一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置及其施工方法，该杆体装置由中心杆件、承载板组件、浆袋、浆袋固定板、浆袋直径调节器、固化材硬化体和固化土结合体组成；中心杆件与承载板组件的连接由承载板组件中的下部螺母和上部螺母与中心杆体的螺纹固定；浆袋包裹锚杆锚固段处中心杆件和承载板组件的组合体，浆袋内填充满固化材硬化体，形成布袋式多扩大头锚固体。本发明专利技术通过承载板下设置弹性垫片，使各扩大头均匀受力，从而都能发挥作用，同时，多个扩大头增加了受压面积，不规则形状增大了侧摩阻力，提高了锚杆整体承载力。

Cloth bag type multi expansion big head rotary spraying anchor rod body device and construction method thereof

The invention relates to a bag type jet expansion head anchor rod device and construction method thereof, the rod device is composed of a central rod, bearing plate assembly, paste bag, bag, bag board fixed pulp pulp diameter regulator, curing material hardening and curing soil combination; center rod and connecting bearing the carrier plate assembly consists of a screw nut and nut bearing lower and upper center rod plate assembly in the fixed bag; slurry anchor section at the center of the rod and combined bearing plate assembly, slurry bag filled with solidified material hardening, the formation of multi bag type expansion head anchor. The present invention by the bearing plate arranged under the elastic gasket, the enlarged uniform stress, which can play a role, at the same time, a plurality of enlarged increased pressure area, irregular increases the side friction of shape, improve the bearing capacity of the whole bolt.

