CN104074188A - 水泥砂浆压注机及压注砂浆锚杆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑基础工程中钻孔锚杆的注浆加固设备及施工工法，尤其涉及了一种水泥砂浆压注机及压注砂浆锚杆施工方法。水泥砂浆压注机，包括电动机(1)与进料管(5)，电动机(1)上连接螺旋轴(6)，螺旋轴(6)设置在进料管(5)内，进料管(5)上设置进料口(3)，螺旋轴(6)上安装螺旋叶片(4)。压注砂浆锚杆施工方法，包括通过水泥砂浆压注机对成孔内进行砂浆压注。本发明中的水泥砂浆压注机通过螺旋推进的进料方式，能够将纯水泥砂浆通过压注的方式压入锚孔内，获得具有更大抗拔力的砂浆锚杆。

Description

水泥砂浆压注机及压注砂浆锚杆施工方法

技术领域

本发明涉及建筑基础工程中钻孔锚杆的注浆加固设备及施工工法，尤其涉及了一种水泥砂浆压注机及压注砂浆锚杆施工方法。

背景技术

钻孔锚杆，是国内外建筑基础工程中常用的边坡支护结构，它具有造价低，施工简便，支护后边坡相对稳定的特点，因此被广泛应用到边坡支护中。传统意义上的钻孔锚杆，多为注浆锚杆或水泥土锚杆，其缺点是锚固载体强度不够，锚固载体固结缩水后与土层之间存在一定间隙，造成锚杆实际抗拔力达不到设计要求，同时锚杆布置数量多。如何提高锚杆抗拔力，减少锚杆布置数量，使锚杆在建筑基础工程中发挥更好的作用，是本发明的唯一目的。

发明内容

本发明针对现有技术中传统的注浆锚杆或水凝土锚杆锚固载体强度不够，锚固载体固结缩水后与土层之间存在一定间隙，造成锚杆实际抗拔力达不到设计要求，以及传统的压浆设备无法压注砂浆等缺点，提供了一种采用砂浆固结锚杆，可大幅度提高锚固载体的强度，同时能最大限度减小锚固载体与土层之间的间隙，从而增加锚杆抗拔力的水泥砂浆压注机及压注砂浆锚杆施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

水泥砂浆压注机，包括电动机与进料管，电动机上连接螺旋轴，螺旋轴设置在进料管内，进料管上设置与进料管内部相通的进料斗，进料管上设置进料口，螺旋轴上安装螺旋叶片。纯水泥砂浆通过倒锥形的进料斗进入进料管，电动机转动后带动螺旋轴旋转，螺旋轴上焊接固定的螺旋叶片不断将纯水泥砂浆向右侧挤压推进，将纯水泥砂浆从进料管右侧的输浆管接头挤出。

作为优选，进进料管一端与螺旋轴连接，进料管另一端为锥形头。因此进料管的锥形头部分由左自右截面面积逐渐减小，从而增大了纯水泥砂浆被挤出时的压力。

作为优选，进料管内固定安装有一个以上的轴承，螺旋轴设置在轴承内。轴承一方面起到对螺旋轴的定位作用，另一方面可以防止水泥砂浆从左侧灌入电动机内。

作为优选，电动机的转轴与螺旋轴通过锁扣连接。因此，螺旋轴可以方便的拆卸、安装，具有维修、运输方便的优点。

作为优选，进料管的端部设有压力表。通过压力表可以实时监测进料管内水泥砂浆的压力，而通过控制与调整电动机的转速，即可对进料管内水泥砂浆的压力进行调节。

作为优选，螺旋叶片焊接固定在螺旋轴上。螺旋轴旋转时带动螺旋叶片同步旋转，螺旋叶片旋转时将水泥砂浆向右侧挤出。

作为优选，还包括支撑平台，支撑平台的底部设置滚轮，进料管安装在支撑平台上。由于进料管安装在支撑平台上，因此整个压浆设备可以方便的运输、移动和调整方向，具有操作方便等优点。

进料管与螺旋轴连接一端离地面的距离，大于进料管出料口一端与地面的距离。如此，整个进料管呈左高右低，可以防止砂浆进入电动机一端。

压注砂浆锚杆施工方法，采用上述的水泥砂浆压注机，包括以下步骤：

a、成孔：通过钻机钻孔或旋喷切割，获得成孔；

b、安装输浆管：将输浆管布置于成孔内；

c、布置锚杆构件：在成孔内布置锚杆构件；

d、将压注砂浆设备与输浆管连接；

e、将砂浆送入压注砂浆设备的进料斗，通过压注砂浆设备将砂浆挤压入成孔内，并将钻孔内泥浆置换出来；

f、砂浆压注完成后，将输浆管拔出。

步骤f中输浆管拔出后，对成孔内的砂浆进行加压，使得砂浆在加压的状态下凝固。输浆管连接砂浆压注机后，将预拌砂浆挤压入钻孔内，同时将钻孔内泥浆置换出来，形成纯砂浆锚固体。传统的设备只能进行水泥浆的注入，由于砂浆的相对于水泥浆流动性更差，因此现有技术中的压浆设备都无法对砂浆进行输送以及注入锚孔。

