预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头制造技术

本实用新型专利技术公开了预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，包括伞状扩体装置、穿过伞状扩体装置的若干根锚筋，还包括灌浆管Ⅱ，所述伞状扩体装置外套设膜袋，所述灌浆管Ⅱ的出浆口位于膜袋以内，所述伞状扩体装置内部从前到后依次包括拉筋盘、伞状折叠杆组、穿筋盘。本实用新型专利技术用于解决裂隙发育岩体内，裂隙内泥浆回流进入伞状扩大头内部影响注浆固结体成分和强度；以及在硬质粘土层内和某些地区自携式伞状扩大头旋喷钻进、扩孔施工效率降低的问题。

Pre-reaming and post-planting umbrella-shaped enlarged head with membrane bag

【技术实现步骤摘要】
预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头
本技术预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，涉及岩土工程领域，具体应用于房建、交通、铁道、水利水电、人防、地下工程、国防等各行业的临时性基坑支护、永久性边坡支护、抗浮锚杆锚索。
技术介绍
在本申请之前，专利技术人研究并已提交专利申请的自携伞状扩体结构系列的旋喷锚杆锚索(名为“自携伞状扩体结构的旋喷锚索或旋喷锚杆施工方法”的专利申请(申请号2018106766169))将传统摩擦型锚改变成为了端承型锚，已经较好地解决了传统锚杆锚索受力机制不合理、承载能力低、易蠕变、耐久性差、施工送锚难到位等等问题。但仍有一些问题尚需进一步解决，例如在裂隙较为发育、钻孔间窜气窜浆严重的泥岩层内(如附图1所示)，在伞状扩大头内已经完成旋喷注浆或静压注浆并退钻之后，扩孔段周边岩体裂隙内的泥浆复又回流进入伞状扩大头内，这导致注浆固结体的成分、强度受到了影响。又如在硬质粘土层以及某些地区应用该技术时，在成孔过程中如采用螺旋钻进或螺旋-旋喷复合钻进相比于同步携带伞状扩大头的旋喷钻进施工效率会更高，而且该类地层采用旋喷注浆的费效比也高于膜袋法注浆，这时采用自携伞状扩大头旋喷钻进，则并不是性价比最高的解决方式。
技术实现思路
本技术预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，旨在解决裂隙发育岩体内，裂隙内泥浆回流进入伞状扩大头内部影响注浆固结体成分和强度；以及在硬质粘土层内和某些地区以自携式伞状扩大头旋喷钻进工艺进行钻孔施工效率降低的问题。本技术通过下述技术方案使问题得到解决：预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，包括伞状扩体装置、穿过伞状扩体装置的若干根锚筋，还包括灌浆管Ⅱ，所述伞状扩体装置外套设膜袋，所述灌浆管Ⅱ的出浆口位于膜袋以内，所述伞状扩体装置内部从前到后依次包括拉筋盘、伞状折叠杆组、穿筋盘。本申请中以钻孔作业时钻头的行进方向为前，反之为后。其中锚筋是指锚杆或锚索结构内传递并承担外部拉拔荷载的主筋材料，包括构成锚杆的钢筋或钢管等、构成锚索的钢绞线或钢丝等，以及其他一些条束状纤维增强复合抗拉材料比如玻璃纤维锚杆、碳纤维锚杆等等，而钢筋既可以是普通螺纹钢筋，也可以是精轧螺纹钢筋，还可以是圆钢等。设置膜袋的目的是为将灌浆管Ⅱ输送的高浓度水泥浆或特制浆液限制在伞状扩体装置内凝固，而不发生水泥颗粒等固结材料的外溢，同时将膜袋外的环境介质隔离开使之不能干扰膜袋内的浆液凝固。