[实用新型]用于岩质边坡加固的四角加筋式预应力锚索锚头

说明书

技术领域

本实用新型涉及预应力锚索结构，特别涉及用于岩质边坡加固的预应力锚索锚头结构。

背景技术

目前，预应力锚索技术已被广泛应用于岩质边坡的加固工程，通过对钢绞线施加预应力张拉及锁定，将潜在的不稳定岩体固定于相对稳定的地层上，以达到加固岩质边坡的作用。进行边坡加固的预应力锚索，由内向外主要分为三个部分。第一部分是预应力锚索的钢绞线锚固段，位于岩质边坡潜在破裂面以里，由设置在锚索钻孔的钢绞线与填充的水泥砂浆构成；第二部分是预应力锚索的钢绞线自由段，由未被水泥砂浆填充的锚索钻孔中的钢绞线构成，位于锚固段与岩质边坡坡面之间；第三部分是预应力锚索的锚头，贴附于岩质边坡坡面上，将自由段外端的钢绞线进行锁定。

设置锚头是为了固定预应力锚索自由段外端的钢绞线，使潜在的不稳定岩体固定于相对稳定的地层上。锚头一般由矩形的钢筋混凝土垫块、钢垫板、锚具和外部用于封闭钢垫板和锚具的混凝土组成，钢垫板位于矩形的钢筋混凝土垫块与锚具之间。

图1显示现有普通预应力锚索加固岩质边坡的设置状况，图中显示两条预应力锚索加固在岩质边坡上。图2显示图1中普通锚头的正面结构，图3为图2中普通锚头的A-A剖面结构。

如图所示，预应力锚索的普通锚头1将锚索钢绞线10锁定在岩质边坡坡面4上。进入岩质边坡的预应力锚索的钢绞线锚固段3置于岩质边坡潜在破裂面5以里，钢绞线自由段2位于锚固段3与岩质边坡坡面4之间。

普通锚头1由矩形的钢筋混凝土垫块6、钢垫板7、锚具8和外部用于封闭钢垫板7和锚具8的混凝土封块11组成，钢垫板7置于钢筋混凝土垫块6与锚具8之间。锚具8将锚索的钢绞线10的一端锁定在钢筋混凝土垫块6的外侧，锚索钢绞线10穿过钢筋混凝土垫块6和钢垫板7的锚索孔道9进入岩质边坡的锚索钻孔12中。

上述预应力锚索施工的一般步骤如下：

①按设计位置在岩质边坡上施工预应力锚索的钻孔；

②将加工固定好的钢绞线推进至岩质边坡上的钻孔内；

③在钢绞线的锚固段钻孔内灌注水泥砂浆；

④在岩质边坡表面施工矩形的钢筋混凝土垫块，垫块的中心处预留孔道；

⑤待锚固段水泥砂浆强度达到设计要求后，将钢垫板、锚具安装到钢筋混凝土垫块上，对钢垫板及锚具外部的钢绞线进行预应力张拉，再用锚具将钢绞线锁定；

⑥截除锚具外部多余的钢绞线，用混凝土将钢筋混凝土垫块上的钢垫板及锚具进行封闭。

上述现有技术的预应力锚索在岩质边坡加固工程中得到广泛应用的同时，也逐渐暴露出一些问题。工程实践表明，采用常见的普通锚头结构形式的预应力锚索，用于表层破碎或软弱的岩质边坡加固时，效果并不理想，主要表现在如下几个方面：1、矩形的钢筋混凝土垫块易沿着岩质边坡表面发生蠕变错动现象；2、位于预应力锚索锚头附近的岩体，往往得不到有效加固，倘若锚头附近岩体较破碎时，岩质边坡表层岩体易产生松动变形，甚至发生坍塌现象；3、矩形钢筋混凝土垫块与岩质边坡表面的接触面积相对较小，预应力锚索施工后，垫块在预应力荷载的长期作用下，其垂直于坡面方向的沉陷变形较明显，造成钢绞线的预应力不断损失，严重影响了预应力锚索对边坡的加固效果。因此，改进预应力锚索的锚头结构，以增进边坡的加固效果，成为相关工程技术人员探索研究的课题之一。

发明内容

针对上述问题，本实用新型推出一种四角加筋式预应力锚索锚头，将截面为矩形的钢筋混凝土垫块扩展为截面为十字形的四爪形垫块，在垫块延伸的四个爪角上分别安装可以施加预应力的锚杆，从而增加垫块与岩质边坡坡面之间的摩擦力，提高预应力锚索锚头附近岩体的整体性。

本实用新型所涉及的四角加筋式预应力锚索锚头包括钢筋混凝土垫块、钢垫板、锚具，其特征在于所述的钢筋混凝土垫块为四爪形状的垫块，伸出的四个爪角相对垫块中心轴对称，垫块中心以及垫块伸出的四个爪角上各有一个孔道。垫块中心的孔道连接岩质边坡内的锚索钻孔，锚索钻孔内的锚索钢绞线穿过垫块中心的孔道，锚索钢绞线的一端由锚具锁定在钢筋混凝土垫块的外侧，钢垫板置于钢筋混凝土垫块和锚具之间。垫块伸出的四个爪角上的孔道连接岩质边坡内的锚杆钻孔，锚杆钻孔内的钢筋锚杆穿过爪角上的孔道伸出，锚杆带螺纹的外端由螺母固定，使垫块的四个爪角与岩质边坡坡面紧密接触。

采用具有本实用新型锚头的预应力锚索加固岩质边坡的主要施工步骤如下：

①在岩质边坡坡面上钻取预应力锚索钻孔，锚索钻孔按设计要求施工至岩质边坡潜在破裂面以下一定深度，将加工固定好的钢绞线布置于预应力锚索钻孔内，灌注水泥砂浆形成预应力锚索钢绞线锚固段。