CN103437354B

CN103437354B - 排水锚杆及施工方法

Info

Publication number: CN103437354B
Application number: CN201310383960.6A
Authority: CN
Inventors: 孔纲强
Original assignee: Hunan City University
Current assignee: Hunan City University
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: CN103437354A

Abstract

本发明公开了一种同时具有排水功能和保护金属锚筋或锚索不受腐蚀的排水锚杆，它包括与外锚钢板连接的锚筋或锚索，其特征是锚筋或锚索外套有土工袋，土工袋内和土工袋外分别浇筑有不透水混凝土和透水混凝土，构成包括不透水钢筋混凝土锚固体、透水素混凝土锚固体的锚杆；外锚钢板与锚筋或锚索的端部上浇筑有不透水混凝土和透水混凝土构成外锚墩；其施工方法包括施工准备、钻孔、注浆、浇筑外锚墩，本发明将锚杆施工和排水系统施工统一在一起，施工方法简单，工期短，成本低，土工袋的采用，可以有效控制不透水钢筋混凝土锚固体和透水素混凝土锚固体的直径（或壁厚），且设置的鼓出口袋，在灌注不透水混凝土之后，形成扩大盘，可以有效提高锚固体与岩土体之间的咬合力。

Description

排水锚杆及施工方法

技术领域

本发明涉及一种岩土锚固工程技术领域，具体地说是一种排水锚杆及施工方法。

背景技术

锚杆加固岩土体边坡，是目前工程界常用的重要方法之一；岩土体中的渗透水往往是造成岩土体边坡滑塌破坏的罪魁祸首。实际工程中，受施工不规范、泥土沉积等因素影响，边坡挡护结构的排水孔及结构背后的反滤层易发生淤堵，导致边坡挡护工程反滤排水系统的排水功能失效；锚杆与岩土体之间的接触面，往往成为渗透水通道，从而造成锚杆锈蚀破坏，散失锚固力；最终造成边坡破坏等工程事故。

专利号为201020521134.5，发明名称为排水锚杆的专利公开了一种排水杆体，其特征为在杆体的中部套装侧壁具有通过液体的缝隙或通孔的透水套筒，透水套筒的两端分别顶在轴肩或挡板上、透水套筒的外表面包覆有滤布，杆体两端为锚固端。它利用带滤布的透水套筒，可以有效地将岩土体中的水排出；但是，所采用的套筒削弱了锚杆与岩土体之间的摩擦力，降低了锚杆锚固力；渗透到套筒内的水，容易引起金属锚杆体的腐蚀，降低锚杆的锚固力和使用寿命。

申请号为201110119283.8，发明名称为排水锚杆及既有边坡挡护工程修复加固构造和施工方法的专利申请公开了一种通过连接构件形成轴向可拆卸对接的排水管和锚固管的排水锚杆。当排水管周边填料选择合适的情况下，该方法可以排除排水管附近的水；但是该法无法排出锚固段附近的水，排水管和锚固管采用可拆卸连接，严重影响了锚杆锚固力的施加；岩土体中流出的水容易引起排水管、外锚钢板，甚至锚固管的腐蚀，从而降低整体锚杆的锚固力和使用寿命。

岩土体边坡挡护结构排水通道堵塞，水从锚杆与岩土体界面渗透造成锚杆（或锚索）的锈蚀破坏，从而散失锚固力；该问题对预应力锚杆的影响更为显著。而目前将排水通道和锚杆加固支护结合在一起的已有技术中，基本上均以削弱锚固力为代价，且尚未考虑水对锚杆的锈蚀影响。因此，针对岩土体锚杆和排水孔堵塞等实际工程技术问题，开发一种同时具有排水功能和保护金属锚筋或锚索不受腐蚀的新型排水锚杆是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时具有排水功能和保护金属锚筋或锚索不受腐蚀的排水锚杆及施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种排水锚杆，它包括与外锚钢板连接的锚筋或锚索，锚筋或锚索外套有土工袋，土工袋内和土工袋外分别浇筑有不透水混凝土和透水混凝土，构成包括不透水钢筋混凝土锚固体、透水素混凝土锚固体的锚杆；外锚钢板与锚筋或锚索的端部上浇筑有不透水混凝土和透水混凝土构成外锚墩。