作为优选，步骤a中：钻机钻孔或旋喷切割获得成孔后，当设计要求孔底扩大时，在成孔的底部通过旋喷切割扩大钻孔：当钻孔土层为砂性土、淤泥质土时，采用水泥浆液切割；当钻孔土层为粘性土时，采用清水切割。

作为优选，锚杆构件为螺纹钢筋、钢绞线、钢管中的一种或一种以上的组合，并在锚杆底端设置承载构件。

砂浆是由胶凝材料水泥、和细骨料(砂)加水拌合而成。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明中的水泥砂浆压注机通过螺旋推进的进料方式，能够将纯水泥砂浆通过压注的方式压入锚孔内，因此获得具有更大抗拔力的砂浆锚杆。

附图说明

图1是本发明实施例1中水泥砂浆压注机的结构图。

图2是本发明实施例1中压注砂浆锚杆施工方法。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—电动机、2—轴承、3—进料斗、4—螺旋叶片、5—进料管、6—螺旋轴、7—压力表、8—支撑平台、9—输浆管接头、51—锥形头、11—输浆管、12—锚杆自由段、13—锚杆钻孔、14—锚杆、15—砂浆锚固载体、16—锚杆承载头、17—砂浆压注机。

具体实施方式

下面结合附图1至图2与实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

水泥砂浆压注机，如图1至图2所示，包括电动机与进料管，电动机上连接螺旋轴，螺旋轴设置在进料管5内，进料管5上设置与进料管5内部相通的进料斗3，进料管5上设置进料口3，螺旋轴6上安装螺旋叶片4。纯水泥砂浆通过倒锥形的进料斗3进入进料管5，电动机1转动后带动螺旋轴6旋转，螺旋轴6上焊接固定的螺旋叶片4不断将纯水泥砂浆向右侧挤压推进，将纯水泥砂浆从进料管5右侧的输浆管接头9挤出。

作为优选，进进料管5一端与螺旋轴6连接，进料管5另一端为锥形头51。进料管5另一端为锥形头51，因此进料管5的锥形头51部分由左自右截面面积逐渐减小，从而增大了纯水泥砂浆被挤出时的压力。

进料管5内固定安装有一个以上的轴承2，螺旋轴6设置在轴承2内。轴承2一方面起到对螺旋轴6的定位作用，另一方面可以防止水泥砂浆从左侧灌入电动机内。电动机1的转轴与螺旋轴6通过锁扣连接。因此，螺旋轴6可以方便的拆卸、安装，具有维修、运输方便的优点。

进料管5的端部设有压力表7。通过压力表7可以实时监测进料管5内水泥砂浆的压力，而通过控制与调整电动机1的转速，即可对进料管5内水泥砂浆的压力进行调节。

螺旋叶片4焊接固定在螺旋轴6上。螺旋轴6旋转时带动螺旋叶片4同步旋转，螺旋叶片4旋转时将水泥砂浆向右侧挤出。还包括支撑平台8，支撑平台8的底部设置滚轮，进料管5安装在支撑平台8上。由于进料管5安装在支撑平台8上，因此整个压浆设备可以方便的运输、移动和调整方向，具有操作方便等优点。

进料管5与螺旋轴6连接一端离地面的距离，大于进料管5出料口一端与地面的距离。如此，整个进料管5呈左高右低，可以防止砂浆进入电动机1一端。

压注砂浆锚杆施工方法，采用上述的水泥砂浆压注机，包括以下步骤：

a、成孔：通过钻机钻孔或旋喷切割，获得成孔；

b、安装输浆管：将输浆管布置于成孔内；

c、布置锚杆构件：在成孔内布置锚杆构件；

d、将压注砂浆设备与输浆管连接；

e、将砂浆送入压注砂浆设备的进料斗，通过压注砂浆设备将砂浆挤压入成孔内，并将钻孔内泥浆置换出来；

f、砂浆压注完成后，将输浆管拔出。

步骤f中输浆管拔出后，对成孔内的砂浆进行加压，使得砂浆在加压的状态下凝固。输浆管连接砂浆压注机后，将预拌砂浆挤压入钻孔内，同时将钻孔内泥浆置换出来，形成纯砂浆锚固体。传统的设备只能进行水泥浆的注入，由于砂浆的相对于水泥浆流动性更差，因此现有技术中的压浆设备都无法对砂浆进行输送以及注入锚孔。

