本實(shí)用新型涉及巖土工程領(lǐng)域的一項(xiàng)錨固技術(shù)，具體地指一種墊片型二次張拉預(yù)應(yīng)力錨具。

背景技術(shù)：

錨固技術(shù)是巖土工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重要課題，應(yīng)用范圍廣，設(shè)置形式也多種多樣。預(yù)應(yīng)力錨索是巖土工程中的重要加固手段，在安裝后，它可以立即向被加固巖土體主動施加壓應(yīng)力，能有效限制可能發(fā)生的有害變形和位移，從而提高巖土體的穩(wěn)定性、確保工程安全。預(yù)應(yīng)力錨索是一種高效經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的工程技術(shù)。

對于穩(wěn)定狀況較差的巖質(zhì)邊坡，目前多采用預(yù)應(yīng)力錨索加固，與其它支護(hù)措施相比，預(yù)應(yīng)力錨索加固具有以下特點(diǎn)：①開挖后可及時(shí)提供錨固力，有利于控制地層變形的發(fā)展，避免地層的進(jìn)一步擾動，提高了施工安全性；②提供的擠壓性質(zhì)的錨固力可有效改善地層的應(yīng)力狀態(tài)，從而提高巖土體的力學(xué)特性，邊坡整體穩(wěn)定性得到改善；③預(yù)應(yīng)力錨索的位置、間距、施工時(shí)間等參數(shù)可根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整，可以最小的支護(hù)抗力獲得最佳的穩(wěn)定性效果，施工快速高效；④預(yù)應(yīng)力錨索可將結(jié)構(gòu)物與巖土體緊密地聯(lián)系在一起，形成共同工作體系，使錨固體抵抗地震及其它動力荷載的能力顯著增強(qiáng)，設(shè)計(jì)施工安全可靠；⑤相比于擋墻、抗滑樁的結(jié)構(gòu)形式，錨索結(jié)構(gòu)體積較小，可節(jié)約材料、提高土地的利用率，經(jīng)濟(jì)效益顯著；⑥預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)用的靈活性與施工的快速性使得其對于預(yù)防、整治滑坡，加固、搶修出現(xiàn)病害的邊坡具有獨(dú)特的功效，有利于確保工程的安全，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)在邊坡工程中應(yīng)用十分廣泛，已成為邊坡防護(hù)最為有效和經(jīng)濟(jì)的手段之一。

由于巖體的蠕變、鋼材的松弛、降雨、溫度及地下水的變化等因素的影響，錨索的預(yù)應(yīng)力會產(chǎn)生損失，亟需一種能實(shí)現(xiàn)二次補(bǔ)償張拉功能的預(yù)應(yīng)力錨具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是要提供一種高效合理，操作方便的墊片型二次張拉預(yù)應(yīng)力錨具。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的墊片型二次張拉預(yù)應(yīng)力錨具，包括垂直安裝在混凝土中的錨墊板，所述錨墊板的上方設(shè)置有錨杯，所述錨杯上開有供錨索穿過的錐孔，所述錐孔中設(shè)置有夾片，其特殊之處在于，所述錨杯與錨墊板之間設(shè)置有預(yù)制鋼墊片，所述預(yù)制鋼墊片為墊片分塊拼接組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述墊片分塊的接口處為凹凸搭接，更加牢靠，防止滑動、脫落。

更進(jìn)一步地，所述錨杯頂部設(shè)置有環(huán)形凹槽，便于張拉時(shí)固定。

更進(jìn)一步地，所述墊片分塊的數(shù)量為四塊。

更進(jìn)一步地，所述預(yù)制鋼墊片的厚度為5～10mm，根據(jù)計(jì)算得出的補(bǔ)償張拉量預(yù)先定制。

更進(jìn)一步地，所述錨杯為臺階狀的圓柱體或多邊形柱體結(jié)構(gòu)。

二次補(bǔ)償張拉的原理主要是通過后期張拉使得錨索筋體的應(yīng)力增加來補(bǔ)償由于預(yù)應(yīng)力損失而降低的預(yù)應(yīng)力，具體實(shí)施時(shí)，補(bǔ)償張拉產(chǎn)生的空隙可通過墊片調(diào)節(jié)的方式來進(jìn)行調(diào)節(jié)，錨索筋體得到永久性的張拉伸長，從而使得錨索損失的預(yù)應(yīng)力得到補(bǔ)償。

當(dāng)預(yù)應(yīng)力損失為P時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行補(bǔ)償張拉的理論伸長量ΔL可采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

ΔL—為計(jì)算的預(yù)應(yīng)力錨索補(bǔ)償張拉量；P—預(yù)應(yīng)力錨索的預(yù)應(yīng)力損失，一般根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)或者進(jìn)行二次補(bǔ)償張拉時(shí)實(shí)測數(shù)據(jù)獲得；L—錨索自由段的有效長度；A_P—鋼絞線的截面積；E_Y—鋼絞線的彈性模量，一般可取195GPa。

實(shí)際補(bǔ)償張拉過程中，錨索實(shí)際伸長量與理論伸長量有一定偏差，因此開發(fā)的補(bǔ)償張拉錨具應(yīng)具有張拉荷載量測功能。當(dāng)在預(yù)定荷載下，實(shí)際伸長量與理論伸長量相差超過5％時(shí)，應(yīng)停止張拉、查明原因。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)相較于已有的螺母式錨具結(jié)構(gòu)不同，采用墊片式對張拉后的錨杯位置進(jìn)行固定，實(shí)現(xiàn)了對錨索預(yù)應(yīng)力損失的精確補(bǔ)償張拉。

