CN103615012A - 钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，该防护结构设置在于路基两旁的边坡上，从边坡底至边坡顶的边坡护墙表面上沿路基方向水平垂直交叉布置有角钢网，角钢网的节点处上设置有垫板，垂直于边坡护墙设置有贯穿垫板和节点处深入边坡地层内的中空锚杆，所述中空锚杆内部设置有中空腔。本发明通过自钻式中空锚杆在既有挡墙、护墙后的地层中对加固体产生锚固力，借助垫板、角钢将锚固力均匀地分摊到加固体墙面，形成的加固体系整体性好，稳定性高。

Description

钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构

技术领域

本发明涉及铁路路基防护工程，具体涉及适用于地形狭窄的既有线支挡工程病害整治，也适用于铁路、公路、水利的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构。

背景技术

山区铁路地形陡峻，施工场地狭窄，特别是前期设置了护墙、挡墙的既有线工程，通常刷坡困难，而采用大型支挡结构工程施工则受场地限制，材料运输、结构施工均不利，且工效低、造价高。

目前受到原有建设时的经济条件、建设标准的影响，长期运营后既有线的护墙、挡墙等工程产生了开裂、变形，对其采用局部补浆、修补措施难以满足安全需要，虽然能消除既有护墙、挡墙上的局部裂缝、鼓胀变形点，但整体性不好。而由于整体边坡稳定，无滑坡、坍塌等地质灾害，采用框架锚索、肋柱式锚索、锚固桩、锚索桩等加固方案则需要混凝土方量大、钢材多，经济性极不适宜。

因而有必要寻找一种施工便捷、作业空间要求低、整体性好的轻便加固措施以运用于山区边坡加固及既有线病害整治。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，使其能满足地形陡峻，施工设备对施工场地要求，同时提高边坡加固体系整体性和安全性。

为实现上述目的，本发明所设计一种钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，该防护结构设置在于路基两旁的边坡上，从边坡底至边坡顶的边坡护墙表面上沿路基方向水平垂直交叉布置有角钢网，角钢网的节点处上设置有垫板，垂直于边坡护墙设置有贯穿垫板和节点处深入边坡地层内的中空锚杆，所述中空锚杆内部设置有中空腔。

进一步地，所述中控锚杆的一端为钻头，钻头预留有浆液出孔。

再进一步地，所述中控锚杆的另一端开设有灌浆口，其通过垫板设定的螺帽固定。

再进一步地，地层部分的中控锚杆外侧设置有连接套。

再进一步地，所述中空腔注入有水泥砂浆。

再进一步地，所述中空锚杆的外径H为28~35mm，其锚孔直径h为45~52mm。

再进一步地，所述中空锚杆与水平面形成的夹角α=15~20°，中空锚杆在地下深度为8~10m。

再进一步地，所述角钢网的角钢长度为6~8m，其水平、垂直间距为1.5~3m，水平第一排角钢距离轨道面高1.0~1.2m。

本发明的优点在于：

（1）对既有护墙、挡墙等支挡工程破坏小，无大的拆除工程量。

本发明采用该措施加固的既有边坡病害工点边坡现状稳定，仅局部出现开裂、变形等破坏，自钻式中空锚杆通过在既有护墙、挡墙外墙上直接呈点状施作，井字形角钢安装则通过锚杆点在外墙上拼装固定，仅对局部出现大的鼓胀变形的地方进行适当修补整平，整个施工过程中无大的拆除工作量，施工中对既有边坡稳定性不构成威胁。

实际实施中也可以根据待加固体外墙面的形状而截断长角钢，形成小块框架体系。

（2）加固后形成的支挡防护体系整体性好，稳定性高。

本发明通过自钻式中空锚杆在既有挡墙、护墙后的地层中对加固体产生锚固力，借助垫板、角钢将锚固力均匀地分摊到加固体墙面，形成的加固体系整体性好，稳定性高。

（3）施工场地要求小，工效高，既有线病害整治中对行车干扰小。

本发明中自钻式中空锚杆成孔、注浆使用的设备小巧轻便，垫板安装、锚杆螺母锁定、井字形角钢拼装采用人工或借助小型机械施作完成。在场地狭小、设备出入困难、工期紧张的的情况下，有其优越性。整个施工工序对施工场地要求低，对既有线形成干扰小。

附图说明

图1为本发明的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构断面设计图；

图2为本发明的角钢网的俯视图；

图3为图2的A-A的截面图；

图4为图2的B-B的截面图；

图5为图2的C-C的截面图；

图6为角钢和中空锚杆结构示意图；

图中，1.角钢网，2.节点处，3.垫板，4.中空锚杆，5.螺帽，6.连接套，7.路基，H.中空锚杆4的外径，h.锚孔直径。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。

图中所示一种钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，该防护结构设置在于路基两旁的边坡上，从边坡底至边坡顶的边坡护墙表面上沿路基方向水平垂直交叉布置有角钢网1，角钢网1的节点处2上设置有垫板3，垂直于边坡护墙设置有贯穿垫板3和节点处2深入边坡地层内的中空锚杆4，中空锚杆内部设置有中空腔42。中空腔42注入有水泥砂浆。