为了提高锚固体与岩土体之间的咬合力，本发明土工袋上设置有作为锚杆倒剌的鼓出口袋，所述鼓出口袋为顶部尖角、底部与土工袋连通的锥形体，锥形体的高度为10㎝～20㎝，锥形体穿出锚杆的高度为5㎝～17.5㎝，锥形体的底部直径为10㎝～20㎝。

本发明所述鼓出口袋布置在锚杆的1～3个横断面上，每个横断面设置2～4个鼓出口袋。

一种排水锚杆的施工方法，它包括以下步骤：

⑴按照设计孔径，采用泥浆护壁法钻孔至设计深度，设计孔深一般穿透潜在滑动面至稳定岩土体内；

⑵根据孔深，在地面制作锚筋或锚索、土工袋；

⑶在钻孔中心位置，同时下放锚筋或锚索、土工袋，土工袋套在锚筋或锚索的外面；

⑷往土工袋内和土工袋外分别利用注浆管灌注不透水混凝土和透水混凝土至孔口，并振捣密实，形成同心的不透水钢筋混凝土锚固体和透水素混凝土锚固体构成锚杆；

⑸待混凝土初凝完成后，利用外锚钢板对锚筋或锚索施加预应力，随后在外锚钢板与锚筋或锚索的端部浇筑有不透水混凝土；

⑹在包裹外锚钢板与锚筋或锚索的不透水混凝土之外，浇筑透水混凝土构成外锚墩，完成排水锚杆的整体施工。

本发明在步骤⑴中，所述钻孔直径为20㎝～50㎝，钻孔深度为1000㎝～3000㎝，且穿透潜在滑动面至稳定岩土体内200～300㎝；钻孔端部略向上倾斜，倾斜角度为0度～5度；钻孔时采用泵送泥浆护壁，且在施工过程中及时补浆。

本发明在步骤⑵中，所述锚筋为螺纹钢筋，所述锚索为钢绞线，其直径为2㎝～4㎝，长度为1100㎝～3100㎝，螺纹钢筋或钢绞线外涂红漆或沥青；所述土工袋的长度与锚筋或锚索的长度一致，土工袋的直径为15㎝～40㎝；在步骤⑷中，不透水混凝土锚固体的桩径为15㎝～40㎝，透水素混凝土锚固体的桩外径为20㎝～50㎝，壁厚为2.5㎝～10㎝。

本发明在步骤⑸中，所述外锚钢板为圆形钢板，其直径为15㎝～40㎝，厚度为2㎝～5㎝。

本发明在步骤⑹中，浇筑的透水混凝土外锚墩的形状为高度为50㎝～100㎝、上部边长为20㎝～50㎝、下部边长为40㎝～70㎝的梯形台体。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，将锚杆施工和排水系统施工统一在一起，施工方法简单，工期短，成本低，在确保锚杆高效排水、且不以损失锚固力为代价的同时，可以避免由于锚筋（或锚索）的腐蚀而造成的加固体系失效，延长整体锚杆使用寿命；土工袋的采用，可以有效控制不透水钢筋混凝土锚固体和透水素混凝土锚固体的直径（或壁厚），且设置的鼓出口袋，在灌注不透水混凝土之后，形成扩大盘，可以有效提高锚固体与岩土体之间的咬合力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的横向截面结构示意图；

图3是图1的A-A剖面放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

由图1、图2、图3可知，一种排水锚杆，它包括与外锚钢板连接的锚筋或锚索4，锚筋或锚索4外套有土工袋7，土工袋7内和土工袋7外分别浇筑有不透水混凝土和透水混凝土，构成包括不透水钢筋混凝土锚固体5、透水素混凝土锚固体6的锚杆；外锚钢板9与锚筋或锚索4的端部上浇筑有不透水混凝土和透水混凝土构成外锚墩10。

