CN101644053B - 一种增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法。所述方法包括以下步骤使用成桩设备和注浆设备在软弱土层中使土体和固化剂均匀搅拌，形成搅拌桩；待搅拌桩的无侧限抗压强度达到0.7兆帕～1.5兆帕，使用钻孔设备在搅拌桩中轴的部位进行钻孔，并将孔中的碎屑清理干净；将嵌套有注浆管的锚杆/锚索杆体放入至孔底，由孔底向上进行注浆，从而形成抗拔和抗拉锚杆/锚索。本发明解决了土层锚杆/锚索不能在软土地区使用的问题，解决了因使用抗拔钻孔灌注桩而造成的泥浆污染、工期长、工艺复杂、造价高等一系列的问题，解决了加筋水泥土桩锚的易腐蚀和不耐久问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种增强土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，尤其涉及一种增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，属于土木工程领域。
背景技术
传统的土层锚杆/锚索，尤其是永久锚杆/锚索不能设在未经处理的有机质土、液限大于50％的土层和相对密度小于0.3的土层中；软土地区的抗拔钻孔灌注桩具有泥浆污染、工期长、工艺复杂、造价高等问题；加筋水泥土桩锚技术不能解决杆体的腐蚀问题。
现有的锚杆成孔设备只能钻出直径小于300毫米的钻孔，注浆后形成的注浆体与土层的接触面积小，不能提供较大的摩擦力，因此锚杆/锚索的拉力就较小。若极大地增加锚杆/锚索的长度，则会要求注浆体有较高的强度，而且现有成孔设备能力以及锚杆/锚索的有效长度问题又限制锚杆/锚索的长度。
若采用钻孔灌注桩作为抗拔桩，因为钻孔灌注桩在成孔的过程中，会产生大量的泥浆污染环境，又会因为钻孔灌注桩的工艺要求需要先成孔，加工钢筋笼，再把钢筋笼放入孔中，浇注混凝土，造成工期长，工艺复杂等问题，又因为混凝土抗拉强度低，造成工程费用高。
加筋水泥土桩锚技术中杆体容易被腐蚀，这是因为水泥土的渗透系数尤其是粉土或砂土与水泥浆搅拌形成的水泥土的渗透系数大于10-6厘米/秒，这样地下水就会透过水泥土与锚杆/锚索的杆体接触，产生地下水对锚杆/锚索杆体的腐蚀，因而降低加筋水泥土桩锚的耐久性。
发明内容
本发明针对现有软弱土层中锚杆/锚索结构抗拔和抗拉能力弱的不足，提供一种增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，包括以下步骤：
步骤10、使用成桩设备和注浆设备在软弱土层中使土体和固化剂均匀搅拌，形成直径大于300毫米的搅拌桩；
步骤20、待搅拌桩的无侧限抗压强度达到0.7兆帕～1.5兆帕，使用钻孔设备在搅拌桩中轴的部位进行钻孔，并将孔中的碎屑清理干净；
步骤30、将嵌套有注浆管的锚杆/锚索杆体放入至孔底，由孔底向上进行注浆，从而形成抗拔和抗拉锚杆/锚索。
本发明的有益效果是：本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法首先在软弱土层中施工形成直径大于300毫米的搅拌桩，对软弱土层进行了处理，从而达到了提高软弱土层复合强度的目的，使软土不再“软”。由于充分发挥了锚杆/锚索杆体的抗拉能力、注浆体的抗压能力、使水泥土和土层之间的摩擦力得到充分利用，解决了因使用抗拔钻孔灌注桩而造成的泥浆污染、工期长、工艺复杂、造价高等一系列的问题；因为注浆体具有良好的抗渗性能，解决加筋水泥土桩锚技术因为水泥土的渗透系数尤其是粉土或砂土与水泥浆搅拌形成的水泥土的渗透系数大于10-6厘米/秒，地下水就会透过水泥土与锚杆/锚索的杆体接触，产生地下水对锚杆/锚索杆体的腐蚀的问题，延长了土层锚杆/锚索的使用期。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤10中的成桩设备为深层搅拌桩钻机、高压旋喷机或者钻机。
进一步，所述步骤10中的固化剂为水泥。
进一步，所述步骤10中的搅拌桩的形状为圆柱体、类圆柱体或者哑铃状圆柱体。
进一步，所述步骤20中的钻孔设备为勘探钻机。
进一步，所述步骤20中钻孔的深度小于所述搅拌桩中轴的长度。
进一步，所述步骤30中的锚杆/锚索杆体为拉力型预应力锚杆/锚索、压力型预应力锚杆/锚索或者荷载分散型锚杆/锚索。
进一步，所述步骤30中的注浆管钢管或者塑料管。
进一步，当所述步骤30中的注浆管为钢管时，一边由孔底向上进行注浆，一边钢管拔出。
进一步，所述步骤30中注浆的材料为水泥砂浆或者纯水泥浆。
附图说明
图1为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法的流程示意图；
图2为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法中成桩结构图；
图3为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法中钻孔结构图；
图4为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法中安插锚杆/锚索杆体及注浆管的结构图；
图5为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法中注浆结构图；
图6为本发明抗拔和抗拉锚杆/锚索第一实施例的结构示意图；
图7为图6沿A-A方向的截面示意图
图8为本发明抗拔和抗拉锚杆/锚索第二实施例的结构示意图；
图9为本发明形成斜向抗拔和抗拉锚杆/锚索的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法的流程示意图。如图1所示，所述增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法包括以下步骤：
步骤10、使用成桩设备和注浆设备在软弱土层中使土体和固化剂均匀搅拌，形成直径大于300毫米的搅拌桩。
