CN104164874A - 膨胀土锚索止浆塞和应用其的锚索结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种膨胀土锚索止浆塞和应用其的锚索结构及施工方法，所述膨胀土锚索止浆塞包括对中支架、钢绞线、高压注浆管和膨胀土，所述膨胀土经过柔性材料包装后缠绕在各个所述钢绞线之间，所述高压注浆管穿过所述膨胀土，所述对中支架设置在所述膨胀土锚索止浆塞的两端。本发明在进行注浆甚或高压注浆时，可以彻底分开锚杆的自由段和锚固段，一方面可以防止注浆时出现漏浆、返浆，另一方面，可以使得浆体在注浆压力作用下，可以很好地得到扩散和压密，该使用新型结构构造简单，所用材料在中国西南地区比较丰富，且价格低廉。

Description

膨胀土锚索止浆塞和应用其的锚索结构及施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁等工程施工技术领域，尤其是涉及一种膨胀土锚索止浆塞和应用其的锚索结构及施工方法。

背景技术

目前，锚索止浆塞的种类较多，包括一定弹性的圆锥形状的塞体和两个金属定位板和膨胀橡胶体组成等。但是上述两种锚杆止浆塞多安放在孔口附近，若将其应用于具有较长自由段的锚杆则施工比较困难，且应用领域有限。因此，对于基坑工程、护坡工程中具有较长自由段的锚杆而言，发明一种新型实用的用于锚索锚固段的止浆塞是十分迫切的。

发明内容

本发明的目的在于设计一种膨胀土锚索止浆塞，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种膨胀土锚索止浆塞，包括对中支架、钢绞线、高压注浆管和膨胀土，所述膨胀土经过柔性材料包装后缠绕在各个所述钢绞线之间，所述高压注浆管穿过所述膨胀土，所述对中支架设置在所述膨胀土锚索止浆塞的两端。

所述钢绞线包括两两对称设置的四个，相互之间成90°夹角，四个所述钢绞线围成的中心与所述对中支架的中心重合。

所述柔性材料包括土工布和无纺布，所述膨胀土经过所述柔性材料包装后交错缠绕在各个所述钢绞线之间。

所述膨胀土锚索止浆塞包括应用于软土地区的膨胀土锚索止浆塞和普通膨胀土锚索止浆塞，前者长度为75cm-100cm，后者长度为30cm-50cm。

一种应用所述膨胀土锚索止浆塞的锚索结构，包括锚孔、锚索锚固段和锚索自由段，所述膨胀土锚索止浆塞的起始端设置在所述锚索锚固段和所述锚索自由段的分界处。

一种所述锚索结构的施工方法，包括步骤如下：

第一步，将膨胀土烘干，然后将其进行碾碎；

第二步，分别经过不同规格的筛子进行颗粒级配统计，然后依照一定的体积比进行混合，将其装入缝制好的柔性材料袋中，然后加工形成所述膨胀土锚索止浆塞；

第三步，将所述膨胀土锚索止浆塞和锚索进行装配，装配位置是所述膨胀土锚索止浆塞的起始端要位于锚索锚固段和自由段分界处，形成所述应用所述膨胀土锚索止浆塞的锚索结构；

第四步，在施工现场确定好锚孔，待所述锚孔成孔完毕之后，将绑扎有所述膨胀土锚索止浆塞的锚索放入所述锚孔内，进行一次注浆；

第五步，待所述膨胀土膨胀稳定后，进行二次甚至三次高压注浆。

第一步中，利用烘箱将膨胀土烘干，然后利用碾子或磙子将其进行碾碎；

第二步中，所述不同规格的筛子包括0.5mm、1.0mm、2.0mm和5.0mm的筛子；所述柔性材料袋包括土工布袋或无纺布袋；

第五步中，时隔3-4个小时之后，待所述膨胀土膨胀稳定，进行二次高压注浆；以此类推，进行第三次甚至更多次的所述高压注浆。

所述一定的体积比是指(0.5mm∶1.0mm∶2.0mm∶5.0mm)的不同粒径颗粒所占的总量的体积之比为((1-3)∶(1-3)∶(5-10)∶(25-50))。