为了提高锚固体与岩土体之间的咬合力，本发明土工袋7上设置有作为锚杆倒剌的鼓出口袋8，所述鼓出口袋8为顶部尖角、底部与土工袋连通的锥形体，锥形体的高度为10㎝～20㎝，锥形体穿出锚杆的高度为5㎝～17.5㎝，锥形体的底部直径为10㎝～20㎝。

本发明所述鼓出口袋8布置在锚杆的1～3个横断面上，每个横断面设置2～4个鼓出口袋8；所述鼓出口袋8在横断面上均布设置。

本实施例鼓出口袋8布置在锚杆的2个横断面上，每个横断面设置3个鼓出口袋8并均布；所述鼓出口袋8为顶部尖角、底部与土工袋连通的锥形体，锥形体的高度为15㎝，锥形体穿出锚杆的高度为10㎝，锥形体的底部直径为15㎝。

一种排水锚杆的施工方法，它包括以下步骤：

⑴首先平整施工场地，在边坡凌空面1测量放线，按照设计位置要求，钻机就位，按照设计孔径，采用泥浆护壁法钻孔至设计深度，设计孔深一般穿透潜在滑动面3至稳定岩土体内；

本实施例钻孔直径为40㎝，钻孔深度为3000㎝，穿透潜在滑动面3至稳定岩土体内300㎝，倾斜角度为2度。

⑵根据孔深，在地面制作锚筋或锚索4、土工袋7；

本发明在步骤⑵中，所述锚筋为螺纹钢筋，所述锚索为钢绞线，其直径为2㎝～4㎝，长度为1100㎝～3100㎝，螺纹钢筋或钢绞线外涂红漆或沥青，以提高螺纹钢筋（或钢绞线）的耐腐蚀性；所述土工袋7的长度与锚筋或锚索的长度一致，土工袋7的直径为15㎝～40㎝；

本实施例为锚筋，锚筋采用螺纹钢筋，直径为3㎝，长度为3100㎝，土工袋7的直径为30㎝；

本发明所述鼓出口袋8布置在锚杆的1～3个横断面上，每个横断面设置2～4个鼓出口袋8，所述鼓出口袋8在横断面上均布设置。

本实施例鼓出口袋8布置在锚杆的2个横断面上，每个横断面设置3个鼓出口袋8；所述鼓出口袋8为顶部尖角、底部与土工袋连通的锥形体，锥形体的高度为15㎝，锥形体穿出锚杆的高度为10㎝，锥形体的底部直径为15㎝。

⑶在钻孔中心位置，同时下放锚筋或锚索4、土工袋7，土工袋7套在锚筋或锚索4的外面；

⑷往土工袋7内和土工袋7外分别利用注浆管灌注不透水混凝土和透水混凝土至孔口，并振捣密实，形成同心的不透水钢筋混凝土锚固体5和透水素混凝土锚固体6构成锚杆，同时，土工袋7内的鼓出口袋8在不透水混凝土注浆压力的作用下自动鼓胀，在岩土体中形成锥形体扩大盘；

