索孔的孔底。

本发明提供的预应力锚索结构及预应力锚索一次注浆施工方法，通过在锚固段的区间内设置有多个间隔且并排设置的钢管，各钢管之间同轴设置，并且，各钢绞线沿钢管的外壁设置，在钢管外壁设置的钢绞线之间平行设置且相互隔离，以避免钢绞线之间缠绕导致其强度受影响，同时各钢绞线绕设在钢管上后，其四周通过第一紧固环紧固，以确保钢绞线紧固至钢管的外壁上；并且，在锚固段的区间内不存在钢管的位置，各钢绞线之间内周相互接触外周套设有第二紧固环，以实现各个钢绞线之间的紧固和连接，从而避免钢绞线之间的缠绕使得各钢绞线内周接触紧贴组合成束，也就是说，本申请中的钢绞线通过钢管、第一紧固环和第二紧固环进行紧固，以实现下放的问问稳定性，避免钢绞线缠在一起；同时，注浆管和锚索之间间隔设置，可避免注浆管和锚索之间的接触连接，即注浆管和锚索之间相互独立存在，进而便于后续注浆时锚索埋设在浆液内，而注浆管随注浆的同时提升并旋转，即边注浆边抽出注浆管，进而避免注浆管的损坏和注浆管埋设在浆液内导致浆液收缩致使需要补充注浆的问题，即可实现一次完成注浆且提高了锚索体的强度，以有效地解决现有技术一次注浆不足造成二次补注浆的问题，同时由于只需一次注浆，节省了时间，加快了施工进度。无需排期管且注浆管可回收，节省了材料。

进一步地，注浆管可以为旋喷柱结构，其伸入锚索孔内的前端设置有喷嘴，喷嘴亦可为旋喷钻机，用以采用高压旋喷注浆法将注浆管内的浆液喷射至锚索孔内，即注浆管设置在锚索孔外的端部连接有高压注浆泵，注浆管的前端连接有旋喷钻机，以便采用旋喷注浆法进行注浆，尤其是，旋喷注浆法进行注浆范围广、压力大，加快了注浆速度，大大提高其注浆效果，能取得较好的经济和社会效益。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的预应力锚索结构的结构示意图；

图2为图1中a-a处的断面图；

图3为图1中b-b处的断面图；

图4为图1中c-c处的断面图;

图5为本发明实施例提供的预应力锚索一次注浆施工的流程框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

结构实施例：

参见图1至图4，其示出了本发明实施例提供的预应力锚索结构的优选结构。如图所示，该结构包括：锚索孔1、锚索2和注浆管3；其中，

土层内设置有锚索孔1，用以埋设锚索2并盛装注浆管3的浆液以实现锚索2的埋设。具体地，可通过气动潜孔锤钻进或气动冲击回转钻进工艺进行钻孔。

锚索孔1内设置有锚索2，以形成锚固体来加固围岩，提高围岩承载能力；并且，锚索2的尾部（如图1所示的左上端）从锚索孔1中伸出，即锚索2部分设置在锚索孔1的内部，锚索2的尾部位于锚索孔1外，锚索2的前端（如图1所示的右下端）位于锚索孔1内且位于锚索孔1的孔底位置，以使锚索2部分埋设在锚索孔1内。其中，锚固体可以由旋喷钻机喷出的浆液即水泥浆形成，在本实施例中，为确保锚固体的稳定性和强度，优选地，锚固体由旋喷普通高压旋喷桩钻机钻杆喷射的浆液即水泥浆形成。其中，注浆管3可以为旋喷柱结构，其伸入锚索孔1内的前端（如图1所示的右下段）设置有喷嘴（图中未示出），喷嘴亦可为旋喷钻机，用以采用高压旋喷注浆法将注浆管3内的浆液喷射至锚索孔1内，即注浆管3设置在锚索孔1外的端部连接有高压注浆泵，注浆管3的前端连接有旋喷钻机，以便采用旋喷注浆法进行注浆，尤其是，旋喷注浆法进行注浆范围广、压力大，加快了注浆速度，大大提高其注浆效果。

锚索孔1内还设置注浆管3，用以对锚索孔1内进行注浆。并且，注浆管3与锚索2并排且间隔设置，即两者之间不存在接触和相互连接关系。具体地，注浆管3部分设置在锚索孔1的内部，以使锚索2部分埋设在锚索孔1内，且通过设置在锚索孔1外的注浆管3连接注浆泵等设备，以实现注浆。为便于锚索2的下放即下放至锚索孔1内，优选地，锚索2的前端设置有导向帽21，用以对锚索2的下放进行导向。其中，注浆管3可以沿锚索孔1的内孔壁设置，以便避免注浆管3和锚索2之间的接触连接，即注浆管3和锚索2之间相互独立存在，进而便于后续注浆时锚索2埋设在浆液内，而注浆管3随注浆的同时提升并旋转，即边注浆边抽出注浆管3，进而避免注浆管3的损坏和注浆管3埋设在浆液内导致浆液收缩致使需要补充注浆的问题，即可实现一次完成注浆且提高了锚索体的强度。

