【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种变径钢筋笼旋喷锚索结构及其施工方法。
技术介绍
1、为提高锚索在基础中的稳定性，通常需要在锚索的底部设置变径钢筋笼，变径钢筋笼需要通过上部较细的锚索孔到达锚索孔底部，并进入到预留的扩大头腔室内，再使变径钢筋笼由收缩状态进入到打开状态，然后向扩大头腔室内注入纯水泥浆或混凝土，使打开后的变径钢筋笼与混凝土或纯水泥浆形成为一个整体，即变径钢筋笼扩大头，以提高锚索在基础中的稳定性。
2、在施工锚索孔时，根据不同地质结构，采用不同的施工方法，对于硬质地层，一般形成干式空孔，对于软土地层，由于易塌孔，形成干式空孔困难，一般采用泥浆护壁的湿法成孔。虽然干式空孔易于安装锚索，但在实际的施工中，由于钻杆的触碰，很难完全清空扩大头腔室，扩大头腔室内或多或少都会残留部分土方，而且在锚索进入到锚索孔内时，由于变径钢筋笼的触碰，也会导致孔壁塌方。现有的变径箍筋笼在打开时，是依靠其自身所携带的弹性机构来推动变径钢筋笼的竖筋向外移动，并到达其设定位置。当扩大头腔室内所残留的土方影响竖筋的移动时，则竖筋无法到达其设定位置，使得变径钢筋笼无法完全打开，影响变径钢筋笼扩大头的强度。
3、而采用湿法成孔时，锚索孔内的淤泥很难排除干净，也同样导致变径钢筋笼的无法完全打开，易形成水泥浆包裹泥土的现象，无法形成所希望的扩大头，导致扩大头的承载力降低，使得施工质量难以控制。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本申请首先提出了一种变径钢筋笼旋喷锚索结构，其包括插入到锚索孔内的钢结构和包裹
2、该竖筋组包括若干根环绕该锚索组间隔设置的竖筋，对应于每一竖筋，均具有一上铰接筋和一下铰接筋，该上铰接筋的两端分别铰接在所对应的竖筋的上部和上锚固部上，下铰接筋的两端分别铰接在所对应的竖筋的下部和下锚固部上；将上锚固部朝下锚固部方向推动，能够使竖筋由收缩状态到达打开状态；
3、在上锚固部具有一上钻杆孔，在下锚固部上具有一下钻杆孔，该上钻杆孔与下钻杆孔在锚索孔的延伸方向上同轴设置；旋喷钻杆的杆体的下端沿径向缩径形成一缩径段并形成一朝向旋喷钻杆下端面的台阶面，该缩径段能够依次穿过上钻杆孔和下钻杆孔，并使台阶面抵压在下钻杆孔的上侧边缘上，将钢结构送入到锚索孔内；在将钢结构送入到锚索孔内后，利用旋喷钻杆喷射水泥浆进行扩孔，形成扩大头容腔，再向上提升旋喷钻杆，并使该台阶面抵压在上钻杆孔的上侧边缘，将上锚固部朝下锚固部方向推动，使竖筋由收缩状态到达打开状态；软索箍筋缠绕在竖筋组上；至少在缩径段的下端设置有喷浆孔。
4、本申请中，锚索孔是采用旋喷工艺形成，在锚索孔内具有由水泥浆和土方混合形成的水泥土，利用水泥土的支持作用，避免了锚索孔的坍塌。利用旋喷钻杆上的台阶面将钢结构送入到锚索孔内，然后利用旋喷钻杆进行扩孔，最后利用台阶面推动上锚固部向下移动，对竖筋进行推动使其到达打开状态。由于本申请能够有效地避免锚索孔的坍塌，且锚索孔的土方被混合在水泥浆内，并与水泥浆共同形成水泥土，没有独立存在的土块或淤泥块，避免了水泥浆包裹泥土的形成。本申请利用水泥土所具有的流动性，能够将变径钢筋笼顺利地送入到其设定位置，在完成扩大头容腔的形成后，再利用旋喷钻杆对上锚固部进行推动，使竖筋向外移动，由于能够直观地确认旋喷钻杆的移动距离，从而能够保证竖筋的移动距离，并使竖筋到达其设定位置，保证了变径钢筋笼扩大头的质量。
5、具体地，该上锚固部包括一上承压板和形成在上承压板下侧的上铰接环，该上铰接环的外径小于上承压板的外径，上铰接筋铰接在该上铰接环上；
6、该下锚固部包括一下承压板和形成在下承压板上侧的下铰接环，该下铰接环的外径小于下承压板的外径，下铰接筋铰接在该下铰接环上；
7、当竖筋处于收缩状态时，上铰接筋远离上锚固部的一端沿倾斜方向朝下锚固部的方向延伸，且下铰接筋远离下锚固部的一端沿倾斜方向朝上锚固部的方向延伸；
8、当竖筋处于打开状态时，上铰接筋背离下锚固部的一侧能够抵压在上承压板上，且下铰接筋背离上锚固部的一侧能够抵压在下承压板上。