【技术实现步骤摘要】
一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置及其施工方法
本专利技术涉及一种应用于建筑工程领域的岩土锚固体系的施工方法和杆体装置。
技术介绍
岩土体锚固技术作为一种技术经济优越的技术手段，在边坡、基坑、隧道、地铁、抗浮等工程建设中发挥着重要的作用，可提高岩土体稳定性。旋喷扩体锚杆相比传统注浆锚杆、机械性锚杆锚固效果好。由于具有扩大头，旋喷扩体锚杆与全长等直径锚杆相比，承载力有较大提升。但目前使用的旋喷扩体锚杆只含一个扩大头，其承载力有限，如可以使旋喷扩体锚杆有多个扩大头将可以大幅度提高锚杆承载力。但当扩体锚杆有多个扩大头时，由于其中心杆件的变形特性将导致锚杆锚固段前端扩大头中的承载板因位移过大而被压坏，而锚杆锚固段后端扩大头中的承载板因位移很小而未发挥作用。即由于中心杆件在锚固体中不同部位的变形量不同，导致各扩大头中与中心杆件相连的承载板的位移不同而受力不均匀，没有充分发挥各扩大头的承载作用。针对上述情况，本专利技术提供的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置和施工方法可以使多个扩大头旋喷锚杆体中各扩大头均匀受力，使各扩大头都能发挥作用，从而使布袋式多扩大头旋喷锚杆成为可能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置和施工方法。在锚杆锚固体中设置多个扩大头，通过在各扩大头中的承载板处增加不同伸缩量的弹性垫片，从而可以消除各扩大头中承载板处位移不同导致的各承载板受力不均匀，使各扩大头中承载板均匀受力，各扩大头都能发挥作用。本专利技术提供的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置，其结构组成如下：该杆体装置由中心杆件、承载板组件、浆袋、浆袋固定板、浆袋直径调节器、固化材硬化体和固化土结合体组成。其中承载板组件由下部螺母、弹性垫片、承载板、上部螺母和承载板嵌固筋组成。中心杆件与承载板组件的连接由承载板组件中的下部螺母和上部螺母与中心杆体的螺纹固定。浆袋包裹锚杆锚固段处中心杆件和承载板组件的组合体，浆袋的一端经浆袋固定板上的钢丝线或者螺栓固定在锚杆锚固段底端，浆袋的一端离锚杆锚固段底端4m距离范围内的位置。在浆袋表面设计位置处安放浆袋直径调节器，浆袋直径调节器与浆袋固定连接。浆袋内填充满固化材硬化体，形成布袋式多扩大头锚固体。浆袋与钻孔外壁土体间由固化土结合体填充。中心杆件为全长均有螺纹的预应力钢筋，材质、长度和直径根据设计要求确定。承载板组件为锚杆受力时的主要承力构件，其数量及间距根据设计的扩大头数量和间距确定。承载板组件由下部螺母、弹性垫片、承载板、上部螺母和承载板嵌固筋组构成，其中弹性垫片位于下部螺母和承载板之间，承载板位于弹性垫片和上部螺母之间。上部螺母和下部螺母为定制的与中心杆件直径大小和螺纹相匹配的螺母。其作用是固定弹性垫片和承载板在中心杆件上的位置。上部螺母的长度范围4～6cm，下部螺母的长度范围6～12cm。弹性垫片为变形范围为2～10mm的表面粗糙且具有抗老化能力的弹性垫片。包括但不限于弹性体塑料圈、钢制弹簧圈。锚杆杆体装置中从锚杆锚固体前端依次在承载板下放置的弹性垫片的变形范围递减，各处弹性垫片的具体变形范围根据中心杆件受力时在该处的位移大小，经设计或试验确定。锚杆杆体装置中离锚杆锚固体后端最近的承载板下不设置弹性垫片。弹性垫片的作用是消除扩大头中各承载板处位移不同导致的各承载板受力不均匀，使各扩大头均匀受力，从而各扩大头都能发挥作用。承载板的形状为圆形或正多边形，等效直径略小于非锚固段钻孔直径，2～10cm厚的满足设计要求的抗拉强度和抗压强度板材，包括但不限于钢板、玻璃钢板材、FRP板。其作用为当中心杆件受力时将中心杆件的力传递给浆袋内的固化材硬化体。承载板嵌固筋为市售的直径为φ4～φ14的钢筋，包括但不限于普通钢筋、螺纹钢筋。承载板嵌固筋制备成螺旋状，间距50～100mm，数量由中心杆件设计承载力决定。一端焊接在承载板上。其作用是增大承载板与周围固化材硬化体间的结合力。浆袋为渗透系数小于1×10-6cm/s，材料抗拉强度大于4MPa且表面粗糙的材料袋，包括但不限于涤纶复合土工布浆袋、高强丙纶短纤土工布、聚乙烯纤维高强土工布。其直径和长度根据设计要求确定。浆袋固定板为市售的满足设计要求的法兰板，包括但不限于PVC法兰熟料板、钢制法兰板。其作用是将浆袋固定在锚杆锚固段的前端和后端。浆袋直径调节器为满足设计要求规定的抗拉强度和弹性模量的材料构件，包括但不限于钢丝圈及螺母、钢绞线。根据中心杆件的承载力要求，在浆袋的设计位置上设置浆袋直径调节器，用于调节该位置处的浆袋口径，使锚固体在注浆后形成近似葫芦型的布袋式多扩大头。固化材硬化体为强度满足设计要求的固化材浆液，包括但不限于水泥净浆、水泥砂浆、水泥聚合物净浆和水泥聚合物砂浆。固化土结合体为固化材浆液与周围土体混合后产生的混合体。本专利技术提供的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆施工方法，采用如下步骤进行：（1）钻机就位，对中、调平；（2）引孔，钻孔至设计标高，根据旋喷直径和场地地层选择施工工艺（单、双、三重管）；（3）在锚杆锚固段高压旋喷；浆液：采用固化材浆，水灰比在1.0～2.0；首次旋喷：高压注浆泵压力为20～30Mpa，转速为700～1000r/min；钻机提升速度为20～25cm/min，转速为20～25r/min，流速为0.06～0.08m3/min，旋喷深度达到设计深度后进行二次旋喷；二次旋喷：高压注浆泵压力为20～25Mpa，转速为700～900r/min；钻机提升速度为15～20cm/min，转速为15～20r/min，流速为0.065～0.075m3/min，结束后提出钻杆。喷射后浆液与孔内土形成固化土结合体。（4）杆体及锚固段组装并下放；承载板安装：在中心杆件上从锚杆锚固段后端依次向前段设置承载板组件。承载板组件的安装顺序为固定下部螺母后，在下部螺母上端放置弹性垫片，在弹性垫片上端放置承载板，然后固定上部螺母，然后在承载板上焊接承载板嵌固筋。同时，安插注浆管。浆袋安装：在锚杆锚固段长度范围内安装浆袋，利用浆袋固定板将浆袋的一端固定在锚杆锚固段的底端，另一端固定在离锚杆锚固段底端4m范围内的锚固段位置上，并在浆袋的设计位置设置浆袋直径调节器。杆体装置下放：利用钻机下放锚杆杆体装置。（5）浆袋内注浆。浆液：采用固化材浆，水灰比在0.38～0.45；注浆压力：0.8～1.5MPa；注浆量：根据设计锚固段长度计算理论注浆量；注浆完成后，撤出注浆管。本专利技术提供的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置和施工方法适用于多种地层，如：软土、全、强风化岩层、砂土、粘性土、粉土。与现有锚杆技术相比，具有以下优点：1、在锚杆锚固段中设置了多个承载板，并在承载板上焊接了承载板嵌固筋，最大程度提高了中心杆件与固化材浆间粘聚力。2、承载板下设置不同变形范围的弹性垫片，消除扩大头中各承载板处位移不同导致的各承载板受力不均匀，使各扩大头均匀受力，从而各扩大头都能发挥作用。3、锚固体注浆后形成近似葫芦形的多个扩大头，增大了受压面积，压应力分散，减小了对注浆体强度的要求；另外，形成的不规则的葫芦形注浆体与旋喷注浆体之间的侧摩阻力增大，提高了整体承载力。附图说明图1是锚固段部分结构示意图；图2是承载板组件详图；图3是螺旋筋详图；图4是实施例2锚杆主视图。附图中各个数字所表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置，其特征在于：该杆体装置由中心杆件（1）、承载板组件（2）、浆袋（8）、浆袋固定板（9）、浆袋直径调节器（10）、固化材硬化体（11）和固化土结合体（12）组成；其中承载板组件（2）由下部螺母（3）、弹性垫片（4）、承载板（5）、上部螺母（6）和承载板嵌固筋（7）组成；中心杆件（1）与承载板组件（2）的连接由承载板组件（2）中的下部螺母（3）和上部螺母（6）与中心杆体的螺纹固定；浆袋（8）包裹锚杆锚固段处中心杆件（1）和承载板组件（2）的组合体，浆袋（8）的一端经浆袋固定板（9）上的钢丝线或者螺栓固定在锚杆锚固段底端，浆袋（8）的一端离锚杆锚固段底端4m距离范围内的位置；在浆袋（8）表面设计位置处安放浆袋直径调节器（10），浆袋直径调节器（10）与浆袋（8）固定连接；浆袋（8）内填充满固化材硬化体（11），形成布袋式多扩大头锚固体；浆袋（8）与钻孔外壁土体间由固化土结合体（12）填充。