输浆管11的端部设置锚杆承载头16，成孔或锚杆钻孔13的底部为旋喷切割扩大孔，锚杆构件14与砂浆凝固后形成锚杆载固体15。

步骤a中：钻机钻孔或旋喷切割获得成孔后，当设计要求孔底扩大时，在成孔的底部通过旋喷切割扩大钻孔：当钻孔土层为砂性土、淤泥质土时，采用水泥浆液切割；当钻孔土层为粘性土时，采用清水切割。成孔的底部为直径大于成孔的扩大孔，因此砂浆压注后，锚固载体5的底部与土壤接触面积更大，使锚杆抗拔力更高。

锚固载体强度增加：理论上，当水泥砂浆配合成M10时，锚固体强度达到11.5Mpa，M20时，锚固体强度达到23Mpa……；而现有技术中的纯水泥浆为锚固载体时，由于水泥浆液固结缩水后，载体存在于土体中的体积变小，造成水泥固结体与土层之间出现较大间隙，使锚固载体与土层之间的摩阻力降低，且水泥浆液锚固载体强度均达不到上述指标；如使用水泥土为锚固载体时，其锚固载体本身强度远低于砂浆锚固载体。

锚杆构件为螺纹钢筋、钢绞线、钢管中的一种或一种以上的组合，并在锚杆底端设置承载构件。锚杆构件可为任何加筋体。

本发明采用砂浆作为锚固载体，锚固载体固结后与土层之间的间隙减小，同时，砂浆固结缩水后，体积变化小于水泥浆液固结缩水的体积，因此可减小锚固载体与土层之间的间隙，从而提高锚固载体与土层之间的摩阻力；而使用注入纯水泥浆液作为锚固载体时，水泥浆液固结缩水后，载体存在于土体中的体积变小，造成水泥固结体与土层之间出现较大间隙，使锚固载体与土层之间的摩阻力降低。同时，如使用水泥土为锚固载体时，其载体强度太低，远满足不了设计要求。

本发明的砂浆锚固载体锚杆抗拔力增加：由于锚固载体强度增加，锚固载体与土层之间间隙减小，摩阻力得到提升，锚杆抗拔力可以随锚杆筋体的抗拉强度增加而增加。

支护边坡稳定性好，传统意义中的锚杆支护，由于锚固载体强度较差，或者锚固载体与土层之间摩阻力较小，边坡常出现位移过大的现象，而采用砂浆作为锚固载体，同时在锚杆上施加一定预应力后锚固，其边坡稳定性较水泥土锚杆，注浆锚杆，具有明显的稳定效果。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.水泥砂浆压注机，包括电动机(1)与进料管(5)，电动机(1)上连接螺旋轴(6)，其特征在于：螺旋轴(6)设置在进料管(5)内，进料管(5)上设置进料口(3)，螺旋轴(6)上安装螺旋叶片(4)。

2.根据权利要求1所述的水泥砂浆压注机，其特征在于：进料管(5)一端与螺旋轴(6)连接，进料管(5)另一端为锥形头(51)。

3.根据权利要求1所述的水泥砂浆压注机，其特征在于：进料管(5)内固定安装有一个以上的轴承(2)，螺旋轴(6)设置在轴承(2)内。

4.根据权利要求1所述的水泥砂浆压注机，其特征在于：电动机(1)的转轴与螺旋轴(6)通过锁扣连接。

5.根据权利要求1所述的水泥砂浆压注机，其特征在于：进料管(5)的端部设有压力表(7)。

6.根据权利要求1所述的水泥砂浆压注机，其特征在于：螺旋叶片(4)焊接固定在螺旋轴(6)上。

7.根据权利要求1所述的水泥砂浆压注机，其特征在于：还包括支撑平台(8)，支撑平台(8)的底部设置滚轮，进料管(5)安装在支撑平台(8)上。

8.压注砂浆锚杆施工方法，采用权利要求1所述的水泥砂浆压注机，其特征在于：包括以下步骤：

a、成孔：通过钻机钻孔或旋喷切割，获得成孔；

b、安装输浆管：将输浆管布置于成孔内；

c、布置锚杆构件：在成孔内布置锚杆构件；

d、将压注砂浆设备与输浆管连接；

e、将砂浆送入压注砂浆设备的进料斗，通过压注砂浆设备将砂浆挤压入成孔内，并将钻孔内泥浆置换出来；

f、砂浆压注完成后，将输浆管拔出；

g、完成砂浆锚杆施工。

9.根据权利要求8所述的压注砂浆锚杆施工方法，其特征在于：步骤a中：钻机钻孔或旋喷切割获得成孔后，当设计要求孔底扩大时，在成孔的底部通过旋喷切割扩大钻孔：当钻孔土层为砂性土、淤泥质土时，采用水泥浆液切割；当钻孔土层为粘性土时，采用清水切割。

10.根据权利要求1所述的压注砂浆锚杆施工方法，其特征在于：锚杆构件为螺纹钢筋、钢绞线、钢管中的一种或一种以上的组合，并在锚杆底端设置承载构件。