第五步中，在超软土中，第二次及之后的高压注浆时间间隔调整至8-10个小时之后。

本发明所谓的软土地区的软土包括：淤泥土、淤泥质土、泥炭质土和软粘土。

本发明所谓的超软土，是指较一般的软土液限更大的软土，这种土多存在于围海造陆过程中形成的吹填土。

本发明所谓的依照一定的体积比进行混合，是指为了达到设计要求的膨胀力和膨胀率，一般情况下，通常的体积比为(0.5mm∶1.0mm∶2.0mm∶5.0mm)的不同粒径颗粒所占的总量的体积之比为((1-3)∶(1-3)∶(5-10)∶(25-50))；上述不同粒径颗粒所占的总量的体积之比，这是由于不较大的颗粒之间易出现较大的空隙，通过配以较小粒径的土颗粒，可以很好地对空隙进行填充，从而保证膨胀土止浆塞的结构整体性。

本发明的有益效果可以总结如下：

1，本发明在进行注浆甚或高压注浆时，可以彻底分开锚杆的自由段和锚固段，一方面可以防止注浆时出现漏浆、返浆，另一方面，可以使得浆体在注浆压力作用下，可以很好地得到扩散和压密，该使用新型结构构造简单，所用材料在中国西南地区比较丰富，且价格低廉。

2，为了克服现有的止浆塞不能很好地将锚杆自由段和锚固段分开，以及保证锚杆锚固段的注浆质量、承载力和节省水泥材料，本发明提供的止浆塞可以很好地区分开锚杆的自由段和锚固段，提高锚固段承载力，且施工比较方面，应用领域较广。

3，本发明克服了现有止浆塞的不足，利用较高膨胀率的特殊土膨胀土作为止浆塞的原材料，利用钢绞线锚杆的基本构造，将膨胀土利用一种特殊的无纺布进行包装，将其包装成一个特殊的形状，然后将其“缠绕”于各个钢绞线之间，这种空间关系一方面要有利于膨胀土膨胀特性的发挥，另一方面可以保证止浆塞在高压注浆过程不至于脱落漏水。由于膨胀土的膨胀率很高，在遇水或水泥浆之后会产生较大的膨胀力，这种膨胀力和孔壁相互紧密作用，从而保证了止浆塞的密实性和稳定性。尤其是当锚杆的设计承载力较大时，对于锚固段注浆体的注浆质量要求便高，所需注浆压力变很大，这时膨胀土止浆塞可以通过改变自身的直径和长度来满足高压注浆的要求。

附图说明

图1是本发明膨胀土锚索止浆塞的构造原理图。

图2是本发明膨胀土锚索止浆塞的止浆作用原理图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示的一种膨胀土锚索止浆塞，包括对中支架1、钢绞线2、高压注浆管3和膨胀土(图1中所示包括初始膨胀土的干土4和膨胀后的所述膨胀土5)，所述膨胀土经过柔性材料包装后缠绕在各个所述钢绞线2之间，所述高压注浆管3穿过所述膨胀土，所述对中支架1设置在所述膨胀土锚索止浆塞的两端。

在优选的实施例中，所述钢绞线2包括两两对称设置的四个，相互之间成90°夹角，四个所述钢绞线2围成的中心与所述对中支架1的中心重合。所述柔性材料包括土工布和无纺布，所述膨胀土经过所述柔性材料包装后交错缠绕在各个所述钢绞线2之间。所述膨胀土锚索止浆塞包括应用于软土地区的膨胀土锚索止浆塞和普通膨胀土锚索止浆塞，前者长度为75cm-100cm，后者长度为30cm-50cm。