(2)相較與螺母式固定錨杯位置的錨具，墊片式錨具在補(bǔ)償張拉施工后采用預(yù)制墊片墊入的方式來固定錨杯位置，簡單快捷，避免了螺母式錨具由于生銹或卡死而導(dǎo)致無法調(diào)整錨杯位置的缺點(diǎn)。

(3)鋼墊片接口處采用凹凸形式搭接，更加牢靠，防止滑動、脫落。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種墊片型二次張拉預(yù)應(yīng)力錨具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1中預(yù)制鋼墊片的拼接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的左視圖；

圖中：錨杯 1，錨墊板 2，預(yù)制鋼墊片 3，墊片分塊 3-1，錨索 4，夾片 5。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1至圖3所示的墊片型二次張拉預(yù)應(yīng)力錨具，包括錨墊板2、錨杯1、錨索4、夾片5、預(yù)制鋼墊片3。錨墊板2垂直安裝在混凝土中，錨杯1位于錨墊板2之上。錨杯1為臺階狀的圓柱體或多邊形柱體，頂部設(shè)有環(huán)形的凹槽便于張拉時(shí)固定，錨索4穿過錨杯1裝有夾片5的錐孔。錨杯1底部嵌入錨墊板2，防止水平方向移動對錨索4造成剪切破壞。當(dāng)錨索4產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失后可以采用千斤頂頂推錨杯1，從而實(shí)現(xiàn)對錨索4的精確補(bǔ)償張拉，張拉后錨杯1與錨墊板2之間的縫隙采用預(yù)設(shè)厚度的預(yù)制鋼片3墊入。預(yù)制鋼墊片3為四塊墊片分塊3-1拼接組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)。墊片分塊3-1的接口處為凹凸搭接。

補(bǔ)償張拉施工的工作過程為：

(1)根據(jù)理論公式和現(xiàn)場測試結(jié)果，計(jì)算錨索的理論伸長量。

(2)通過特制的千斤頂將預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉至設(shè)計(jì)荷載值，然后在錨墊板與錨杯的空隙處墊入預(yù)制的鋼墊片。

(3)放張。

荷載傳遞路線為錨杯→預(yù)制鋼墊片→錨墊板→混凝土構(gòu)件。

應(yīng)用實(shí)例：在某鐵路支擋工程中，使用的錨索為鋼絞線。其截面積為98.7mm²，它的極限張拉荷載P_u為184kN，使用狀態(tài)為0.6P_u(即110.4kN)，錨索的自由段長度為15m，施工完成后一段時(shí)間，根據(jù)監(jiān)測，其五根鋼絞線的預(yù)應(yīng)力損失程度分別為11％、10％、9％、8％、11％。則其平均預(yù)應(yīng)力損失為10％，由理論公式計(jì)算出錨索的理論伸長量為：

補(bǔ)償張拉施工過程中采用8.6mm厚的預(yù)制鋼墊片墊入，順利達(dá)到了預(yù)期效果，施工結(jié)束后持續(xù)監(jiān)測一段時(shí)間，效果良好。

邊坡巖體錨固工程實(shí)踐表明，用于邊坡加固的預(yù)應(yīng)力錨索在施工和使用過程中會不可避免地會出現(xiàn)一定量的預(yù)應(yīng)力損失，預(yù)應(yīng)力的損失客觀存在的，同時(shí)也是較難定量計(jì)算的。如果把錨索4保持長期穩(wěn)定的預(yù)應(yīng)力稱為有效預(yù)應(yīng)力，則錨索4有效預(yù)應(yīng)力大小是關(guān)系到加固工程成敗的一項(xiàng)基本因素。目前，對保持有效預(yù)應(yīng)力的常用解決辦法是采用一定程度的超張拉或補(bǔ)償張拉，利用超張拉值或補(bǔ)償張拉來克服預(yù)應(yīng)力的損失。但超張拉值過大，可能引起錨索4索體的破壞，提高超張拉值還使施工難度增大。為了確定合理的超張拉或補(bǔ)償張拉值，必須了解錨索預(yù)應(yīng)力的變化規(guī)律以及影響錨索預(yù)應(yīng)力的損失的各個(gè)因素，從而能更好地指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。各國標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定，必須對預(yù)應(yīng)力進(jìn)行長期監(jiān)測。測試結(jié)果一方面用來評價(jià)工程的施工質(zhì)量、為錨索及時(shí)準(zhǔn)確的補(bǔ)償張拉提供有效的信息反饋，另一方面，可對錨索運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行健康和安全評估，為進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)理論提供工程依據(jù)。國內(nèi)外做了大量關(guān)于錨索預(yù)應(yīng)力損失的現(xiàn)場監(jiān)測，實(shí)踐研究表明，錨索預(yù)應(yīng)力存在時(shí)間效應(yīng)問題，而這種現(xiàn)象在軟質(zhì)巖中更為顯著。由于錨索的有效預(yù)應(yīng)力是關(guān)系到錨固工程成敗的關(guān)鍵，所以錨索的有效預(yù)應(yīng)力變化規(guī)律、變化趨勢以及對影響預(yù)應(yīng)力損失的因素研究已成為國內(nèi)外巖土錨固工程界關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。錨索預(yù)應(yīng)力損失，從施工到運(yùn)營主要來源于三個(gè)方面，即張拉過程的損失，錨索鎖定過程的損失和鎖定以后由于時(shí)間的變化而引起的預(yù)應(yīng)力損失。

為了避免或減少預(yù)應(yīng)力的損失，可以選擇適宜的時(shí)間，如錨索部分初期應(yīng)力損失完成后，進(jìn)行補(bǔ)償張拉，且張拉時(shí)間不宜拖得太久。一般在20～30d內(nèi)進(jìn)行，補(bǔ)償張拉次數(shù)越多，效果越好。