9、利用上述结构，能够使得竖筋顺利地由收缩状态到达打开状态。由于竖筋、上铰接筋、下铰接筋以及锚索组形成一个四连杆结构，具有不稳定性，利用上承压板和下承压板分别对上铰接筋和下铰接筋的挤压限位，能够固定竖筋在打开时的位置，并将该位置作为竖筋在打开时的设定位置，由此能够保证扩大头部的形状和强度达到设定要求。
10、进一步，为顺利地将下锚固部固定在各锚索上，该下锚固部包括一下承压板，对应于每根锚索，在下承压板上均设置有一呈通孔状的锚固孔，该锚固孔背离上锚固部的一端形成为小端朝向上锚固部的圆锥孔，一夹片组布置在该圆锥孔内，在下承压板背离上锚固部的一侧设置有一挤压板，锁紧螺栓将挤压板连接在下承压板上，并使挤压板将该夹片组中的夹片紧密地挤压在圆锥孔内，使得锚索经该夹片组固定在下承压板上。
11、下承压板与夹片组共同形成为夹片式锚具，具有操作方便、夹持稳定的优势，成为锚索的常规锚具，但其需要锚索的拉力来保证其对锚索的锁定，但在对锚索进行张拉前，夹片处于松弛状态，无法保证下锚固部稳定地保持在锚索上。在该设计中，利用挤压板预先对夹片进行挤压，以使夹片将锚索锁定在下锚固部上，避免下锚固部从锚索上滑落，或者部分锚索从下锚固部上脱出而无法完成后续的预应力施加。
12、进一步，对应于每根锚索，在压紧板与夹片组之间均具有一套设在锚索上的挤压管，压紧板将挤压管紧密地压持在夹片上，压紧管朝向夹片的一端仅抵压在夹片的端面上。在实际施工中，夹片可能会完全容纳在圆锥孔内，此时，仅依靠压紧板无法将夹片紧密地抵压在圆锥孔内，易于导致夹片对锚索的锁定力不足，使得在后续的预应力施加中，锚索可能会从锚固孔内脱出，无法完成预应力的施加。利用压紧管来消除上述问题，则能够保证夹片将锚索紧密地锁固在下锚固部上。
13、进一步，为确保旋喷钻杆上的台阶面能够顺利地对上锚固部进行推动，以使竖筋到达打开状态，在上锚固部背离下锚固部的一侧固定安装有弹性定位机构，该弹性定位机构包括至少一个弹性定位器，每一弹性定位器均包括一外壳、一定位杆以及一弹性件，该外壳具有沿锚索孔的径向延伸的导向腔，该导向腔具有朝向中心轴线方向的开口，弹性件布置在该导向腔内，定位杆经导向腔的开口滑动地插入到导向腔内、并对弹性件进行压缩；在弹性件的推动下，该定位杆背离弹性件的一端能够抵压在旋喷钻杆上，当旋喷钻杆向上回缩且使台阶面到达定位杆的上侧时，该定位杆在弹性件的推动下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变径钢筋笼旋喷锚索结构，其特征在于，包括插入到锚索孔内的钢结构和包裹在该钢结构上的水泥土，该锚索孔采用旋喷工艺形成；该钢结构包括一锚索组和一变径钢筋笼，其中变径钢筋笼位于锚索孔的扩大头部内；该变径钢筋笼包括一下锚固部、一上锚固部和一竖筋组，该锚索组包括2-10根相互平行并沿锚索孔的轴向延伸的锚索，各锚索朝向同一方向的一端形成为锚固端、背离锚固端的一端形成为张拉端，该2-10锚索环绕一中心轴线间隔设置，各锚索的锚固端均固定在该下锚固部上，且各锚索自由地穿过该上锚固部，该上锚固部位于下锚固部的上侧；
2.根据权利要求1所述的变径钢筋笼旋喷锚索结构，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的变径钢筋笼旋喷锚索结构，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的变径钢筋笼旋喷锚索结构，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的变径钢筋笼旋喷锚索结构，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的变径钢筋笼旋喷锚索结构，其特征在于，
7.权利要求1-6任一项所述的变径钢筋笼旋喷锚索结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
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