一种应用所述膨胀土锚索止浆塞的锚索结构，包括锚孔、锚索锚固段和锚索自由段，所述膨胀土锚索止浆塞的起始端设置在所述锚索锚固段和所述锚索自由段的分界处。

一种所述锚索结构的施工方法，包括步骤如下：

第一步，将膨胀土烘干，然后将其进行碾碎；

第二步，分别经过不同规格的筛子进行颗粒级配统计，然后依照一定的体积比进行混合，将其装入缝制好的柔性材料袋中，然后加工形成所述膨胀土锚索止浆塞；

第三步，将所述膨胀土锚索止浆塞和锚索进行装配，装配位置是所述膨胀土锚索止浆塞的起始端要位于锚索锚固段和自由段分界处，形成所述应用所述膨胀土锚索止浆塞的锚索结构；

第四步，在施工现场确定好锚孔，待所述锚孔成孔完毕之后，将绑扎有所述膨胀土锚索止浆塞的锚索放入所述锚孔内，进行一次注浆；

第五步，待所述膨胀土膨胀稳定后，进行二次甚至三次高压注浆。

在优选的实施例中，

第一步中，利用烘箱将膨胀土烘干，然后利用碾子或磙子将其进行碾碎；

第二步中，所述不同规格的筛子包括0.5mm、1.0mm、2.0mm和5.0mm的筛子；所述柔性材料袋包括土工布袋或无纺布袋；所述一定的体积比是指(0.5mm∶1.0mm∶2.0mm∶5.0mm)的不同粒径颗粒所占的总量的体积之比为((1-3)∶(1-3)∶(5-10)∶(25-50))；

第五步中，时隔3-4个小时之后，待所述膨胀土膨胀稳定，进行二次高压注浆；以此类推，进行第三次甚至更多次的所述高压注浆；第五步中，在超软土中，第二次及之后的高压注浆时间间隔调整至8-10个小时之后。

本发明作用原理及施工过程包括：(1)作用原理：利用具有较强膨胀特性的膨胀土作为原材料，在原材料的外围围裹一层土工布或无纺布，该膨胀土锚索止浆塞遇水膨胀之后，会和孔壁发生较强的轴向力，使得膨胀土锚索止浆塞和孔壁的接触更加紧密，这样在轴向注浆压力的作用下，不会发生较大的移动，稳定性能够保证，密封性也能够得到保证，这样浆体就不会通过膨胀土锚索止浆塞而从孔口流出，提升了注浆压力，保证了锚索的注浆质量。(2)施工过程：将加工好的膨胀土锚索止浆塞“缠绕”装配在锚索锚固段和自由段之间，然后将该复合止浆锚索一起下入孔内进行注浆，待3-4个小时(土性较好)或8-10个小时(超软土)后再进行高压注浆，可有效地避免高压注浆过程中孔口返浆/漏浆，提高锚索锚固段的注浆质量和扩散半径，提高了锚索锚固段的承载力，一方面在能够达到施工质量要求和承载力要求下，可以节省锚索自由段的注浆水泥用量，另一方面可以缩短工程的施工工期。

场地地层分布及土质特征：在锚索设计长度17米范围内，共穿过1.5米厚素填土、2米厚杂填土、3米厚粉质粘土、2.5米厚软粘土、5米厚粉土、6米厚粉砂、4米厚粉质粘土，再下面是粘土。

