阅读说明：本技术 一种新型微预应力损失注浆锚杆及其施工方法 (Novel micro-prestress loss grouting anchor rod and construction method thereof ) 是由 肖衡林 李晨旭 刘永莉 马强 李丽华 熊豪文 郭斌 陈智 陶高梁 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种新型微预应力损失注浆锚杆及其施工方法,上述注浆锚杆包括周壁上开设有渗透孔的隔离套管、由多根钢绞线束缚形成的锚杆、一次注浆管、二次注浆管、钢锚板及锚固螺母,本发明中隔离套管套设于锚杆的自由段上,且锚杆的上端部通过锚固螺母锚固于钢锚板上,一次注浆管的下端部可穿过钢锚板并穿入隔离套管中,二次注浆管的下端部可穿过钢锚板并穿入隔离套管中。本发明中利用开设有渗透孔的隔离套管进行两次注浆作业,这使得注浆浆液可通过渗透孔渗入土体缝隙之中,以增加阻动面的同时还使得锚杆的自由段及锚固段可共同抵抗滑坡体变形,从而有效提高稳固效果。(The invention provides a novel micro-prestress loss grouting anchor rod and a construction method thereof, wherein the grouting anchor rod comprises an isolation sleeve with a penetration hole on the peripheral wall, an anchor rod formed by binding a plurality of steel strands, a primary grouting pipe, a secondary grouting pipe, a steel anchor plate and an anchoring nut, the isolation sleeve is sleeved on the free section of the anchor rod, the upper end part of the anchor rod is anchored on the steel anchor plate through the anchoring nut, the lower end part of the primary grouting pipe can penetrate through the steel anchor plate and penetrate into the isolation sleeve, and the lower end part of the secondary grouting pipe can penetrate through the steel anchor plate and penetrate into the isolation sleeve. In the invention, the isolation sleeve with the penetration hole is used for carrying out two grouting operations, so that grouting slurry can penetrate into a soil body gap through the penetration hole, the resistance surface is increased, and the free section and the anchoring section of the anchor rod can jointly resist the deformation of a landslide body, thereby effectively improving the stabilizing effect.)

一种新型微预应力损失注浆锚杆及其施工方法

技术领域

本发明涉及预应力锚杆施工技术领域，尤其涉及一种新型微预应力损失注浆锚杆及其施工方法。

背景技术

如图1所示，岩土工程中的传统锚杆施工工艺为：施工时先钻得锚杆孔5^*，再向锚杆孔5^*中设置隔离套管2^*，继而穿入锚杆1^*，然后将注浆管3^*沿隔离套管2^*内伸入锚杆1^*的下端部，随后利用锚头4^*将锚杆1^*固定于锚座座6^*上，再利用注浆管3^*进行注浆，以锚固形成杆体锚固段1b^*，随后进行预应力张拉，通过隔离措施将张拉力全部传递到杆体锚固段1b^*，最后进行封锚。如上施工工艺下锚杆1^*最终形成形成杆体自由段1a^*(通过隔离套管2^*将滑动面7^*以上的部分锚杆隔离形成杆体自由段1a^*)及杆体锚固段1b^*(通过注浆锚固将稳定于山体内的部分锚杆形成杆体锚固段1b^*)两部分。

然而，本课题组经长期追踪，发现传统锚杆因锚具回缩、自由段范围内滑坡体压缩变形等种种原因，使得这种结构时间一长很容易有预应力损失甚至失效的可能，而一旦这种情况发生势必导致边坡稳定性下降，从而带来重大的安全隐患。

发明内容

针对上述问题，现提供一种施工安装简单且易于推广的新型微预应力损失注浆锚杆。

具体技术方案如下：

本发明的第一个方面是提供一种新型微预应力损失注浆锚杆，具有这样的特征，包括由多根钢绞线束缚形成的锚杆、隔离套管、注浆管及锚头，所述隔离套管套设于所述锚杆上，且隔离套管的周壁上设有渗透孔，注浆管包括一次注浆管及二次注浆管，锚头包括钢锚板及锚固螺母，锚杆的上端部可穿过钢锚板并通过锚固螺母锚固于钢锚板上，一次注浆管的下端部可穿过钢锚板并穿入隔离套管中，二次注浆管的下端部可穿过钢锚板并穿入隔离套管中。

