CN105714823B - 可回收快锚扩体锚索及施工方法 - Google Patents

可回收快锚扩体锚索及施工方法 Download PDF

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Abstract

一种可回收快锚扩体锚索及施工方法，属于锚喷支护领域，包括锚头、钢绞线、内套管和外套管；锚头由刺骨、转轴、空心螺栓杆，巢座和齿盖构成，巢座的前段外截面呈六边形，内截面为圆形且设有与空心螺栓杆相配套螺纹，后段为带有螺栓孔和转轴槽的槽齿，刺骨套于转轴上，转轴嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖将转轴固定于槽齿上；钢绞线穿过空心螺栓杆，空心螺栓杆与巢座连接组成锚索；内套管和外套管穿过钢绞线分别套在空心螺栓杆和巢座上；将连接整体插入孔内，在坡面上固定外套管，旋转内套管带动空心螺栓杆向孔内钻进，推动刺骨旋转插入稳定土体；锚具和垫板将钢绞线锚固于坡面上。

Description

可回收快锚扩体锚索及施工方法
技术领域
本发明涉及锚索及施工方法，属边坡及基坑支护领域，适用于土质坡体工程加固。
背景技术
近年来，随着公路、铁路和大型水利水电工程的建设，涌现出了大量高陡边坡和深基坑工程，而锚喷支护技术是解决此类工程问题的主要手段。锚索由于钢绞线不受长度模数限制、变形小、抗拉性能好和质量轻等优点，广泛应用于锚喷支护工程。传统锚索技术施工方法的主要步骤是在坡体上钻孔，插入钢绞线，并向孔内注浆，浆体凝固，钢绞线锚固于坡体的稳定区形成锚固力。该技术施工过程中浆体凝固速度慢，消耗水泥量多，无法快速形成锚固力，导致施工进度慢，造价高；对于临时性支护工程，传统锚索支护任务完成后不能回收利用，材料浪费严重，污染地下空间，给后续工程项目施工带来困难。由于传统锚索不能满足当今节能、绿色、环保的社会发展理念，长期以来，工程界希望有一种锚固力形成快、可回收重复利用、施工方便的新型锚索支护技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种可回收快锚扩体锚索及施工方法。
本发明是可回收快锚扩体锚索及施工方法，可回收快锚扩体锚索，包括锚头1、钢绞线2、内套管3和外套管4；锚头1由刺骨5、转轴6、空心螺栓杆7，巢座8和齿盖9构成，巢座8的前段A外截面呈六边形，内截面为圆形且设有与空心螺栓杆7相配套的螺纹，后段B为带有螺栓孔和转轴槽的槽齿10，刺骨5套于转轴6上，转轴6嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖9将转轴6固定于槽齿10上；钢绞线2的一端设有球形扩大头，另一端穿过空心螺栓杆7，空心螺栓杆7通过螺纹与巢座8连接组成锚索；内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上；坡体上钻孔，将锚索、内套管3和外套管4一同插入孔内，在坡面上固定外套管4，旋转内套管3带动空心螺栓杆7向孔内钻进，推动刺骨5旋转插入稳定土体，拔出内套管3和外套管4；用锚具11和垫板12将钢绞线2锚固于坡面上。
本发明的可回收快锚扩体锚索的施工方法，其步骤为：
（1）制作锚索：根据工程设计要求确定钢绞线2、刺骨5、巢座8和齿盖9的数量和长度；预制锚头1的各部件、钢绞线2、内套管3和外套管4；刺骨5套于转轴6上，转轴6嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖9将转轴6固定于槽齿10上；钢绞线2穿过空心螺栓杆7，空心螺栓杆7通过螺纹与巢座8连接组成锚索；内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上；
（2）放线及钻孔：根据设计要求用测量仪器在坡体上放线，定位锚索的施工位置并钻孔；
（3）施工锚索：转动内套管3带动空心螺栓杆7松动，空心螺栓杆7磁性吸附刺骨5短轴转动，使刺骨5聚拢，将锚索、内套管3和外套管4一同插入孔内，在坡面上固定外套管4，旋转内套管3带动空心螺栓杆7向孔内钻进，推动刺骨5旋转插入稳定土体，拔出内套管3和外套管4；
（4）张拉锚固：张拉钢绞线2施加预应力，在锚索上套垫板12，并用锚具11将其锚固于垫板12上；