对于以往市场上的囊式锚杆、囊式锚索而言，囊内、外的水泥固结体共同构成了锚索扩大头的受力结构，囊的材料如果与水泥浆粘合性能不好(例如反渗透防腐布)，对扩大头抗拉是很不利的，即越是坚固、耐用、隔水的囊材料，实则越容易在内外两层水泥固结体之间造成介质的断裂面，这破坏了水泥浆固结体作为该类扩体锚杆素混凝土抗压结构的完整性，并且造成由囊体外的孔壁或浆固体提供的侧摩阻力无法传递给囊体内的浆固体，从而造成摩阻力丢失、锚杆锚索承载力的减小。对永久性的抗浮锚杆锚索而言，囊选用隔水材料虽可以增强对囊体内锚筋的防护，但同时也会带来结构承载上的负面作用，而且囊并非能将其受力结构全部覆盖，故实际上各零部件自身的表面防护、灌浆固结体发挥的防护作用更为重要。本技术的设计理论基础为端承型锚杆索，这与囊式锚杆索锚固段的摩擦型设计有着本质的区别，材料选用也大相径庭。本技术中膜袋的取材十分方便、广泛，可以使用各种化学纤维织物、塑料膜、牛皮纸、无纺布、棉布、毛织物、帆布、土工布、玻璃纤维布、碳纤维布、金属纤维网、其他纤维增强复合材料等等柔性材料，可根据地层条件和工程需要选用具有一定渗透性或完全隔水的材料，但由于一般情况下水泥浆在初凝阶段需要通过膜袋向外部排出多余水分，在终凝之后的养护阶段则需要外部环境通过膜袋向浆固体补充水分，故针对普通地层使用的膜袋材料应考虑既能阻挡水泥颗粒由内向外漏失，但对水分子而言又具有一定的渗透性能，比如棉布或土工布；同时，膜袋材料如能与水泥较好地粘结并融合进入水泥固结体参与承载外部荷载的材料则更佳，比如碳纤维或钢纤维网；当需要完全隔断膜袋内外的水力联系时(比如膜袋外为高透水地层或流动地下水环境)，膜袋也可以使用各种防水布、柔性橡塑材料或高聚物材料，以外隔内渗性质的双层复合材料为佳，比如复合土工膜。进一步地，所述锚筋的前端活动穿过拉筋盘、后端活动穿过穿筋盘；所述锚筋的前端设置有荷载转换装置，所述荷载转换装置与拉筋盘接触，用于将锚筋所受拉力传递至拉筋盘；所述膜袋的前后两端分别与拉筋盘、穿筋盘连接。荷载转换装置的作用，是将锚筋所承受的拉力荷载通过拉筋盘转化成为整个伞状扩大头钢筋混凝土结构承受的压力荷载，进而由伞状扩大头将压力荷载传递给穿筋盘后面的岩土地层承担，在该岩土地层具有足够的强度、刚度和厚度的情况下，利用岩土地层的抗压承载力远远大于钻孔壁的摩擦力，使伞状扩大头承担外拉荷载的能力远远超过了摩擦型锚杆锚索。对钢筋锚杆，荷载转换装置既可以采用钢筋、钢环、钢套筒等材料，绑焊在锚筋上；也可以采用丝扣型钢筋连接套筒或特制的承载体，与锚筋之间以丝扣连接；还可以采用冷挤压的方式，将钢套筒挤压固定在锚筋上作为荷载转换装置。对钢绞线制作的锚索，荷载转换装置既可以采用挤压套以冷挤压方式固定在钢绞线上，也可以采用孔口外锚头所使用的常规锚具、夹具固定在钢绞线上，还可以使用特制的小型锚具、夹具。膜袋与拉筋盘、穿筋盘的连接，可以采用直接加螺钉加压环固定的方法，也可以采用套接后加螺钉压环，或套接后以扎丝或拉绳或拉簧等收口固定，或套接后封口固定等等方法，套接时在导向帽尾部可附设防脱件，以防施工中导向帽掉落。同时，膜袋既可以将锚筋前端和荷载转换装置包含在内，也可以不将锚筋前端和荷载转换装置包含在内。进一步地，所述穿筋盘上活动穿设有构造构件，其前端端头与拉筋盘固定连接，构造构件的作用是为穿筋盘前后移动提供滑轨。构造构件既可以是实心的条状，也可以是空心的管状、筒状，材料可采用钢材，比如钢筋、钢管或型钢，也可以采用尼龙、工程塑料、铝材、铜材、玻璃纤维、碳纤维等等材料。构造构件既可以单独设置，也可以和灌浆管Ⅱ或灌浆管Ⅰ合并设置。