岩土支护结构的外展增强技术及实现方法技术

本发明专利技术公开了一种岩土支护结构的外展增强技术及实现方法。岩土支护结构主体采用常规方法施工，外展增强体为实心或空心的预制结构，由一种孔内压打装置从主体的外表面插打入周边岩土体，并在一端与主体可靠的锚固连接。孔内压打装置包括地面支架、线缆盘、外展增强体储存箱、夹持机构、孔壁反力支撑机构、岩石钻孔机构、动力系统、控制系统和环境感知及运行监测系统。在动力系统的驱动下，夹持机构握持增强体，并将其以设定方向与角度插打入围岩，从而实现调动更多周围岩土体参与受力的目的。从而实现调动更多周围岩土体参与受力的目的。从而实现调动更多周围岩土体参与受力的目的。

【技术实现步骤摘要】
岩土支护结构的外展增强技术及实现方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，具体是指岩土支护结构的外展增强技术及通过一种孔内压打装置将预制的外展增强体插打入周围岩土体的实现方法。

技术介绍

[0002]岩土支护结构，包括但不限于混凝土灌注桩、混凝土管桩、钢管桩、地下连续墙、重力式基础、沉井基础、吸力沉箱基础、隧道锚、抗滑桩、挡土墙、锚索、锚杆等，其承载力主要来自岩土体提供的端侧阻力和表面摩擦力，同时工程实践表明，对于同样的岩土层，其端侧阻力可以是表面摩擦力的几十倍。
[0003]传统的岩土支护结构，无论施工方式是现浇制作还是预制压(沉)入，与岩土体接触的外表面均比较规则，因而未能充分利用周边岩土体的端侧阻力，导致投资、工期和材料消耗均比较大。另外对于混凝土灌注桩和管桩，目前提出了桩端扩孔、挤扩支盘、施加倒刺和树枝桩技术，但其实现方法不够灵活、可靠，存在较大提升空间。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为了更加灵活可靠的调动更多周围岩土体的端侧阻力，本专利技术提供了一种岩土支护结构的外展增强技术及通过孔内压打装置施加预制外展增强体的实现方法。
[0005]本专利技术采取的技术方案如下：一种岩土支护结构的外展增强技术及实现方法，其特征在于：包括岩土支护结构主体、预制的外展增强体；岩土支护结构主体采用传统方法施工，预制的外展增强体从主体的外表面伸入周边岩土体，并在一端与主体可靠的锚固连接；预制增强体贯入岩土体的过程由一种孔内压打装置实施完成。
[0006]外展增强体为实心或空心的预制构件，其材质、截面形状和打入土体的位置、角度与受力模式及岩层特性相匹配。当某一层级的增强体为预制的空心构件时，通过其内部空腔可以实施下一层级的外展增强体，这种增强体的层级嵌套一般不超过3层。
[0007]岩土支护结构主体与外展增强体、或外展增强体之间可通过预应力拉索等方式连接；多个预制的外展增强体可通过首尾连接的方式实现接长，相邻主体之间也可以通过外展增强体连接以提升整体性。
[0008]作为优选地，多个预制外展增强体之间可以通过承插、挤密、螺纹和后注浆等方式实现连接。
[0009]孔内压打装置包括地面支架、线缆盘、外展增强体储存箱、夹持机构、孔壁反力支撑机构、岩石钻孔机构、动力系统、控制系统和环境感知及运行监测系统。孔内压打装置可适应狭小空间及水下带泥浆作业，其整体性能、外展增强体的几何形状与支护结构主体的成孔或空腔大小及岩土压贯阻力相匹配。
[0010]作为优选地，夹持机构对于外展增强体有不少于2个夹持点，并可以将其以任意设定方向与角度插打入周围岩土体。
[0011]采用上述方法本专利技术取得的有益效果如下：本方案采用孔内压打装置来实施预制外展增强体，增强体的材质、形状和打入的位置、角度可根据受力模式和土层情况灵活设计、调整，实施效果也更为高效、可靠；采用增强体接长和嵌套技术，可进一步实现在较少投入的前提下调动更多周围岩土体抗力的目的。
附图说明
[0012]图1为本专利技术提出的以承受竖向拉压为主的预制混凝土管桩础示意图，其中：1、预制混凝土管桩主体，2、管桩内部空腔，3、预留的外展增强体打入接口，4、外展增强体，5、外展增强体之间的接头；
[0013]图2为本专利技术提出的以承受水平力为主的地下连续墙示意图，其中：1、地下连续墙主体，2、地面，3、外展增强体，4、一级嵌套的外展增强体，5、外展增强体之间的接头；