上述的新型微预应力损失注浆锚杆，还具有这样的特征，钢锚板上设有锚杆杆孔、一次注浆孔及二次注浆孔，锚杆可穿过锚杆杆孔并通过锚固螺母锚固于钢锚板上，一次注浆管的下端部可穿过一次注浆孔并穿入隔离套管中，二次注浆管的下端部可穿过二次注浆孔并穿入隔离套管中。

上述的新型微预应力损失注浆锚杆，还具有这样的特征，一次注浆管的下端部延伸至锚杆的下端部。

上述的新型微预应力损失注浆锚杆，还具有这样的特征，二次注浆管的下端部延伸至隔离套管的下端部。

上述的新型微预应力损失注浆锚杆，还具有这样的特征，隔离套管套设于锚杆的杆体自由段上。

本发明的第二个方面是提供一种权利要求上述新型微预应力损失注浆锚杆的施工方法，具有这样的特征，包括如下步骤：

步骤一、按设计的钻孔间距进行布孔，钻进得锚杆孔；

步骤二、将隔离套管套入并固定于到锚杆的杆体自由段上，再将钢锚板及锚固螺母安装于锚杆上；

步骤三、将一次注浆管及二次注浆管插入隔离套管中，再将一次注浆管及二次注浆管固定到锚杆上；

步骤四、将拼装好的注浆锚杆插入锚杆孔中，随后将钢锚板固定于各锚杆孔周围的锚座上；

步骤五、通过一次注浆管进行一次注浆并形成杆体锚固段；

步骤六、待杆体锚固段形成后将锚杆张拉至设计吨位，随后利用锚固螺母将锚杆锚固于对应的钢锚板上；

步骤七、间隔一段时间后对锚杆进行补偿张拉，以弥补预应力损失；

步骤八、立刻通过二次注浆管进行二次注浆至浆液流至锚杆孔孔口，以形成对杆体自由段的注浆加固；

步骤九、对锚杆的锚杆头进行混凝土封锚施工，完成锚杆施工。

上述的施工方法，还具有这样的特征，步骤三中一次注浆为低压注浆，且注浆压力为0.5-2.0MPa。

上述的施工方法，还具有这样的特征，步骤四中二次注浆时采用先低压后高压的方式注入浆液，低压注浆压力为0.5-2MPa，高压注浆压力为2.0-6.0MPa，二次注浆浆液的水灰比为0.5。

上述的施工方法，还具有这样的特征，步骤三及步骤四中注浆浆液为水泥基-水玻璃双液浆。

上述方案的有益效果是：

1、本发明中利用一次注浆后的张拉作业使锚杆的预应力留存于二次注浆注入的浆液中，这使得锚杆的预应力损失大大减小，从而有效增加边坡及成孔的稳定性；

2、本发明中利用开设有渗透孔的隔离套管进行两次注浆作业，这使得注浆浆液可通过渗透孔渗入土体缝隙之中，以增加阻动面的同时还使得锚杆的自由段及锚固段可共同抵抗滑坡体变形，从而有效提高稳固效果。

