[發明專利]一種具有三層保護雙錨固段預應力錨固體系及其錨固方法

有效

• 申請號: 201010153481.1
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN101798812A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 吳順川;高永濤
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E02D5/74
• 分類號: E02D5/74;E02D17/02;E02D17/20;E04C5/08;E04C5/10;E04G21/12
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明屬于巖土工程支護和加固領域，尤其涉及用于對邊坡、基坑、巷道、 硐室等加固的一種具有三層保護雙錨固段預應力錨固體系及其錨固方法。

技術背景

預應力錨固是預應力巖錨與混凝土預應力拉錨的總稱[試論預應力錨固技術 在我國水利水電工程中的應用與發展，王紅峽；王佳寧；王經五。華北航天工 業學院學報，2003.01]，是在預應力混凝土基礎上發展起來的一項錨固技術。它 可以按照設計要求的方向、大小及錨固深度，預先對基巖或建筑物施加主動預 壓應力，從而達到加固或改善其受力條件的目的。

巖土預應力錨固措施包括預應力錨索和預應力錨桿。預應力錨索由錨孔、 鋼絞線和粘結劑組成，預應力錨桿由錨孔、鋼筋和粘結劑組成，一般情況下采 用水泥材料作為粘結劑。

普通的預應力錨索和預應力錨桿由錨頭段、自由段、錨固段等三個部分組 成。錨固段是預應力錨索和預應力錨桿的根基，其作用是將自由段傳遞的荷載 傳遞到深層的穩定巖土體中；錨頭位于錨孔孔口以外，是張拉與鎖定預應力的 支撐部分；自由段聯接錨頭和錨固段，承受預應力張拉所施加的全部荷載。

巖土預應力錨固方法具有以下優點：①可以主動調整預應力場與天然應力 場的疊加范圍和疊加程度，進而充分調用工程地質體的潛在自穩能力，改變其 內部應力分布性狀和大小，限制有害變形的范圍；②可將結構與地層緊密地聯 結在一起，形成共同工作體系，提高工程結構的穩定與安全；③能夠在盡可能 少地擾動被錨固體的前提下，達到加固、增穩的目的。基于這些優點，預應力 錨固方法在國內外巖土工程中已得到十分廣泛地應用[巖土預應力錨固技術的 進展，陳祖煜，楊健，貴州水力發電，2004.10]。

傳統的巖土預應力錨固方法雖然設計合理、施工簡便、經濟可行、應用十 分廣泛，但與預應力混凝土的預應力錨固對象——混凝土相比，正是由于巖土 體具有各向異性、流變性、膨脹性等各種復雜的特性，使得巖土預應力錨固體 系顯現了如下不足之處：

(1)對于永久錨固體系而言，尤其是應用于大型、重點工程的錨固體系，如 大型水電站邊坡加固等，其有效服務期長達百年，而錨頭附近的表層巖土體， 受外界因素影響較大，包括風化、巖土體流變效應、腐蝕等，將引起較大的預 應力損失，從而降低原加固結構的整體穩定性。

(2)滾石、爆破震動和地震等因素所產生的沖擊力，將會顯著改變錨頭附近 巖土體的力學狀態，導致明顯的預應力損失。

(3)較小的表層巖土體變形可產生很大的預應力損失。

文獻[Littlejohn，S.1992.Ground?anchorage?technology-a?forward?look[A]. Grouting，soil?improvement?and?Geosynthetics[C].Vol.1632107.Geotechnical Special?Publications，No.30.ASCE.]表明，對于永久預應力錨固體系，法國聯邦 預應力協會(Federation?Internationale?de?la?Precont?rainte)對35個錨固件腐蝕情況 的調查，得出的直接結論是：預應力錨索的腐蝕可以發生在鋼絞線和錨具的任 一部位，腐蝕發生的時間也可以從幾個月到幾十年，所以，在錨索設計和施工 中，應該充分重視錨索的防腐蝕問題，同時客觀上也證實了現有的巖土預應力 錨固方法存在上述不足。

因此，巖土體預應力錨固體系目前亟需解決2個問題：減少預應力損失和 提高防腐能力。這也是當前巖土錨固工程的發展方向。

發明內容

本發明的目的在于：(1)提供一種克服現有巖土預應力錨固方法的不足，通 過在淺層巖土體中增設一個外錨固段，使預應力筋與淺層巖土體粘結形成整體， 將錨固結構的受力性狀由現有的內錨固段為線狀承載、外錨頭為點狀承載，改 變成為內錨固段和外錨固段均為線狀承載，內錨固段和外錨固段的粘結劑中剪 切力的作用方向相反，與錨頭承擔的荷載一起共同形成了自穩定預應力結構體 系。(2)利用兩次注漿以及套用波紋管，對預應力筋形成了外層粘結劑、波紋 管、內層粘結劑三層以上的保護，提高錨固結構防腐能力，延長其使用壽命的 一種三層保護雙錨固段預應力錨固體系及其錨固方法。