在步骤⑷中，不透水混凝土锚固体5的桩径为15㎝～40㎝，透水素混凝土锚固体6的桩外径为20㎝～50㎝，壁厚为2.5㎝～5㎝。

本实施例不透水混凝土锚固体5的桩径为30㎝，透水素混凝土锚固体6的桩外径为40㎝，壁厚为5㎝。

本发明在步骤⑸中，所述外锚钢板9为圆形钢板，其直径为15㎝～40㎝，厚度为2㎝～5㎝。

本实施例外锚钢板9直径为40㎝，厚度为4㎝。

本发明在步骤⑹中，浇筑的透水混凝土外锚墩10的形状为高度为50㎝～100㎝、上部边长为20㎝～50㎝、下部边长为40㎝～70㎝的梯形台体。

本实施例透水混凝土外锚墩10的形状为高度为50㎝、上部边长为50㎝、下部边长为70㎝的梯形台体。

重复步骤⑴～步骤⑹，完成边坡上所有锚杆的施工，随后在边坡凌空面1和坡顶2表面设置表面排水沟11，完成对边坡挡护工程的施工。

本发明通过布置同心的不透水钢筋混凝土锚固体5和透水素混凝土锚固体6形式，经济、有效地解决了排水、确保锚固力和锚筋或锚索4耐腐蚀等技术问题。透水素混凝土锚固体6、透水混凝土外锚墩10和边坡表面排水沟11，构成贯通的排水体系，岩土体内的渗透水可以通过该排水体系有效的排出边坡以外，且该排水系统不会堵塞、不对锚筋或锚索4产生腐蚀效应。土工袋7的采用，可以有效控制不透水钢筋混凝土锚固体5和透水素混凝土锚固体6的直径（或壁厚）。土工袋7上设置的鼓出口袋8，在灌注不透水混凝土之后，形成扩大盘，似锚杆上设有倒剌，这样，可以有效提高锚固体与岩土体之间的咬合力。锚筋或锚索4埋设在不透水混凝土锚固体5内，且锚筋或锚索4外侧涂红漆或沥青薄层，可以有效提高锚筋或锚索4的耐腐蚀性。与常规锚杆加固边坡技术相比，在确保锚杆高效排水、且不以损失锚固力为代价的同时，可以避免由于锚筋或锚索4的腐蚀而造成的加固体系失效，延长整体锚杆使用寿命。

本发明将锚杆施工和排水系统施工统一在一起，施工简单，工期短、成本低，效果显著，经济效益明显。

实施例2：

本实施例在土工袋7上不设置鼓出口袋8。

余同实施例1。

Claims

1.一种排水锚杆，它包括与外锚钢板连接的锚筋或锚索，其特征是锚筋或锚索外套有土工袋，所述土工袋上设置有作为锚杆倒剌的鼓出口袋，所述鼓出口袋为顶部尖角、底部与土工袋连通的锥形体，土工袋内和土工袋外分别浇筑有不透水混凝土和透水混凝土，构成包括不透水钢筋混凝土锚固体、透水素混凝土锚固体的锚杆；外锚钢板与锚筋或锚索的端部上浇筑有不透水混凝土和透水混凝土构成外锚墩。

2.一种排水锚杆的施工方法，其特征是它包括以下步骤：

⑵根据孔深，在地面制作锚筋或锚索、土工袋，土工袋上设置有作为锚杆倒剌的鼓出口袋，所述鼓出口袋为顶部尖角、底部与土工袋连通的锥形体；

3.根据权利要求2所述排水锚杆的施工方法，其特征是在步骤⑴中，所述钻孔直径为20㎝～50㎝，钻孔深度为1000㎝～3000㎝，且穿透潜在滑动面至稳定岩土体内200～300㎝；钻孔端部略向上倾斜，倾斜角度为0度～5度；钻孔时采用泵送泥浆护壁，且在施工过程中及时补浆。

4.根据权利要求2所述排水锚杆的施工方法，其特征是在步骤⑵中，所述锚筋为螺纹钢筋，所述锚索为钢绞线，其直径为2㎝～4㎝，长度为1100㎝～3100㎝，螺纹钢筋或钢绞线外涂红漆或沥青；所述土工袋的长度与锚筋或锚索的长度一致，土工袋的直径为15㎝～40㎝；在步骤⑷中，不透水混凝土锚固体的桩径为15㎝～40㎝，透水素混凝土锚固体的桩外径为20㎝～50㎝，壁厚为2.5㎝～10㎝。

5.根据权利要求2所述排水锚杆的施工方法，其特征是在步骤⑸中，所述外锚钢板为圆形钢板，其直径为15㎝～40㎝，厚度为2㎝～5㎝。

6.根据权利要求2所述排水锚杆的施工方法，其特征是在步骤⑹中，浇筑的透水混凝土外锚墩的形状为高度为50㎝～100㎝、上部边长为20㎝～50㎝、下部边长为40㎝～70㎝的梯形台体。

7.根据权利要求2或4或5或6所述排水锚杆的施工方法，其特征是所述锥形体穿出锚杆的高度为5㎝～17.5㎝，锥形体的底部直径为10㎝～20㎝。

8.根据权利要求7所述排水锚杆的施工方法，其特征是所述鼓出口袋布置在锚杆的1～3个横断面上，每个横断面设置2～4个鼓出口袋。