构造构件前端与拉筋盘的固定连接，既可以采用插入式的丝扣或卡扣连接，也可以采用焊接或粘接等，构造构件还可以向前穿过拉筋盘后再与拉筋盘固定连接。在伞状扩体装置内部拉筋盘的后方、穿筋盘的前方设置限位装置，穿筋盘向前滑移时无法通过限位装置。在水泥浆凝固之前，限位装置的作用是使当穿筋盘向前滑移到某处预先设定的位置，例如长杆与短杆间铰接的连线与伞状扩体装置中轴线的交叉位置时，受到限位装置的阻挡，从而不能再继续向前滑移，这对于下倾锚固孔和竖直锚固孔而言是必须的。限位装置既可以设置在构造构件上，也可以设置在灌浆管Ⅱ或灌浆管Ⅰ上，也可以设置在锚筋上，在构造构件或灌浆管或锚筋上也可以设置变径台阶作为限位装置，还可以安设在拉筋盘或穿筋盘上；限位装置可以是块状或条状，也可以是环状或筒状等形状，限位装置使用的材料应与所安设附着的部件相同或相匹配。构造构件还有一个重要的作用是，当限位装置安设在构造构件上时，在原来由浆固体轴向抗压的基础上增加了构造构件轴向抗压，即增加了伞状扩体装置的抗压强度，从而增强了整个伞状扩大头钢筋混凝土结构承载力。而当可以利用锚筋自身作为穿筋盘滑轨时，且锚杆索的设计承载力较低的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，包括伞状扩体装置、穿过伞状扩体装置的若干根锚筋(4)，其特征在于，还包括灌浆管Ⅱ(11)，所述伞状扩体装置外套设膜袋(8)，所述灌浆管Ⅱ(11)的出浆口位于膜袋(8)以内，所述伞状扩体装置内部从前到后依次包括拉筋盘(3)、伞状折叠杆组、穿筋盘(17)。

【技术特征摘要】
1.预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，包括伞状扩体装置、穿过伞状扩体装置的若干根锚筋(4)，其特征在于，还包括灌浆管Ⅱ(11)，所述伞状扩体装置外套设膜袋(8)，所述灌浆管Ⅱ(11)的出浆口位于膜袋(8)以内，所述伞状扩体装置内部从前到后依次包括拉筋盘(3)、伞状折叠杆组、穿筋盘(17)。2.根据权利要求1所述的预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，其特征在于，所述锚筋(4)的前端活动穿过拉筋盘(3)、后端活动穿过穿筋盘(17)；所述锚筋(4)的前端设置有荷载转换装置(2)，所述荷载转换装置(2)与拉筋盘(3)接触，用于将锚筋(4)所受拉力传递至拉筋盘(3)；所述膜袋(8)的前后两端分别与拉筋盘(3)、穿筋盘(17)连接。3.根据权利要求2所述的预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，其特征在于，所述穿筋盘(17)上活动穿设有构造构件(5)，构造构件(5)的前端端头与拉筋盘(3)固定连接，构造构件(5)用于为穿筋盘(17)前后移动提供滑轨。4.根据权利要求2所述的预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，其特征在于，在伞状扩体装置内部拉筋盘(3)的后方、穿筋盘(17)的前方设置限位装置(14)，穿筋盘(17)向前滑移时无法通过限位装置(14)。5.根据权利要求2所述的预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，其特征在于，在伞状扩体装置内拉筋盘(3)的后方、穿筋盘(17)的前方设置止退装置(15)，穿筋盘(17)向前滑移时允许单向通过止退装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓理，
申请(专利权)人：刘晓理，
类型：新型
国别省市：四川,51