附图说明

图1为背景技术中常规传统锚杆施工工艺的结构示意图；

图2为背景技术中常规传统锚杆施工工艺的结构示意图(A)及其字母A处的局部放大图(B)；

图3为本发明的实施例中提供的微预应力损失注浆锚杆的结构示意图；

图4为本发明的实施例中提供的微预应力损失注浆锚杆的结构示意图(A)及其字母A处的局部放大图(B)；

图5为本发明的实施例中提供的隔离套管的结构示意图；

图6为本发明的实施例中提供的钢锚板的结构示意图；

图7为本发明的实施例中提供的施工步骤五的结构示意图；

图8为图7中字母B处对应部分的局部放大图；

图9为本发明的实施例提供的施工步骤八的结构示意图；

图10为图9中字母C处对应部分的局部放大图。

附图中：1、锚杆；1a、杆体自由段；1b、杆体锚固段；1^*、锚杆；1a^*、杆体自由段；1b^*、杆体锚固段；2、隔离套管；21、渗透孔；2^*、隔离套管；3、注浆管；31、一次注浆管；32、二次注浆管；3^*、注浆管；4、锚头；41、钢锚板；411、锚杆杆孔；412、一次注浆孔；413、二次注浆孔；42、锚固螺母；4^*、锚头；5、锚杆孔；5^*、锚杆孔；6、锚座；6^*、锚座；7、滑动面；7^*、滑动面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图2至图10所示，本发明的实施例中提供的微预应力损失锚杆，包括：由多根钢绞线束缚形成的锚杆1、隔离套管2、注浆管3及锚头4，所述隔离套管2套设于所述锚杆1上，且隔离套管2的周壁上设有渗透孔21，注浆管3包括一次注浆管31及二次注浆管32，锚头4包括钢锚板41及锚固螺母42，锚杆1的上端部可穿过钢锚板41并通过锚固螺母42锚固于钢锚板41上，一次注浆管31的下端部可穿过钢锚板41并穿入隔离套管2中，二次注浆管32的下端部可穿过钢锚板41并穿入隔离套管2中。

具体的，本发明中钢锚板41上设有锚杆杆孔411、一次注浆孔412及二次注浆孔413，锚杆1可穿过锚杆杆孔411并通过锚固螺母42锚固于钢锚板41上，一次注浆管31的下端部可穿过一次注浆孔412并穿入隔离套管2中，二次注浆管32的下端部可穿过二次注浆孔413并穿入隔离套管2中。

本发明中一次注浆管31的下端部延伸至锚杆1的下端部，且二次注浆管32的下端部延伸至隔离套管2的下端部，且隔离套管2套设于锚杆1的杆体自由段1a上。

本发明中使用上述使用新型微预应力损失注浆锚杆进行锚杆施工的步骤如下：

步骤一、按设计的钻孔间距进行布孔，钻进得锚杆孔5；

步骤二、将隔离套管2套入并固定于到锚杆1的杆体自由段1a上，再将钢锚板41及锚固螺母42安装于锚杆1上；

步骤三、将一次注浆管31及二次注浆管32插入隔离套管2中，再将一次注浆管31及二次注浆管32固定到锚杆1上；

步骤四、将拼装好的注浆锚杆插入锚杆孔5中，随后将钢锚板41固定于各锚杆孔5周围的锚座6上；

步骤五、通过一次注浆管31进行一次注浆并形成杆体锚固段1b(本发明中一次注浆为低压注浆，且注浆压力为0.5-2.0MPa，注浆浆液的水灰比为1:1)；

步骤六、待杆体锚固段1b形成后将锚杆1张拉至设计吨位，随后利用锚固螺母42将锚杆1锚固于对应的钢锚板41上；

步骤七、间隔一段时间后对锚杆1进行补偿张拉，以弥补预应力损失；

步骤八、立刻通过二次注浆管32进行二次注浆至浆液流至锚杆孔5孔口，以形成对杆体自由段1a的注浆加固；

步骤九、对锚杆1的锚杆头进行混凝土封锚施工，完成锚杆施工。

不同于背景技术中锚杆1^*的下端部延伸至隔离套管2^*的下端部，本发明中隔离套管2仅套设于锚杆1的杆体自由段1a上，这样使得锚杆1的杆体锚固段1b可直接穿入锚杆孔5中，并进而使得一次注浆所注入的低压浆液可采用渗透注浆原理将位于滑动面7下的杆体锚固段1b与坚硬的基岩粘结形成整体。

本发明中利用二次注浆管32对锚杆1的杆体自由段1a进行注浆反压，注浆时浆液通过隔离套管2上渗透孔21渗入外周的土体内，从而形成扩大型混凝土锚杆抗压体，以抵抗锚杆封锚端的回缩变形。具体的，本发明中二次注浆时采用先低压后高压的方式注入浆液，低压注浆压力为0.5-2MPa，高压注浆压力为2.0-6.0MPa，二次注浆浆液的水灰比为0.5，本发明中二次注浆时随着浆液的渗透凝固，低压注浆后期低压浆液存在无法注入的问题，此时只需增大注浆压力将自动转为高压注浆，本发明中通过高压注浆把前期已经凝固的加固体劈裂开，从而使注入的高压浆液可沿着裂缝渗透到更远的范围，以形成更大的加固体。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。