【技术特征摘要】
1.一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置，其特征在于：该杆体装置由中心杆件（1）、承载板组件（2）、浆袋（8）、浆袋固定板（9）、浆袋直径调节器（10）、固化材硬化体（11）和固化土结合体（12）组成；其中承载板组件（2）由下部螺母（3）、弹性垫片（4）、承载板（5）、上部螺母（6）和承载板嵌固筋（7）组成；中心杆件（1）与承载板组件（2）的连接由承载板组件（2）中的下部螺母（3）和上部螺母（6）与中心杆体的螺纹固定；浆袋（8）包裹锚杆锚固段处中心杆件（1）和承载板组件（2）的组合体，浆袋（8）的一端经浆袋固定板（9）上的钢丝线或者螺栓固定在锚杆锚固段底端，浆袋（8）的一端离锚杆锚固段底端4m距离范围内的位置；在浆袋（8）表面设计位置处安放浆袋直径调节器（10），浆袋直径调节器（10）与浆袋（8）固定连接；浆袋（8）内填充满固化材硬化体（11），形成布袋式多扩大头锚固体；浆袋（8）与钻孔外壁土体间由固化土结合体（12）填充。2.根据权利要求1中所述的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置，其特征在于：所述的中心杆件（1）为全长均有螺纹的预应力钢筋。3.根据权利要求1中所述的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置，其特征在于：所述的承载板组件（2）中的部件位置从下到上依次为下部螺母（3）、弹性垫片（4）、承载板（5）、上部螺母（6），承载板嵌固筋（7）焊接在承载板（5）上；承载板组件（2）的数量及间距根据设计的扩大头数量和间距确定。4.根据权利要求1或权利要求3中所述的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置，其特征在于：所述的弹性垫片（4）为变形范围为2~10mm的表面粗糙且具有抗老化能力的弹性垫片，包括弹性体塑料圈或钢制弹簧圈；锚杆杆体装置中从锚杆锚固体前端依次在承载板下放置的弹性垫片（4）的变形范围递减，各处弹性垫片的具体变形范围根据中心杆件（1）受力时在该处的位移大小，经设计或试验确定；锚杆杆体装置中离锚杆锚固体后端最近的承载板下不设置弹性垫片（4）。5.根据权利要求1或权利要求3中所述的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置，其特征在于：所述的承载板圆形或正多边形、等效直径略小于非锚固段钻孔直径、2~10cm厚的满足设计要求的抗拉强度和抗压强度板材，包括钢板、玻璃钢板材或FRP板。6.根据权利要求1或权利要求3中所述的一种布袋式多扩大头旋喷锚杆杆体装置，其特征在于：所述的承载板嵌固筋（7）为直径φ4~φ14的钢筋，包括普通钢筋或螺纹钢筋；承载板嵌固筋（7）制备成螺旋状，间距50~100mm，数...

【专利技术属性】
技术研发人员：武思宇，刘光磊，李建平，师欢欢，田垒，
申请(专利权)人：北京中岩大地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11