專利名稱：遞控式錨桿的制作方法
技術領域：
本發明屬于巖土工程技術領域，特別涉及一種用于邊坡病害治理的遞控式錨桿。
技術背景錨桿是一種由錨筋(鋼筋或鋼絞線)和注漿體組成的柔性桿件，它是通過外錨結構物(或錨頭)、錨筋和注漿體將被加固體的推力或下滑力傳至穩定巖土層的結構體系。目前國內外在邊坡工程中常用的錨桿主要為水泥砂漿錨桿，有預應力和非預應力之分。按錨筋材料不同，主要分鋼筋錨桿和錨索(錨筋為鋼絞線)。由于錨桿具有輕穎、布置靈活、施工速度較快等優點，因而在巖土工程領域特別是邊坡病害治理中得到了廣泛應用。
目前國內外普遍采用的錨桿具有各自的優缺點。
預應力錨桿(索)，由于對被加固邊坡施加了預應力，大大限制了被加固邊坡的變形，但是由于自由段錨筋外套塑料波紋管或PE套管，自由段僅起傳力作用，被加固體的推力或下滑力全部作用于外錨結構物，再通過外錨結構物、錨筋和注漿體傳至穩定巖土層，因而預應力錨桿(索)的反力全部由外錨結構物提供，外錨結構物設計尺寸較大；同時由于預應力錨桿(索)要等注漿體強度達到設計強度的80%后方可張拉鎖定，只有張拉鎖定后才對邊坡具有加固與治理的效果，因此其發揮加固與治理作用的時間較慢，對需爭取時間進行搶險的邊坡和滑坡治理不利。
非預應力錨桿，由于不施加預應力，錨孔注漿后隨著注漿體的凝固和強度的增加對被加固邊坡逐漸起到加固作用，比預應力錨桿(索)發揮作用較快，同時由于被加固體內錨筋與注漿體粘結在一起而并非自由(理論意義上的自由段)，錨桿反力由外錨結構物和被加固體內孔壁地層與注漿體間粘結力共同提供，因而在同等條件下非預應力錨桿與預應力錨桿(索)相比其外錨結構物設計尺寸較小，或者說外錨結構物提供的反力較小。但是由于非預應力錨桿不施加預應力，屬于被動受力結構，只有被加固邊坡產生小量變形錨桿才能受力而發揮作用，因而被加固邊坡的變形相對較大；同時，由于錨桿在受力時，被加固體內孔壁地層與注漿體間粘結應力不均勻，而會出現應力集中現象，隨著錨桿荷載的不斷增大， 被加固體內孔壁地層與注漿體間會出現粘結效應逐漸弱化或脫開的現象，因而由外錨結構物提供的反力仍然較大，在外錨結構物未施工完并達到一定強度之前，非預應力錨桿對邊坡的加固效果仍有限，在需爭取時間進行搶險的邊坡和滑坡治理中很難發揮較大作用；特別是，在像崩塌這種具有牽引性質的邊坡病害加固治理中，只有被加固治理體變形到達一定范圍(一般到達被加固體或不穩定體底界)才能將推力或下滑力傳至真正的錨固地層，因而其加固的邊坡變形范圍較大，很難達到快速治理的作用和效果
發明內容
本發明的目的在于提供一種有效利用被加固體地層(滑體或潛在滑動體)的自身錨固性能反向錨固，以減小反力結構而起到快速治理邊坡病害作用的遞控式錨桿。
為實現上述目的，本發明采取的技術方案為一種遞控式錨桿，包括錨筋和與錨筋的端頭固接的外錨結構物，錨筋分為自由段和錨固段，將穿越被加固體段的錨桿自由段沿長度方向人為設計為若干個連續的粘結單元，每個粘結單元錨筋包括1 3根不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段，各粘結段長度根據被加固體地層孔壁與注漿體間的粘結強度、錨孔孔徑和被加固體厚度確定；除粘結段外其余段為外設套管的無粘結段。所述的粘結單元，從外錨結構物一端算起，第一粘結單元錨筋包括三根不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段，第二粘結單元錨筋包括兩根不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段，第三粘結單元錨筋包括一根不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段，其中一根錨筋在三個粘結單元中整根為不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段。所述的粘結單元，各粘結單元中的錨筋均包括一根不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段，各粘結單元的粘結段依次交錯連續分布在三根不同的錨筋上。