所述成桩设备为深层搅拌桩钻机、高压旋喷机或者钻机。所述固化剂为水泥。所述搅拌桩的形状为圆柱体、类圆柱体或者哑铃状圆柱体。图2为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法中成桩结构图。如图2所示，中空钻杆103在动力机械105和液压提升装置104的作用下转动，并带动钻头101上下钻动，注浆泵通过注浆口106进行注浆，浆体通过喷浆嘴102注入完成桩和注浆。
步骤20、待搅拌桩的无侧限抗压强度达到0.7兆帕～1.5兆帕，使用钻孔设备在搅拌桩中轴的部位进行钻孔，并将孔中的碎屑清理干净。
所述钻孔设备为勘探钻机。所述钻孔的深度小于所述搅拌桩中轴的长度。图3为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法中钻孔结构图。如图3所示，勘探钻机在动力机械204和液压提升装置203的作用下，带动钻头和岩芯管201、中空钻杆202上下运动进行钻孔。
步骤30、将嵌套有注浆管的锚杆/锚索杆体放入至孔底，由孔底向上进行注浆，从而形成抗拔和抗拉锚杆/锚索。
所述锚杆/锚索杆体为拉力型预应力锚杆/锚索、压力型预应力锚杆/锚索或者荷载分散型锚杆/锚索。所述注浆的材料为水泥砂浆或者纯水泥浆。所述注浆管为钢管或塑料管。当所述注浆管为钢管时，一边由孔底向上进行注浆，一边钢管拔出，以便钢管重复使用。形成的抗拔和抗拉锚杆/锚索的形状可以为圆柱体、类圆柱体或者哑铃状圆柱体。图4为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法中安插锚杆/锚索杆体及注浆管的结构图，图5为本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法中注浆结构图。如图4及图5所示，在孔中安插锚杆/锚索302和注浆管301，注浆管301连接注浆泵303，注浆泵303在注浆动力机械304的作用下通过注浆管301进行注浆。在嵌套有注浆管的锚杆/锚索杆体的同时，可以在锚杆/锚索杆体的外表面间隔设置多个具有一定厚度的承载体，该承载体的形状为空心圆柱体，锚杆/锚索杆体嵌套在空心圆柱体内与圆柱体的内壁相连，当上拔力作用到锚杆/锚索杆体时，杆体会把上拔力传递到承载体上，承载体把上拔力转变为对注浆体的压力。
图6为本发明抗拔和抗拉锚杆/锚索第一实施例的结构示意图，图7为图6沿A-A方向的截面示意图。如图6及图7所示，在本实施例中，通过本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法形成的抗拔和抗拉锚杆/锚索的形状为哑铃状圆柱体，注浆体402充满于锚杆/锚索401中，锚杆/锚索位于桩体403的中轴处。在本实施例抗拔和抗拉锚杆/锚索的结构中哑铃状突起的形成是由于步骤10中，使用注浆设备注浆形成的，通过控制注浆嘴102注浆液注射的速度，从而控制注浆液对软弱土层产生的压力，即可形成哑铃状的突起。
图8为本发明抗拔和抗拉锚杆/锚索第二实施例的结构示意图。如图8所示，在本实施例中，通过本发明增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法形成的抗拔和抗拉锚杆/锚索的形状为圆柱体，注浆体502充满于锚杆/锚索501中，锚杆/锚索位于桩体503的中轴处。
图9为本发明形成斜向抗拔和抗拉桩的结构图。如图9所示，也可以采用合适的成桩机械，形成斜向抗拔和抗拉锚杆/锚索。动力机械603和液压提升装置601带动注浆管602进行注浆。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤10、使用成桩设备和注浆设备在软弱土层中使土体和固化剂均匀搅拌，形成直径大于300毫米的搅拌桩；
步骤20、待搅拌桩的无侧限抗压强度达到0.7兆帕～1.5兆帕，使用钻孔设备在搅拌桩中轴的部位进行钻孔，并将孔中的碎屑清理干净；
步骤30、将嵌套有注浆管的锚杆/锚索杆体放入至孔底，由孔底向上进行注浆，从而形成抗拔和抗拉锚杆/锚索。
2.根据权利要求1所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述步骤10中的成桩设备为深层搅拌桩钻机或者高压旋喷机。
3.根据权利要求1所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述步骤10中的固化剂为水泥。
4.根据权利要求1所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述步骤10中的搅拌桩的形状为圆柱体、类圆柱体或者哑铃状圆柱体。
5.根据权利要求1所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述步骤20中的钻孔设备为勘探钻机。
6.根据权利要求1所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述步骤20中钻孔的深度小于所述搅拌桩中轴的长度。
7.根据权利要求1所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述步骤30中的锚杆/锚索杆体为拉力型预应力锚杆/锚索、压力型预应力锚杆/锚索或者荷载分散型锚杆/锚索。
8.根据权利要求1所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述步骤30中的注浆管为钢管或者塑料管。
9.根据权利要求8所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，当所述步骤30中的注浆管为钢管时，一边由孔底向上进行注浆，一边将钢管拔出。
10.根据权利要求1所述的增强软弱土层锚杆/锚索抗拔和抗拉能力的方法，其特征在于，所述步骤30中注浆的材料为水泥砂浆或者纯水泥浆。
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