CN101538856A - 一种扩大头锚杆的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扩大头锚杆的施工方法，它是在钻机钻孔到待设置扩大头位置后，将钻头更换为偏心钻头进行冲击钻进，利用偏心钻头的横向冲击作用，实现扩孔钻进形成扩大头。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种扩大头锚杆的施工方法，具体是涉及一种利用偏心钻头进行扩大头锚杆施工的方法。
[背景技术]
锚杆被大量用于基坑支护、边坡支护、滑坡治理以及建筑物抗浮工程中。现行的锚杆施工工艺一般是先用钻机(包括各种专用的锚杆机)钻孔，再将锚杆杆体放入孔内，然后向孔内注浆，浆液凝固后锚杆即可承受拉力。用钻机钻成的锚孔一般都是圆柱形的，直径较小，锚杆抗拔力小，变形较大。扩大头锚杆无疑是提高抗拔力减小位移的最好方法。但是，扩大头的实现却是一具难点。
为了实同扩孔，人们提出了一些办法，但都有一定的局限性。在专利号为ZL01103578.1和ZL200510021318.9的中国发明专利中，本发明的发明人提出了基于高压喷射原理的两种扩孔方法和装置。但是这两种方法对不宜采用液体喷射的地层和硬度较大的地层和岩石则不适用。
[发明内容]
本发明的目的是提出一种适用于岩石和土层的采用偏心钻头进行冲击钻进扩孔的扩大头锚杆的施工方法。
实现上述目的的一种技术方案是，一种扩大头锚杆的施工方法，包括如下工艺步骤：
(1)采用钻机钻孔至待设置扩大头的位置；
(2)将钻头更换为偏心钻头；
(3)将偏心钻头放入钻孔到待设置扩大头的位置进行冲击钻进，利用偏心钻头的横向冲击作业实现扩孔钻进；
(4)将锚杆杆体放入钻孔内；
(5)向钻孔内注浆。
本发明的另一技术方案是，一种扩大头锚杆的施工方法，包括如下工艺步骤：
(1)采用钻机钻孔至待设置扩大头的位置；
(2)将钻头更换为偏心钻头；
(3)将偏心钻头放入钻孔到待设置扩大头的位置进行冲击钻进，利用偏心钻头的横向冲击作业实现扩孔钻进；
(4)向钻孔内注浆；
(5)将锚杆杆体放入钻孔内。
为本发明的目的，还提供一种扩大头锚杆施工装置，包括钻机和钻具，其特征在于至少有一个普通钻头和一个与普通钻头直径相等的偏心钻头。
优选的是，所述的偏心钻头，其特征在于所述偏心钻头与钻杆连接处为平顺的过渡面。
本发明采用上述技术方案，有益的技术效果和优点在于：
(1)能适用于较硬的土层和岩石层，还可以适用于无水作业。冲击钻进(包括气压冲击和油压冲击)是一种广泛适用于较硬土层和岩石的钻孔方法，当采用风压吹渣时还可以实现无水作业，适合于高边坡不宜带水作业或者对水敏感的地层。对于普通钻头，钻杆位于钻头的中心，钻机向钻头提供的是轴向冲击力，所成的钻孔为一个与钻头直径基本相等的圆柱形状。将普通钻头更换为偏心钻头之后，由于钻杆的中心与钻头的中心并不重合，钻机经钻杆传递给钻头的冲击力发生偏心，除了产生轴向冲击作用以外，还将产生横向冲击效果，所成钻孔将大于钻头的直径，达到扩孔钻进的目的。钻机在冲击钻进时一般还会驱动钻头旋转，加强偏心扩孔效果，形成一个直径大于钻头的圆柱状孔洞。
(2)本发明简单易行，不需要增加新的设备，也不需要对现有设备进行复杂的改造，只需配置一个普通钻头和一个偏心钻头即可。下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