所述的外錨結構物為反力鋼板錨具、錨墩、防護網或三維網。所述的無粘結段外壁涂有黃油或其它潤滑防腐劑。所述的錨筋為三根，其端頭均布固接在外錨結構物上。所述的套管兩端分別設有套管端頭封堵。所述的套管選用塑料波紋管或PE套管。本發明提供的上述遞控式錨桿，通過改變錨桿自由段結構形式，以充分利用被加固體地層(滑體或潛在滑動體)的自身錨固性能反向錨固，以減小反力結構甚至取消反力結構而起到快速治理邊坡病害的作用。它與現有技術預應力錨桿(索)和非預應力錨桿相比， 具有以下有益效果
㈠由于遞控式錨桿充分利用了被加固體地層(滑體或潛在滑動體)的錨固性能，可以大大減小外錨結構物尺寸甚至取消外錨結構物，從而縮短了外錨結構物施工所占時間，從而達到快速治理的目的。㈡由于遞控式錨桿注漿后即可隨著注漿體的凝固和強度的提高而發揮作用，因而在同等條件下比預應力錨桿(索)可至少提前20天發揮作用，因預應力錨桿(索)張拉鎖定后才能發揮作用；與非預應力錨桿相比，遞控式錨桿受力時被加固體段地層孔壁與注漿體間的粘結應力比非預應力錨桿均勻，在同等條件下發揮的作用更大。㈢因遞控式錨桿可以大大減小外錨結構物尺寸甚至取消外錨結構物，最多設小錨墩即可滿足要求，也可與防護網、三維網植草結合使用，其布置靈活，施工方便，特別是對高位崩塌落石的治理效果更佳。(E)遞控式錨桿與現有非預應力錨桿相比，無論是被加固體產生由前向后的牽引變形，還是產生由后向前的整體推動式滑移，推力或下滑力通過被加固體段各粘結單元和錨筋及時傳至錨固段地層，因而被加固體的變形和變形范圍均較小。本發明遞控式錨桿適用于不穩定邊坡、中小型邊坡滑坡、崩塌落石等的治理，特別適用于中小型邊坡病害搶險的快速治理。
圖1是本發明第一種實施方式的遞控式錨桿結構示意圖； 圖2是圖1中的A-A剖面圖3是圖1中的B-B剖面圖； 圖4是圖1中的C-C剖面圖。
圖5是本發明第二種實施方式的遞控式錨桿結構示意圖； 圖6是圖5中的A-A剖面圖； 圖7是圖5中的B-B剖面圖； 圖8是圖5中的C-C剖面圖。
圖中1-砼封蓋，2 -反力鋼板，3-錨筋，4-對中器，5-水泥砂漿，6-套管，7-套管端頭封堵，8-自由段，9-錨固段，10-超鉆段，11-螺管，12-鉆孔。
具體實施方式
下面結合具體兩種實施方式及其附圖對本發明作進一步詳細說明
如圖1至圖4所示，本發明提供的第一種實施方式的遞控式錨桿，包括外錨結構物和錨筋3，外錨結構物由傳統現澆式框架或混凝土墩改為預制的反力鋼板2及螺管11、 螺母構成的錨具，外錨結構物還可以是小尺寸錨墩、防護網或三維網。錨筋3共有三根， 其端頭圍繞螺管11均布固接在反力鋼板2上，錨筋3分為自由段8和錨固段9，錨固段9與現有錨桿結構相同。將穿越被加固體段的自由段8沿長度方向人為設計為三個連續的粘結單元，從外錨結構物一端算起，第一粘結單元錨筋包括三根均不設套管6的鋼筋或鋼絞線粘結段，第二粘結單元錨筋包括兩根不設套管6的鋼筋或鋼絞線粘結段， 第三粘結單元錨筋包括一根不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段，其中一根錨筋在三個粘結單元中整根不設套管6，各粘結單元粘結段長度根據被加固體地層孔壁與注漿體間的粘結強度、錨孔孔徑和被加固體厚度確定。根據《建筑邊坡工程技術規范》，握裹力
Nai= JT d τ目1自，本發明遞控式錨桿作用在外錨結構上的力ρ外描=ρ設計-Na1