[0014]图3为本专利技术提出的以承受斜向拉拔为主的隧道锚示意图，其中：1、隧道锚结构主体，2、侧面的外展增强体，3、底面的外展增强体，4、底面一级嵌套的外展增强体。
[0015]各种岩土支护结构可根据其受力特点，参照上述3个示意图实施外展增强技术，并且可根据实际情况采用增强体加长、嵌套和相互连接的方式来提高系统的整体刚度和承载力。
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。
[0018]参照图1和图2，本专利技术提供一种岩土支护结构的外展增强技术及实现方法，包括岩土支护结构主体和预制的外展增强体。主体采用常规方法施工，外展增强体为预制结构，由一种孔内压打装置从主体的外表面插打入周边岩土体，并在一端与主体可靠的锚固连接。
[0019]孔内压打装置包括地面支架、线缆盘、外展增强体储存箱、夹持机构、孔壁反力支撑机构、岩石钻孔机构、动力系统、控制系统和环境感知及运行监测系统。预制的外展增强体存放于储存箱中，夹持机构用于握持增强体，孔壁反力支撑机构提供支撑反力，动力系统提供用于克服岩土压贯阻力的作用力。
[0020]孔内压打装置工作时，装载预制增强体的主机由线缆下放至孔(槽)内预定位置。对于贯入阻力较少的岩土体，孔内压打装置通过静压、振动或锤击等方式将外展增强体直接插打岩土体，对于贯入阻力较大的岩体，则采取岩石钻孔机构成孔再插打增强体的方式实施。
[0021]如图1所示，对于预制压(沉)入的岩土支护结构主体，制作时在其外表面设定位置预留外展增强体打入接口，并同时预留内部操作空腔，待主体施工到位之后，在其内部空腔内用孔内压打装置把外展增强体通过预留接口打入周围岩土体；主体在接口处局部加强，外展增强体和主体通过挤密、插扣或螺栓等方式实现连接。
[0022]如图2所示，对于现浇的岩土支护结构主体，在主体开挖成孔(槽)之后即用孔内压打装置把外展增强体打入预定的位置，增强体在端部外露一定长度，待主体混凝土浇筑之后二者锚固连接成为一体。
[0023]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
[0024]以上对本专利技术及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本专利技术的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩土支护结构的外展增强技术及实现方法，其特征在于：包括岩土支护结构主体、预制的外展增强体；预制的外展增强体从岩土支护结构主体的规则外表面伸入周边岩土体，并在一端与主体可靠的锚固连接；预制增强体贯入岩土体的过程由一种孔内压打装置实施完成。2.根据权利要求1所述的一种岩土支护结构的外展增强技术及实现方法，其特征在于：外展增强体为实心或空心的预制构件，包括但不限于钢筋混凝土构件、预应力钢筋混凝土构件，钢筋、型钢、钢管，混凝土外包钢筋、型钢、钢管，及其他钢
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混凝土组合结构或树脂材料构件。3.根据权利要求1所述的一种岩土支护结构的外展增强技术及实现方法，其特征在于：岩土支护结构主体与外展增强体、或外展增强体之间可通过预应力拉索等方式连接；多个预制的外展增强体可通过首尾连接的方式实现接长，相邻主体之间也可以通过外展增强体连接。4.根据权利要求3所述的一种岩土支护结构的外展增强技术，其特征在于：当某一层级的外展增强体为预制的空心构件时，通过其内部空腔可以实施下一层级的外展增强体，这种外展增强体的层级嵌套可以是1层、2层或3层。5.根据权利要求1所述的一种岩土支护结构的外展增强技术及实现方法，其特征在于：一种预制增强体孔内压打装置，包括地面支架、线缆盘、外展增强体储存箱、夹持机构、孔壁反力支撑机构、岩石钻孔机构、动力系统、控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丰成，
申请(专利权)人：彭丰成，
类型：发明
国别省市：