压力分散型扩大头锚杆的结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种压力分散型扩大头锚杆的结构，属于固定建筑物的土层的钻进技术领域。该结构在土层内由外到里分别形成相接通的水压力旋喷切割钻进段和水泥浆压力旋喷切割钻进段，水泥浆压力旋喷切割钻进段内的水泥浆硬化并包裹固定锚索承载板和锚索，水泥浆压力旋喷切割钻进段的长度为2～4米，水泥浆压力旋喷切割钻进段的横截面最大内径为600～800毫米，水压力旋喷切割钻进段与水泥浆压力旋喷切割钻进段内径的比值的范围为0.2～0.4。该结构形成的泥浆压力旋喷切割钻进段的长度较短且其横截面最大内径较大以及其内保留的水泥土水泥掺量高，具有水泥土硬化的早期强度高和抗拔承载力高的优点。

【技术实现步骤摘要】
压力分散型扩大头锚杆的结构
本技术涉及一种旋喷锚杆的结构，属于固定建筑物的土层的钻进
。
技术介绍
旋喷锚桩是一种有效的土体支护与加固技术，目前在国内外已经得到了广泛的应 用，具有成本低、功效快等优点。但是传统旋喷锚杆设有5?10米的锚固段，锚固段的水泥 掺量约12%?18%，水泥土的强度在7?30天的强度普遍较低，由于强度较低，锚杆无法 做成压力型锚杆，只能做成拉力型锚杆，锚杆的抗拔力是由锚固段与土体的侧摩擦力提供， 受限于锚固段的水泥土的低强度，锚杆的抗拔力也普遍偏低，尤其是软弱土层中更为明显， 已不能满足工程对锚杆在较短养护期即满足张拉标准的要求。同时拉力型锚索不具备拆芯 回收的条件，因此，传统旋喷锚杆又无法拆芯回收，传统旋喷锚一直以来都受到抗拔力低、 不可拆芯回收的困扰，严重影响旋喷锚杆的应用。 传统旋喷锚杆施工方法如下：1)使用三页钻头进行水旋喷，孔径150?200mm，旋 喷深至锚杆底，水无压力；2)退出钻杆和钻头，使用带有高压喷嘴的钻杆将杆体推入锚孔 中；3)推放到位后，进行高压水泥浆旋喷，压力15?25MPa，边旋喷边退出钻杆，旋喷部分即 为传统意义上的锚固段，锚固段为8?12米，在锚固的端头约0. 5?1米段有时会增加一 遍旋喷，锚固段每米水泥量ll〇kg ;4)锚固段旋喷结束后，退出钻杆。 见图1和图2,传统旋喷锚杆与混凝土桩墙形成基坑支护的结构，包括水压力旋喷 切割钻进段1和水泥浆压力旋喷切割钻进段2,水泥浆压力旋喷切割钻进段2内的水泥浆硬 化并包裹固定锚索承载板和锚索3 -端，锚索3另一端穿过水压力旋喷切割钻进段1并固 定在锚头上。 实际工程施工时，由于工期需要，锚杆养护期仅约7?21天，这样锚杆早期强度就 是指7?21天的水泥浆压力旋喷切割钻进段2内水泥土的强度。 申请人:经过反复试验，发 现传统旋喷锚杆，存在以下问题： 由于传统旋喷锚杆的水泥浆压力旋喷切割钻进段2的钻杆旋喷钻进速度是25? 50cm/min，钻杆旋喷钻进速度快，形成的水泥浆压力旋喷切割钻进段2的横截面最大内径 与水压力旋喷切割钻进段1的横截面内径差别不大，另外传统旋喷锚杆的水泥浆压力旋喷 切割钻进段2内的水泥浆的水泥掺量是12%?18%，同时，传统旋喷锚杆的抗拔力是由桩 体与土体间的摩阻力产生，属于拉力型锚杆，这样为了提供足够的抗拔承载力，将水泥浆压 力旋喷切割钻进段2的长度做的较长，这样导致了水泥浆压力旋喷切割钻进段2内的水泥 浆硬化很慢，使得传统旋喷锚杆早期强度低，不能提供足够的抗拔承载力，因此锚杆抗拔力 低。
技术实现思路
本技术要解决的第一个技术问题是，针对现有技术不足，提出水泥土硬化早 期强度高以及抗拔承载力高的压力分散型扩大头锚杆的结构。 本技术要解决的第二个技术问题是，在解决第一个技术问题基础上，提出一 种锚索可拆芯回收的压力分散型扩大头锚杆的结构。 本技术为解决上述第一个技术问题提出的技术方案是：一种压力分散型扩大 头锚杆的结构，在土层内由外到里分别形成相接通的水压力旋喷切割钻进段和水泥浆压力 旋喷切割钻进段，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段内的水泥浆硬化并包裹固定锚索承载板 和锚索，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的长度为2?4米，所述水泥浆压力旋喷切割钻进 段的横截面最大内径为600?800毫米，水压力旋喷切割钻进段与所述水泥浆压力旋喷切 割钻进段内径的比值的范围为〇. 2?0. 4。 本技术的水泥浆压力旋喷切割钻进段内的保留水泥土的水泥掺量，是以在设 计中规定的占水泥浆压力旋喷切割钻进段内的土体质量百分比确定的。土体每1立方米的 质量一般在1600?2000kg。当土层是粘土层、粉质粘土层或粉土层时，泥浆压力旋喷切割 钻进段内的保留水泥土的水泥掺量达到30%?40%，当土层是砂性土层时，水泥浆压力旋 喷切割钻进段内的保留水泥土的水泥掺量达到15%?30%。 本技术由于采用钻杆在土层内先后顺序进行水压力旋喷切割钻进和水泥浆 压力旋喷切割钻进，水泥浆压力旋喷切割钻进段是一次性钻进，当开始该一次性钻进时，控 制所述钻杆的钻进速度为4?8cm/min，控制所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的长度为2? 