[附图说明]
附图1是本发明的基本施工工艺流程图。
附图2是偏心钻头示意图。
[具体实施方式]
实施例一、一种扩大头锚杆的施工方法，见图1，其基本工艺步骤如下：
步骤一：见图1(a)，采用钻机3钻孔，钻杆2直径为50mm，普通钻头1直径为110mm，钻孔孔径为110mm。
步骤二：钻孔至待设置扩大头的位置后，将钻头1更换为偏心钻头4。更换方法可以多种，如可以将钻头1从钻孔中退出，从钻杆2上卸下，将偏心钻头4装在钻杆2上。当钻头与潜孔冲击器集成为一个整体时，可以拆换钻头，也可以将整体更换。有的厂家的设备配置的是一个顶冲，根据具体情况，可以拆换钻头，也可以将顶冲一起更换。
步骤三：见图1(b)，将换上的偏心钻头4放入钻孔到待设置扩大头的位置进行冲击钻进，利用偏心钻头的横向冲击作用实现扩孔钻进。偏心钻头4的直径可与钻头1基本相同(以放入和取出方便为宜)。本例偏心钻头4的直径与钻头1相等，为110mm。偏心钻头4所钻的孔洞6的孔径比其钻头直径大，本例中最大可达3×110-2×50＝230mm，比普通钻头1所钻的孔洞5的孔径110mm增大了1.1倍。
步骤四：见图1(c)，钻孔完成后取出钻具，将锚杆杆体7放入钻孔内。锚杆杆体7可以是钢筋、钢绞线、以及玻璃纤维等各种材料。
步骤五：见图1(d)，向钻孔内注浆，浆液凝固后形成注浆体8.
上述实施例中，必要时还可以对锚杆施加预应力，实施张拉锁定。
实施例二、一种扩大头锚杆的施工装置，结合图1和图2，包括钻机3、钻杆2、普通钻头1和偏心钻头4。偏心钻头4直径与普通钻头1基本相等。普通钻头1的轴线11与钻杆2的轴线12是重合的，偏心钻头4的轴线13与钻杆2的轴线是偏离的。施工时，在锚杆设计的普通段采用普通钻头1钻进；到达设计的扩大头段位置时，将普通钻头1更换为偏心钻头4进行冲击钻进，利用偏心钻头4的横向冲击作用实现扩孔钻进。为了便于从钻孔中取出偏心钻头4，防止在钻孔孔径变化处卡住钻头，偏心钻头4在其与钻杆2连接处设置为平顺的过渡面10。
本发明所述锚杆，既包括预应力锚杆、非预应力锚杆以及土钉，还包括各种不同杆体材料的锚杆，如钢筋锚杆、钢绞线锚杆(俗称锚索)以及竹筋锚杆等；本发明所述锚杆，还包括水平方向、倾斜方向以及竖直方向的锚杆等。本发明对以上这些锚杆都是适用的。
Claims (4)
1、一种扩大头锚杆的施工方法，包括如下工艺步骤：
(1)采用钻机钻孔至待设置扩大头的位置；
(2)将钻头更换为偏心钻头；
(3)将偏心钻头放入钻孔到待设置扩大头的位置，进行冲击钻进，利用偏心钻头的横向冲击作用实现扩孔钻进；
(4)将锚杆杆体放入钻孔内；
(5)向钻孔内注浆。
2、一种扩大头锚杆的施工方法，包括如下工艺步骤：
(1)采用钻机钻孔至待设置扩大头的位置；
(2)将钻头更换为偏心钻头；
(3)将偏心钻头放入钻孔到待设置扩大头的位置，进行冲击钻进，利用偏心钻头的横向冲击作用实现扩孔钻进；
(4)向钻孔内注浆；
(5)将锚杆杆体放入钻孔内。
3、一种扩大头锚杆施工装置，包括钻机和钻具，其特征在于至少有一个普通钻头和一个与普通钻头直径相等的偏心钻头。
4、根据权利要求3所述的偏心钻头，其特征在于所述偏心钻头与钻杆连接处为平顺的过渡面。
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