。各粘結單元錨筋除粘結段以外的其余錨筋段為外設套管6的無粘結段，套管6選用塑料波紋管或PE套管，套管6的兩端分別設有套管端頭封堵7，無粘結段外壁涂有黃油或其它潤滑防腐劑。施工時，將遞控式錨桿的錨筋3插入到鉆孔12內，由對中器4定位，錨筋3的前部是超鉆段10，在鉆孔12內灌注水泥砂漿5，錨固段9與現有錨桿施工相同，錨筋3的自由段8上不設套管6的部位是粘接段，鉆孔12注漿后隨著注漿體的凝固和強度的增加，各粘結單元的錨筋粘結段通過注漿體與被加固體內孔壁地層粘結在一起。必要時，施加預應力。 最后在反力鋼板2處施工砼封蓋1。如圖5所示，是本發明提供的第二種實施方式的遞控式錨桿，圖6、圖7和圖8分別為圖5的A-A、B-B、C-C剖面圖。它與第一種遞控式錨桿的區別僅在于將穿越被加固體段的自由段8在長度方向人為設計為三個連續的粘結單元，各粘結單元錨筋均包括一根不設套管6的鋼筋或鋼絞線粘結段，各粘結單元的粘結段依次交錯連續分布在三根不同的錨筋 3上。由此可見，本發明通過對被加固體地層孔壁與注漿體間的粘結強度、錨孔孔徑和被加固體厚度進行計算，確定粘結段的長度；除粘結段外其余為無粘結段，無粘結段的外表涂抹黃油或其它潤滑防腐劑并外套塑料波紋管或PE套管。通過錨桿自由段上設置的無粘結段，改善錨桿的受力形態，使錨桿在受力過程中多段達粘結強度峰值，從而增加了峰值的長度區間，大大地提高了錨桿的極限承載力。本發明的核心是通過改造錨桿的結構形式改變錨桿的應力分布形態，充分發揮被加固體地層的錨固作用，避免錨桿在受力過程中產生較大的應力集中。同時，由于在錨桿的自由段實現了應力分散的布置形式，傳遞到外錨結構物部位的外荷載較小，所以可以將現澆式的框架或混凝土墩改為預制鋼板等結構，不僅節約成本，并且施工靈活，可以實現對不穩定邊坡、中小型邊坡滑坡、崩塌落石等的快速治理。
權利要求
1.一種遞控式錨桿，包括錨筋(3)和與錨筋(3)的端頭固接的外錨結構物，錨筋(3)分為自由段(8)和錨固段(9)，其特征是將穿越被加固體段的所述錨桿自由段(8)沿長度方向人為設計為若干個連續的粘結單元，每個粘結單元錨筋(3)包括1 3根不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段，各粘結段長度根據被加固體地層孔壁與注漿體間的粘結強度、錨孔孔徑和被加固體厚度確定；除粘結段外其余段為外設套管(6)的無粘結段。
2.根據權利要求1所述的遞控式錨桿，其特征是所述的粘結單元，從外錨結構物一端算起，第一粘結單元錨筋包括三根不設套管(6)的鋼筋或鋼絞線粘結段，第二粘結單元錨筋包括兩根不設套管(6)的鋼筋或鋼絞線粘結段，第三粘結單元錨筋包括一根不設套管(6) 的鋼筋或鋼絞線粘結段，其中一根錨筋在三個粘結單元中整根為不設套管(6)的鋼筋或鋼絞線粘結段。
3.根據權利要求1所述的遞控式錨桿，其特征是所述的粘結單元，各粘結單元中的錨筋均包括一根不設套管(6)的鋼筋或鋼絞線粘結段，各粘結單元的粘結段依次交錯連續分布在三根不同的錨筋(3)上。
4.根據權利要求1至3任一所述的遞控式錨桿，其特征是所述的外錨結構物為反力鋼板錨具、錨墩、防護網或三維網。
5.根據權利要求1至3任一所述的遞控式錨桿，其特征是所述的無粘結段外壁涂有黃油或其它潤滑防腐劑。
6.根據權利要求1至3任一所述的遞控式錨桿，其特征是所述的錨筋(3)為三根，其端頭均布固接在外錨結構物上。
7.根據權利要求1至3任一所述的遞控式錨桿，其特征是所述的套管(6)兩端分別設有套管端頭封堵(7)。
8.根據權利要求7所述的遞控式錨桿，其特征是所述的套管(6)選用塑料波紋管或PE套管。
全文摘要
本發明公開了一種遞控式錨桿，包括錨筋和與錨筋的端頭固接的外錨結構物，錨筋分為自由段和錨固段，將穿越被加固體段的錨桿自由段沿長度方向人為設計為若干個連續的粘結單元，每個粘結單元錨筋包括1～3根不設套管的鋼筋或鋼絞線粘結段，各粘結段長度根據被加固體地層孔壁與注漿體間的粘結強度、錨孔孔徑和被加固體厚度確定；除粘結段外其余段為外設套管的無粘結段。該遞控式錨桿通過改造錨桿的結構形式改變錨桿的應力分布形態，有效利用被加固體地層(滑體或潛在滑動體)的自身錨固性能反向錨固，避免錨桿在受力過程中產生較大的應力集中，以減小反力結構而起到快速治理邊坡病害作用。
文檔編號E02D5/74GK102493447SQ20111038150
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月27日 優先權日2011年11月27日
發明者于貴, 吳坤, 孫書偉, 安孟康, 朱本珍, 蘇俊霞, 趙燕洲, 鄭靜 申請人:中鐵西北科學研究院有限公司