4米，使所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的横截面最大内径为600?800毫米，水压力旋喷 切割钻进段与水泥浆压力旋喷切割钻进段内径的比值的范围为〇. 2?0. 4,并控制在不同 土层中相比传统旋喷锚杆的水泥浆压力旋喷切割钻进段内的保留水泥土的水泥掺量大幅 度提高，由此带来： 1)本技术是一种压力型锚杆，传统旋喷锚杆是拉力型锚杆，受力机理不同，本 技术的锚杆抗拔力取决于水泥浆压力旋喷切割钻进段内硬化水泥土的侧摩阻力与硬 化水泥土的横截面产生的端承力，大大提高了抗拔能力，本技术可以选择稳定土层作锚固 段，从而发挥压力型锚杆的端承力，抗拔力的离散性小； 2)本技术控制钻杆的钻进速度为4?Scm/min，远小于传统旋喷锚杆旋喷切 割钻进速度，使得水泥浆压力旋喷切割钻进段的横截面最大内径为600?800毫米，单根锚 索承载的提高，在增加安全储备的同时，可以提高锚杆的初始预应力，从而可以更好的控制 支护结构的变形； 3)本技术的水泥浆压力旋喷切割钻进是一次性钻进，传统旋喷锚杆水泥浆压 力旋喷切割钻进是二次性钻进，本技术减少了钻进的次数； 4)当土层是粘土层、粉质粘土层或粉土层时，使水泥浆压力旋喷切割钻进段内保 留水泥土的水泥掺量达到30%?40%，当土层是砂性土层时，使水泥浆压力旋喷切割钻进 段内保留水泥土的水泥掺量达到15%?30%，远高于传统旋喷锚杆结构中水泥浆的水泥 掺量，相当于在没有增加水泥用量的条件下，本技术把水泥全部集中用在2?4米的 水泥浆压力旋喷切割钻进段处进行高水泥掺量旋喷置换，好刀用在了刀刃上，使得水泥浆 压力旋喷切割钻进段具有长度较短、直径较大、水泥掺量高的优点，直接提高了本技术 锚杆锚固段水泥土强度和早期强度，在实际工程施工时，减少了水泥浆压力旋喷切割钻进 段处的水泥土强度增长至设计所需强度的养护时间，彻底的解决传统旋喷锚杆水泥土强度 低、早期强度低不能做成压力型锚杆的长期困扰； 5)水泥浆压力旋喷切割钻进段内的水泥浆外溢填充了水压力旋喷切割钻进段内 的一部分，水压力旋喷切割钻进段内的一部分的水泥掺量为（5 %?10 % )，强度高于原状 土。 本技术为解决上述第二个技术问题，对上述技术方案的改进之一是：所述锚 索承载板是沿所述水泥浆压力旋喷切割钻进段长度方向间隔固定在水泥浆压力旋喷切割 钻进段内的硬化水泥土中的至少两个承载板，所述锚索是设有隔膜层的锚索，所述锚索承 载板是合页夹式承载板，锚索呈U型绕过合页夹式承载板。 本技术为解决上述第二个技术问题，对上述技术方案的改进之二是：所述锚 索承载板是沿所述水泥浆压力旋喷切割钻进段长度方向间隔固定在水泥浆压力旋喷切割 钻进段内的硬化水泥土中的至少两个承载板，所述锚索是设有隔膜层的锚索；所述锚索承 载板是平板式承载板，每个平板式承载板均固定有用于夹持锚索一端的热熔锚具。 由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力分散型扩大头锚杆的结构，在土层内由外到里分别形成相接通的水压力旋喷切割钻进段和水泥浆压力旋喷切割钻进段，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段内的水泥浆硬化并包裹固定锚索承载板和锚索，其特征在于: 所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的长度为2～4米，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的横截面最大内径为600～800毫米，水压力旋喷切割钻进段与所述水泥浆压力旋喷切割钻进段内径的比值的范围为0.2～0.4。

【技术特征摘要】
1. 一种压力分散型扩大头锚杆的结构，在土层内由外到里分别形成相接通的水压力旋 喷切割钻进段和水泥浆压力旋喷切割钻进段，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段内的水泥浆 硬化并包裹固定锚索承载板和锚索，其特征在于：所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的长度 为2?4米，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的横截面最大内径为600?800毫米，水压力 旋喷切割钻进段与所述水泥浆压力旋喷切割钻进段内径的比值的范围为〇. 2?0. 4。2. 如权利要求1所述的压力分散型扩大头锚杆的结构，其特征在于：所述锚索承载板 是沿所述水泥浆压力旋喷切割钻进段长度方向间隔固定在水泥浆压力旋喷切割钻进段内 的硬化水泥土中的至少两个承载板，所述锚索是设有隔膜层的锚索，所述锚索承载板是合 页夹式承载板，锚索呈U型绕过合页夹式承载板。3. 如权利要求1所述的压力分散型扩大头锚杆的结构，其特征在于：所述锚索承载板 是沿所述水泥浆压力旋喷切割钻进段长度方向间隔固定在水泥浆压力旋喷切割钻进段内 的硬化水泥土中的至少两个承载板，所述锚索是设...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建明，程良奎，
申请(专利权)人：苏州市能工基础工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32