[發明專利]加固軟巖類層狀巖體的拉力型預應力錨桿及方法

在審

• 申請號: 201810555410.0
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108385679A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 錢久軍;吳佳雄;鮑紫懷;王駿
• 申請（專利權）人: 寧波它山奇境文化旅游發展有限公司
• 主分類號: E02D5/74
• 分類號: E02D5/74;E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 寧波市海曙鈞泰專利代理事務所(普通合伙) 33281
• 代理人: 代忠炯

本發明公開了一種加固軟巖類層狀巖體的拉力型預應力錨桿和施工方法，包括錨桿孔、預應力筋，預應力筋位于孔內部分從里到外分為帶內錨具的內錨固段和自由段，所述預應力筋的內錨固段所在的錨桿孔為上大下小的倒圓錐形孔，預應力筋和內錨具與倒圓錐形孔的孔壁之間充滿灌漿料；內錨固段的倒圓錐形孔的高度為350～500mm；自由段預應力筋的高度為1～4m；所述預應力筋的自由段所在的孔徑為55～65mm；所述隔離接頭上有一能在倒圓錐形孔內徑向張開從而將隔離接頭定位的裝置。本發明內錨固段預應力筋與凝固后的灌漿料及孔壁之間的粘結錨固強度高、其結構簡單、省料、施工方便、施工過程對巖體層理振動性小且適用于防止巖體巖石沿層狀產生崩塌地質災害的環境。

技術領域

本發明涉及巖土防護工程技術領域，具體講是一種加固軟巖類層狀巖體的拉力型預應力錨桿及方法。

背景技術

在軟巖類層狀巖體特別是層狀較薄至中厚如層厚為8～30cm厚的巖體中，局部層理間很多夾有巖屑泥質混砂夾層和存有裂隙，這類巖體裂隙發育，將可能出現崩塌和滑坡等地質災害。

為了防止滑坡地質災害發生，需進行加固處理，最常用也較簡便的結構及方法是采用拉力型預應力錨桿加固裝置。其處理方法一般是，先在巖體加固區域按設計要求的間距、深度鉆孔，清孔，安放預應力筋如鋼絞線，安裝套管、張拉錨固端件、灌漿管等，其中灌漿管也稱注漿管，然后灌漿并養護，最后張拉預應力筋并錨固。參見圖1，現有技術的拉力型預應力錨桿加固裝置一般由設置在被加固巖體的直筒狀錨桿孔102、帶內錨具103的預應力筋104、承壓板105、張拉段及外錨具106、內錨固段的波紋管107和隔離接頭108及自由段的套管109、以及灌漿管110和灌漿料101凝固后構成，其中灌漿料也稱注漿料或注漿液。預應力筋及內錨具通過凝固后的灌漿料與孔壁之間粘結錨固作用傳遞給被加固巖體。為了保證有足夠的承載力，內錨固段必須有足夠的長度，如一般不少于5米。錨固段以下是自由段，所述自由段是指預應力筋如鋼絞線與孔壁之間無灌漿料即無粘結作用。預應力筋的自由段長度要穿過潛在滑裂層以后，其伸出的長度不能少于1.5米，即，自由段長度一般不少于5米，孔內預應力筋總長度一般為10米或接近10米，內錨固段與自由段的預應力筋的長度比一般為1:1。實踐表明，以上現有技術的錨桿在防止邊坡或支護開挖后側向巖土潛在的滑裂面產生的滑坡造成的巖土體整體失穩方面具有較好的技術效果。但在水平狀巖層為薄至中厚如每層巖石厚為8～30cm的巖體中，特別是當石窟洞頂軟巖類層狀巖體表面風化較嚴重且容易出現巖石沿層狀產生崩塌的地質災害時，采用以上現有技術的拉力型預應力錨桿加固裝置及方法來處理，卻存在以下技術問題：1、以上現有技術的錨固段的結構和孔的直筒形狀使預應力筋與凝固后的灌漿料及孔壁之間粘結性能不理想，錨固強度不高。2、出于錨固段粘結力和錨固強度的需要，以上現有技術的錨固段長度較長，灌漿過程對層理滲透也是必然的，所以，當灌漿料在層理間凝固收縮就會對層理產生新的松動，對崩塌型地質災害的加固尤為不利。3、由于上述的錨固段長度較長，使巖體層理間壓力相對而講較集中，對局部加固效果產生了負面影響。4、出于錨固段粘結力和錨固強度的需要，以上現有技術的鉆孔直徑一般在110～150mm之間，施工實踐表明，鉆孔作業時的震動會對層理產生松動趨勢，鉆孔直徑越大，這種震動影響就越大，作業過程中層理松動的可能性就越大，對加固乃至施工作業的安全的負面影響也會越大。5、以上現有技術的拉力型預應力錨桿還有一個一直未能解決的技術問題：內錨固段與自由段的隔離接頭依賴硬塑料灌漿管如PVC灌漿管定位，隔離接頭邊緣與孔壁的定位與密封效果始終不理想，同時，若想抽出硬塑料灌漿管只能在灌漿料未凝固前抽，其隔離接頭的邊緣與孔壁的定位與密封以及硬塑料灌漿管抽出后留在隔板上的孔洞的封堵問題就無法解決，但如果硬塑料灌漿管不抽出而留在錨桿孔內，施工實踐卻表明，該硬塑料灌漿管很難避免對自由段的預應力筋及自由段套管產生干涉，從而影響了預應力筋自由段的張拉效果和預應力筋自由段的力學性能。

發明內容

本發明要解決的一個技術問題是，提供一種內錨固段預應力筋與凝固后的灌漿料及孔壁之間的粘結錨固強度高、其結構簡單、省料、施工方便且適用于防止巖體巖石沿層狀產生崩塌地質災害的加固軟巖類層狀巖體的拉力型預應力錨桿。