工程概况：在该基坑支护工程项目中，采用单桩支护桩+预应力锚索的支护方案，锚索的设计长度共17米，其中自由段长度为7米。

根据上述地质情况和工程要求进行膨胀土锚索止浆塞施工的具体过程如下：首先利用烘箱将膨胀土烘干，然后利用碾子或磙子将其进行碾碎，然后分别经过0.5mm、1mm、2.0mm和5.0mm的筛子进行颗粒级配统计，然后依照一定的体积比，将其装入缝制好的土工布(或无纺布)袋中，然后进行再次的加工，形成附图2所示的工程用膨胀土锚索止浆塞，然后根据锚索的构造，按照图1所示的构造将其和锚索进行装配，装配位置是膨胀土锚索止浆塞的起始端要位于锚索锚固段和自由段分界处，待锚孔成孔完毕之后，将绑扎有膨胀土锚索止浆塞的锚索放入锚孔内，进行一次注浆，时隔3-4个小时之后，膨胀土膨胀稳定之后，进行二次甚至三次高压注浆，在高达3.0MPa的高压注浆压力作用下，膨胀土锚索止浆塞可以防止孔口不发生返浆/漏浆。运用上述发明膨胀土锚索止浆塞后，可有效地避免高压注浆过程中孔口返浆/漏浆，提高锚索锚固段的注浆质量和扩散半径，提高了锚索锚固段的承载力，一方面在能够达到施工质量要求和承载力要求下，可以节省锚索自由段的注浆水泥用量，另一方面可以缩短工程的施工工期。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种膨胀土锚索止浆塞，其特征在于，包括对中支架、钢绞线、高压注浆管和膨胀土，所述膨胀土经过柔性材料包装后缠绕在各个所述钢绞线之间，所述高压注浆管穿过所述膨胀土，所述对中支架设置在所述膨胀土锚索止浆塞的两端。

2.根据权利要求1所述的膨胀土锚索止浆塞，其特征在于，所述钢绞线包括两两对称设置的四个，相互之间成90°夹角，四个所述钢绞线围成的中心与所述对中支架的中心重合。

3.根据权利要求1所述的膨胀土锚索止浆塞，其特征在于，所述柔性材料包括土工布和无纺布，所述膨胀土经过所述柔性材料包装后交错缠绕在各个所述钢绞线之间。

4.根据权利要求1所述的膨胀土锚索止浆塞，其特征在于，所述膨胀土锚索止浆塞包括应用于软土地区的膨胀土锚索止浆塞和普通膨胀土锚索止浆塞，前者长度为75cm-100cm，后者长度为30cm-50cm。

5.一种应用所述膨胀土锚索止浆塞的锚索结构，其特征在于，包括锚孔、锚索锚固段和锚索自由段，所述膨胀土锚索止浆塞的起始端设置在所述锚索锚固段和所述锚索自由段的分界处。

6.一种所述锚索结构的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：

第一步，将膨胀土烘干，然后将其进行碾碎；

第二步，分别经过不同规格的筛子进行颗粒级配统计，然后依照一定的体积比进行混合，将其装入缝制好的柔性材料袋中，然后加工形成所述膨胀土锚索止浆塞；

第三步，将所述膨胀土锚索止浆塞和锚索进行装配，装配位置是所述膨胀土锚索止浆塞的起始端要位于锚索锚固段和自由段分界处，形成所述应用所述膨胀土锚索止浆塞的锚索结构；

第四步，在施工现场确定好锚孔，待所述锚孔成孔完毕之后，将绑扎有所述膨胀土锚索止浆塞的锚索放入所述锚孔内，进行一次注浆；

第五步，待所述膨胀土膨胀稳定后，进行二次甚至三次高压注浆。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：

第一步中，利用烘箱将膨胀土烘干，然后利用碾子或磙子将其进行碾碎；

第二步中，所述不同规格的筛子包括0.5mm、1.0mm、2.0mm和5.0mm的筛子；所述柔性材料袋包括土工布袋或无纺布袋；

第五步中，时隔3-4个小时之后，待所述膨胀土膨胀稳定，进行二次高压注浆；以此类推，进行第三次甚至更多次的所述高压注浆。

8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述一定的体积比是指(0.5mm∶1.0mm∶2.0mm∶5.0mm)的不同粒径颗粒所占的总量的体积之比为((1-3)∶(1-3)∶(5-10)∶(25-50))。

9.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：

第五步中，在超软土中，第二次及之后的高压注浆时间间隔调整至8-10个小时之后。