[实用新型]一种具有三层保护双锚固段预应力锚固体系

说明书

技术领域

本实用新型属于岩土工程支护和加固领域，尤其涉及用于对边坡、基坑、巷道、硐室等加固的一种具有三层保护双锚固段预应力锚固体系。

技术背景

预应力锚固是预应力岩锚与混凝土预应力拉锚的总称[试论预应力锚固技术在我国水利水电工程中的应用与发展，王红峡；王佳宁；王经五。华北航天工业学院学报，2003.01]，是在预应力混凝土基础上发展起来的一项锚固技术。它可以按照设计要求的方向、大小及锚固深度，预先对基岩或建筑物施加主动预压应力，从而达到加固或改善其受力条件的目的。

岩土预应力锚固措施包括预应力锚索和预应力锚杆。预应力锚索由锚孔、钢绞线和粘结剂组成，预应力锚杆由锚孔、钢筋和粘结剂组成，一般情况下采用水泥材料作为粘结剂。

普通的预应力锚索和预应力锚杆由锚头段、自由段、锚固段等三个部分组成。锚固段是预应力锚索和预应力锚杆的根基，其作用是将自由段传递的荷载传递到深层的稳定岩土体中；锚头位于锚孔孔口以外，是张拉与锁定预应力的支撑部分；自由段联接锚头和锚固段，承受预应力张拉所施加的全部荷载。

岩土预应力锚固方法具有以下优点：①可以主动调整预应力场与天然应力场的叠加范围和叠加程度，进而充分调用工程地质体的潜在自稳能力，改变其内部应力分布性状和大小，限制有害变形的范围；②可将结构与地层紧密地联结在一起，形成共同工作体系，提高工程结构的稳定与安全；③能够在尽可能少地扰动被锚固体的前提下，达到加固、增稳的目的。基于这些优点，预应力锚固方法在国内外岩土工程中已得到十分广泛地应用[岩土预应力锚固技术的进展，陈祖煜，杨健，贵州水力发电，2004.10]。

传统的岩土预应力锚固方法虽然设计合理、施工简便、经济可行、应用十分广泛，但与预应力混凝土的预应力锚固对象——混凝土相比，正是由于岩土体具有各向异性、流变性、膨胀性等各种复杂的特性，使得岩土预应力锚固体系显现了如下不足之处：

(1)对于永久锚固体系而言，尤其是应用于大型、重点工程的锚固体系，如大型水电站边坡加固等，其有效服务期长达百年，而锚头附近的表层岩土体，受外界因素影响较大，包括风化、岩土体流变效应、腐蚀等，将引起较大的预应力损失，从而降低原加固结构的整体稳定性。

(2)滚石、爆破震动和地震等因素所产生的冲击力，将会显著改变锚头附近岩土体的力学状态，导致明显的预应力损失。

(3)较小的表层岩土体变形可产生很大的预应力损失。

文献[Littlejohn，S.1992.Ground anchorage technology-a forward look[A].Grouting，soil improvement and Geosynthetics[C].Vol.1632107.GeotechnicalSpecial Publications，No.30.ASCE.]表明，对于永久预应力锚固体系，法国联邦预应力协会(Federation Internationale de la Precont rainte)对35个锚固件腐蚀情况的调查，得出的直接结论是：预应力锚索的腐蚀可以发生在钢绞线和锚具的任一部位，腐蚀发生的时间也可以从几个月到几十年，所以，在锚索设计和施工中，应该充分重视锚索的防腐蚀问题，同时客观上也证实了现有的岩土预应力锚固方法存在上述不足。

因此，岩土体预应力锚固体系目前亟需解决2个问题：减少预应力损失和提高防腐能力。这也是当前岩土锚固工程的发展方向。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于：(1)提供一种克服现有岩土预应力锚固方法的不足，通过在浅层岩土体中增设一个外锚固段，使预应力筋与浅层岩土体粘结形成整体，将锚固结构的受力性状由现有的内锚固段为线状承载、外锚头为点状承载，改变成为内锚固段和外锚固段均为线状承载，内锚固段和外锚固段的粘结剂中剪切力的作用方向相反，与锚头承担的荷载一起共同形成了自稳定预应力结构体系。(2)利用两次注浆以及套用波纹管，对预应力筋形成了外层粘结剂、波纹管、内层粘结剂三层以上的保护，提高锚固结构防腐能力，延长其使用寿命的一种三层保护双锚固段预应力锚固体系及其锚固方法。

本实用新型的技术方案是：一种具有三层保护双锚固段预应力锚固体系，包括预应力筋、锚固段、自由段和锚头段，其中，所述锚固段包括内锚固段和外锚固段，所述内锚固段置于所述自由段外侧，所述外锚固段位于所述自由段和锚头段之间；所述内锚固段、自由段和外锚固段置于波纹管内，所述波纹管的外管壁设有外部定位器；置于所述自由段中的所述预应力筋外裹套管。