中控锚杆4的一端为钻头41，钻头41预留有浆液出孔。中控锚杆4的另一端开设有灌浆口，其通过垫板3设定的螺帽5固定。

地层部分的中控锚杆4外侧设置有连接套6。

中空锚杆4的外径为30mm，锚孔直径为50mm。

中空锚杆4与水平面形成的夹角α=20°，中空锚杆在地下深度为8m。

角钢网1的角钢长度为6m，采用焊接链接。其水平、垂直间距为1.5~3m，水平第一排角钢距离轨道面高1.0m。

工程实施方法

（一）地质调查

通过现场地质测绘、收集既有设计资料和勘探，查明既有线护墙、挡墙的工程地质、水文地质条件，查明已有加固型式、结构尺寸、变形破坏特征。

（二）加固设计

结合实测断面，通过检算，确定自钻式锚杆的间距、锚杆长度，确定角钢的截面尺寸。角钢采用10cm*10cm*16mm角钢,角钢每段长宜为6m，采用焊接链接；锚杆采用外径32mm的中空锚杆，锚孔直径50mm，预应力120KN，进入强风化岩不少于6m。自钻式中空锚杆与水平面呈20°夹角，水平、垂直间距1.5~3m，第一排以距轨面高1.0m控制，锚杆深8~10m。

井字形角钢节点处设70X80X16mm的钢质垫板，在其上采用螺母锁定锚杆头。

（三）施工

1、坡面清整平顺，放样：

安排工人清理既有挡护工程表面，并测量标注锚杆孔位，同时结合放样制作角钢。

2、施工工序：

锚杆锚固段试验→坡面自钻式锚杆成孔 →注浆→角钢拼装→旋紧螺帽及载钣→局部破损挡墙修复。

3、钢结构自钻式中空锚杆施工技术要求：

（1）严格按照设计间距、标高、孔深、孔径施工，根据钻进速度及渣样鉴别地层，确保锚杆锚固段的长度。

（2）施工前应先进行锚杆锚固段试验（拉拔试验或张拉试验）；拉拔试验孔可选择与加固工程地质条件相似的现场进行，破坏性锚固试验孔数按各种不同地层各取3根，长度一般取1.0、2.0、4.0m三种，通过试验以便取得岩土体与砂浆锚固体间的极限抗拔强度。

（3）钻进中自钻式锚杆其锚杆本身即为钻杆，材质应符合国家GB8162-87 1标准、高抗张力无缝钢管；全杆冷轧为T型罗纹。锚杆为外径32mm的中空锚杆，材质应符合国家GB8162-87标准。锚头为耐磨合金钢钻头，并预留浆液出孔。在前端装上合金钢钻头，钻机将锚杆依设计长度分段连续贯入，采用非预力式，在锚杆前端装上凸齿状锚座，可直接由锚杆内部注入水泥砂浆，使锚杆完全锚固在地层中。

（4）注浆锚杆的钻设应达规定深度后采用注浆采用孔底返浆法一次注浆技术，中途不得停注。以快干水泥砂浆封住孔口，待5-10分钟再套上载钣，并锁上螺帽。视需要进行第二次补浆时，压力则控制1.0~1.5MPa。锚孔内灌注M30水泥砂浆，水泥、砂、水及添加剂适合本工程施工说明书的相关规定，砂浆或水泥浆严禁使用海砂。水灰比宜为0.38~0.5，灰砂比宜为0.8~1.5，应通过现场试验确定。必要时可适当增加外加剂，外加剂品种和掺量应通过试验确定。

（5）角钢节点处锚孔应切割成孔，竖向角钢一侧应割槽，便于横向角钢放置。

（6）锚杆原则上在安装约24小时后，应将螺帽及载钣旋紧。载钣必须在喷射混凝土面，或岩石面呈不规则形状处，亦能将承载力均匀传递给锚杆，而不会使锚杆产生弯曲应力。

（7）角钢需定期进行防锈处理。

施工质量检验

（1）施工前必须进行锚杆锚固段试验（拉拔试验或张拉试验）；拉拔试验孔可选择与加固工程地质条件相似的现场进行，破坏性锚固试验孔数按各种不同地层各取3根，长度一般取1.0、2.0、4.0m三种，通过试验以便取得岩土体与砂浆锚固体间的极限抗拔强度。

（2）(锚杆孔深允许偏差±50mm；锚杆长允许偏差±30mm；施工完毕后对锚杆孔位、间距、角钢间距进行检测。

（3）必要时对高陡边坡做好支挡工程边坡位移变形观测，根据观测结果进行加固效果的综合评估，以此判定加固效果和质量。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (8)

1.钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，该防护结构设置在于路基两旁的边坡上，其特征在于：从边坡底至边坡顶的边坡护墙表面上沿路基方向水平垂直交叉布置有角钢网（1），角钢网（1）的节点处（2）上设置有垫板（3），在边坡护墙上设置有贯穿垫板（3）和节点处（2）深入边坡地层内的中空锚杆（4），所述中空锚杆内部设置有中空腔（42）。

2.根据权利要求1所述的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，其特征在于：所述中控锚杆（4）的一端为钻头（41），钻头（41）预留有浆液出孔。

3.根据权利要求1或2所述的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，其特征在于：所述中控锚杆（4）的另一端开设有灌浆口，其通过垫板3设定的螺帽（5）固定。

4.根据权利要求1或2所述的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，其特征在于：地层部分的中控锚杆（4）外侧设置有连接套（6）。

5.根据权利要求1或2所述的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，其特征在于：所述中空腔（42）注入有水泥砂浆。

6.根据权利要求1或2所述的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，其特征在于：所述中空锚杆（4）的外径H为28~35mm，其锚孔直径h为45~52mm。

7.根据权利要求7所述的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，其特征在于：所述中空锚杆（4）与水平面形成的夹角α=15~20°，中空锚杆在地下深度为8~10m。

8.根据权利要求1或2所述的钢结构自钻式中空锚杆加固既有线支挡防护结构，其特征在于：所述角钢网（1）的角钢长度为6~8m，其水平和垂直间距均为1.5~3m，水平自下第一排角钢距离轨道面高1.0~1.2m。

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