锚索2为多根钢绞线22组成的线束，并且，锚索2从尾部至前端（如图1所示的右下端）依次分为外露段23、自由段24和锚固段25。具体地，锚索2从尾部至前端依次分为外露段23、自由段24和锚固段25，自由段24和锚固段25设置在锚索孔1内即埋设于锚固体的内部。其中，锚索2为多根钢绞线22组成的线束，本实施例中以四根为例进行说明，当然亦可为其他数量，本实施例中对其不做任何限定。

在锚固段25的区间内设置有多个间隔且并排设置的钢管4，各钢管4之间同轴设置，并且，各钢绞线22沿钢管4的外壁设置，以使各钢绞线22之间隔离，并且，钢绞线22的外周设置有第一紧固环5，用以将钢绞线22紧固至钢管4的外壁上。具体地，如图2所示，在锚固段25的区间内，多根钢绞线22之间设置有多个同轴并排设置且间断的钢管4，各钢绞线22沿钢管4的外壁设置，在钢管4外壁设置的钢绞线22之间平行设置且相互隔离，以避免钢绞线22之间缠绕导致其强度受影响，同时各钢绞线22绕设在钢管4上后，其四周通过第一紧固环5紧固，以确保钢绞线22紧固至钢管4的外壁上。在锚索2下放后，各个钢管4与锚索孔1同轴设置，以使钢管4外部设置的钢绞线22组成的线束与锚索孔1同轴设置即同轴对中，且使得钢绞线22的四周均注浆以通过凝固的浆液实现钢绞线22的固定，进而确保钢绞线22的稳定性，从而进一步围岩的承载能力。其中，第一紧固环5为环形结构，其内壁紧贴在各钢绞线22的外周，使得各钢绞线22内周锁紧至钢管4上。为确保钢管4固定的稳定性，优选地，各钢管4上沿其周向设置有若干个支撑架7，用以支撑钢管4，以使钢管4在下放至锚索孔1内时与锚索孔1同轴对中，进而确保各钢绞线22组成的线束与锚索孔1同轴设置即同轴对中。进一步优选地，支撑架7可以为多个，且在钢管4的外周沿钢管4的周向呈散射状分布，进而进一步确保钢管4的同轴对中。

在任意两个钢管4之间的各钢绞线22之间单独成束且外周通过第二紧固环6紧固。具体地，如图3所示，在锚固段25的区间内不存在钢管4的位置，各钢绞线22之间内周相互接触外周套设有第二紧固环6，以实现各个钢绞线22之间的紧固和连接，从而避免钢绞线22之间的缠绕，即避免钢绞线22缠在一起。其中，第二紧固环6为环形结构，其内壁紧贴在各钢绞线22的外周，使得各钢绞线22内周接触紧贴组合成束。

在自由段24的区间内设置有多个沿锚索孔1轴向间隔且并排设置的定中支架8，用以固定钢绞线22和注浆管3。具体地，如图4所示，在自由段24的区间内间隔设置多个用于将钢绞线22组成的线束撑开的定中支架8，且亦可用于固定注浆管3。其中，定中支架8可以为圆形的片状结构，定中支架8上设置有若干个与钢绞线22一一对应设置的通孔81，用以卡设钢绞线22，以将钢绞线22组成的线束撑开；各通孔81可以沿定中支架8的周向均布分布。定中支架8的边缘设置有缺口82，注浆管3卡设于所述定中支架8的缺口81处，以避免注浆管3的倾斜等。在自由段24的区间内的钢绞线22相互平行，以避免钢绞线22与注浆管3之间的缠绕。定中支架8的设置可以使得组成锚索2的钢绞线22不会缠在一起，使得锚索2在安装过程中可以保持形状。

综上，本实施例中提供的预应力锚索结构，通过在锚固段25的区间内设置有多个间隔且并排设置的钢管4，各钢管4之间同轴设置，并且，各钢绞线22沿钢管4的外壁设置，在钢管4外壁设置的钢绞线22之间平行设置且相互隔离，以避免钢绞线22之间缠绕导致其强度受影响，同时各钢绞线22绕设在钢管4上后，其四周通过第一紧固环5紧固，以确保钢绞线22紧固至钢管4的外壁上；并且，在锚固段25的区间内不存在钢管4的位置，各钢绞线22之间内周相互接触外周套设有第二紧固环6，以实现各个钢绞线22之间的紧固和连接，从而避免钢绞线22之间的缠绕使得各钢绞线22内周接触紧贴组合成束，也就是说，本申请中的钢绞线22通过钢管4、第一紧固环5和第二紧固环6进行紧固，以实现下放的问问稳定性，避免钢绞线22缠在一起；同时，注浆管3和锚索2之间间隔设置，可避免注浆管3和锚索2之间的接触连接，即注浆管3和锚索2之间相互独立存在，进而便于后续注浆时锚索2埋设在浆液内，而注浆管3随注浆的同时提升并旋转，即边注浆边抽出注浆管3，进而避免注浆管3的损坏和注浆管3埋设在浆液内导致浆液收缩致使需要补充注浆的问题，即可实现一次完成注浆且提高了锚索体的强度，以有效地解决现有技术一次注浆不足造成二次补注浆的问题，同时由于只需一次注浆，节省了时间，加快了施工进度。无需排期管且注浆管可回收，节省了材料。

