1.一种由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇,包括锚索围岩(1)、现浇于锚索围岩(1)的边坡开挖的平台上的钢筋混凝土锚墩(2),其特征在于,所述钢筋混凝土锚墩(2)和锚索围岩(1)之间设有斜向预应力锚索群(3)和竖向预应力锚索群(4);
所述斜向预应力锚索群(3)和竖向预应力锚索群(4)的一端锚固于锚索围岩(1)的边坡深部基岩中,其另一端与钢筋混凝土锚墩(2)连接;
所述钢筋混凝土锚墩(2)内设有与所述斜向预应力锚索群(3)和竖向预应力锚索群(4)交错布置的锚固钢筋(5),所述锚固钢筋(5)的端头与位于钢筋混凝土锚墩(2)前端的钢结构传力梁(6)连接,主缆拉力通过所述钢结构传力梁(6)作用于岩锚锚碇。
2.根据权利要求1所述的由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇,其特征在于,所述钢筋混凝土锚墩(2)采用实体钢筋混凝土结构,其前端设计成台阶式,其底部水平设置,其背部与水平面成65°~70°夹角。
3.根据权利要求2所述的由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇,其特征在于,所述斜向预应力锚索群(3)的方向与钢筋混凝土锚墩(2)的背部垂直,并与水平面成20°~25°夹角;
所述斜向预应力锚索群(3)的总体受力方向与主缆拉力方向的夹角小于5°。
4.根据权利要求1所述的由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇,其特征在于,所述斜向预应力锚索群(3)和竖向预应力锚索群(4)均采用矩阵排列分布方式;
所述斜向预应力锚索群(3)的锚索之间的间距为2m~4m,其相邻锚索的锚固段的长度相同,相邻锚索的自由段相差一个锚固段的长度,并在岩体深部长短交错呈梅花型布置。
5.根据权利要求1所述的由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇,其特征在于,所述斜向预应力锚索群(3)采用压力分散型锚索,所述竖向预应力锚索群(4)采用拉力集中型预应力锚索,锚索的预张拉值为其锁定值的1.2倍,锚索的锁定值与锚索的承载设计值相等。
6.根据权利要求1所述的由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇,其特征在于,所述斜向预应力锚索群(3)和竖向预应力锚索群(4)的锚头端部安装有测力装置,用于监测预应力锚索在张拉锁定后及运营承载时的受力状态。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇的施工方法,其特征在于,其步骤为:
(1)钢筋混凝土锚墩平台开挖:根据边坡地形特点和工程地质条件,进行钢筋混凝土锚墩平台选址,钢筋混凝土锚墩平台开挖时除去坡表浮土,直至碎石层,地基承载力不小于500kpa,钢筋混凝土锚墩(2)的背部与削坡紧密贴合;
(2)预应力锚索施工:每一个锚孔进行3次钻孔,每一次钻孔的方位、角度一致;下完锚索后马上开始注浆,注浆采用二次劈裂注浆,第一次注浆灰砂比为1∶0.75的水泥砂浆,注到水泥浆溢出孔口为止,第二次注浆在第一次注浆结束后12h进行,水灰比为0.5∶1的纯水泥浆,注浆压力1.5-2.0mpa,持压15min;
(3)钢筋混凝土锚墩及钢结构传力梁施工:锚索施工完成后,首先吊放钢筋混凝土墩台的骨架,并确保所有锚固钢筋和钢结构传力梁预埋件的安装位置及安装数量,而后分层分块浇筑混凝土;
(4)预应力锚索张拉锁定:当钢筋混凝土锚墩(2)的混凝土强度达到要求后,进行锚索的预应力张拉;先张拉竖向预应力锚索群,后张拉斜向预应力锚索群,全部锚索张拉完成后,对钢结构传力梁位置与初始位置进行观测对比,确保没有位移迹象;
(5)岩锚锚碇试拉:在整套岩锚锚碇系统施工完成后,且在岩锚锚碇正式承载前,进行锚碇安全性试拉作业。
8.根据权利要求7所述的由预应力群锚和围岩组成的岩锚锚碇的施工方法,其特征在于,在岩锚锚碇的安全性试拉作业中,按照50%、75%、100%、120%设计承载力进行加载,在每个级别的荷载作用下,对锚碇位移和锚索轴力进行全过程观测,确保锚碇位移量在计算控制范围内、锚索轴力波动幅度小于10%。