进一步地，注浆管3可以为旋喷柱结构，其伸入锚索孔1内的前端设置有喷嘴，喷嘴亦可为旋喷钻机，用以采用高压旋喷注浆法将注浆管3内的浆液喷射至锚索孔1内，即注浆管3设置在锚索孔1外的端部连接有高压注浆泵，注浆管3的前端连接有旋喷钻机，以便采用旋喷注浆法进行注浆，尤其是，旋喷注浆法进行注浆范围广、压力大，加快了注浆速度，大大提高其注浆效果，能取得较好的经济和社会效益。

方法实施例：

参见图5，其为本发明实施例提供的预应力锚索结构一次注浆施工方法的优选结构。如图所示，该方法包括如下步骤：

步骤s1，制备如权利要求1至7任一项的预应力锚索结构的锚索，并对土层的预设位置进行钻孔以形成锚索孔，且在成孔后进行扫孔和清洗。

具体地，首先，使用钢绞线22制作上述锚索2，即采用切割机下料以获取预先设计长度的多根钢绞线22，不应使用电弧或乙炔焰切割，且避免雷雨时进行室外作业；并进行编束，即如图1至图4所示，锚索2从尾部至前端依次分为外露段23、自由段24和锚固段25，制作过程中，将组成锚索2的钢绞线22组成线束，随后在自由段24的区间内设置有多个沿锚索孔1轴向间隔且并排设置的定中支架8，通过定中支架8上的通孔81卡设钢绞线22，且在自由段24区间的钢绞线24之间相互平行；随后，在锚固段25的区间内设置有多个间隔且并排设置的钢管4，各钢管4之间同轴设置，各钢绞线22沿钢管4的外壁设置，以使各钢绞线22之间隔离，并且，并在钢绞线22的外周设置有第一紧固环5，用以将钢绞线22紧固至钢管4的外壁上，同时在任意两个钢管4之间的各钢绞线22之间单独成束且外周通过第二紧固环6紧固，且在锚固段25区间的钢绞线24之间相互平行。然后，进行锚索钻孔，即采用气动潜孔锤钻进或气动冲击回转钻进工艺进行钻孔形成锚索孔1，成孔完成后应进行一次扫孔，消除孔内错台和松动碎石；终孔后应使用压缩空气进行清洗。其中，锚索2制作和锚索钻孔之间不存在先后顺序，亦可同时进行。

步骤s2，将锚索和预应力锚索结构的注浆管下放至锚索孔内。

具体地，首先，检查锚索孔1直至锚索孔1检查合格，且锚孔经检查合格后，应及时安装注浆管3和锚索2，减少裸孔时间；然后，在锚索孔1成孔后，先顺着锚索孔1的内孔壁的最低处向锚索孔1内放置注浆管3，注浆管3需深入注浆管3的孔底，且在下放注浆管3时，其在自由段24的区间内，注浆管3卡设在定中支架8的缺口处，且均与锚索2间隔不接触；最后，在注浆管3安放完成后，安装锚索2，并在锚索2安装完成后，注浆管3与注浆泵等设备进行组装连接。而注浆管3下方前，其前端预先安装后喷嘴或旋喷钻机。

步骤s3，通过注浆管向锚索孔内进行注浆，并且，在注浆时旋转提升注浆管，并在提升注浆管的同时进行注浆，以使在抽出注浆管的过程中通过注浆管向锚索孔中进行注浆。

具体地，注浆管3的前端及喷嘴或旋喷钻机至目标深度后，喷嘴或旋喷钻机通过注浆管3向锚索孔1内进行注浆，并且，在注浆时旋转提升注浆管3，并在提升注浆管3的同时进行注浆，以使在抽出注浆管3的过程中通过注浆管3向锚索孔1中进行注浆，注浆完成的同时，注浆管3自锚索孔1内抽出，并可以在锚索孔1中的水泥浆达到预定强度后对锚索2进行张拉以及锁定。其中，注浆时通过在锚索孔1内旋转并提升喷嘴或旋喷钻机完成注浆，锚固段25注浆时喷嘴或旋喷钻机提升和旋转至少各1次，自由段24一次注浆成型，完成注浆作业。

综上，本实施例中提供的预应力锚索结构一次注浆施工方法利用上述预应力锚索结构进行注浆施工，由于上述预应力锚索结构具有上述效果，故用上述预应力锚索结构进行注浆施工的预应力锚索结构一次注浆施工方法亦具有上述效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。