（5）按照步骤（2）、步骤（3）和步骤（4）施工下一个根锚索直至完成所有的工序；
（6）回收方法：待完成支护功能后，卸除锚具11和垫板12，将内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上，固定外套管4，通过内套管3拧松空心螺栓杆7，拔出外套管4和内套管3，向外拔锚索，土体约束作用使刺骨5收缩，从而拔出锚索，实现锚索回收。
本发明的有益效果：本发明与现有传统锚索相比较，具有以下优点：对于临时性工程，锚索可回收重复利用，减少材料消耗，节约资源，降低工程生产成本，减轻地下环境污染；
锚头展开形成扩大头，嵌固于稳定土体内，无需注浆即可快速形成锚固力，减少施工工序，缩短施工周期，降低劳动力消耗，经济效益显著；各配件工厂化制作，安装拆卸方便快捷，主要用于高陡边坡和基坑工程加固，尤其适用于临时性支护工程和工期紧张的抢险救灾等特殊性工程。
附图说明
图1是本发明锚索结构示意图；图2是锚头示意图；图3是钢绞线示意图，图4是空心螺栓杆示意图；图5是巢座示意图；图6是内、外套管推动锚索展开示意图；图7是本发明锚索支护边坡示意图；附图标记说明：锚头1、钢绞线2、内套管3、外套管4、刺骨5、转轴6、空心螺栓杆7、巢座8、齿盖9、槽齿10、锚具11、垫板12、巢座的前段A、巢座的后段B。
具体实施方式
本发明的工作原理，锚固原理：锚索插入坡体钻孔内，固定外套管，通过内套管拧紧空心螺栓杆，空心螺栓杆向坡体内钻进，推动锚索一端的刺骨旋转张开插入稳定土体，锚索另一端由锚具和垫板锚固于坡面上，锚固滑动区土体于坡体稳定区。‚回收原理：卸除锚具和垫板，将内套管和外套管穿过钢绞线分别套在空心螺栓杆和巢座上，固定外套管，通过内套管拧松空心螺栓杆，拔出外套管和内套管，向外拔锚索，土体约束作用使刺骨收缩，从而拔出锚索，实现锚索回收。
下面结合附图及具体实施实例对本发明进一步说明，所举实例只用于解释本发明并非仅限于本实例。在阅读本发明后，凡在本发明原理内所做的等同替换、修改都属于本发明的保护范围。
如图1~7所示，本发明是可回收快锚扩体锚索及施工方法，可回收快锚扩体锚索，包括锚头1、钢绞线2、内套管3和外套管4；锚头1由刺骨5、转轴6、空心螺栓杆7，巢座8和齿盖9构成，巢座8的前段A外截面呈六边形，内截面为圆形且设有与空心螺栓杆7相配套的螺纹，后段B为带有螺栓孔和转轴槽的槽齿10，刺骨5套于转轴6上，转轴6嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖9将转轴6固定于槽齿10上；钢绞线2的一端设有球形扩大头，另一端穿过空心螺栓杆7，空心螺栓杆7通过螺纹与巢座8连接组成锚索；内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上；坡体上钻孔，将锚索、内套管3和外套管4一同插入孔内，在坡面上固定外套管4，旋转内套管3带动空心螺栓杆7向孔内钻进，推动刺骨5旋转插入稳定土体，拔出内套管3和外套管4；用锚具11和垫板12将钢绞线2锚固于坡面上。
如图1、3、6、7所示，钢绞线2的末端带有一个扩大球，扩大球的直径比钢绞线2大1~2cm。
如图2所示，刺骨5是截面为L形的钢骨架，钢骨架的宽度为3~5cm，L形的长边为10~20cm，短边为3~5cm，弯角处设有转轴6的插孔，刺骨5可绕转轴6转动。
如图2、4所示，空心螺栓杆7已磁化，空心螺栓杆7的内径8cm~10cm，外径10cm~12cm，长度与巢座8的相同。
如图2、5所示，巢座8的内径13~15cm，外径15~17cm，长20~30cm。
如图6所示，内套管3是两端留有与空心螺栓杆7相配套的钢管；外套管4是两端留有与巢座8前段A六边形截面相配套的钢管。
如图1~7所示，可回收快锚扩体锚索的施工方法，其步骤为：
（1）制作锚索：根据工程设计要求确定钢绞线2、刺骨5、巢座8和齿盖9的数量和长度；预制锚头1的各部件、钢绞线2、内套管3和外套管4；刺骨5套于转轴6上，转轴6嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖9将转轴6固定于槽齿10上；钢绞线2穿过空心螺栓杆7，空心螺栓杆7通过螺纹与巢座8连接组成锚索；内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上；
（2）放线及钻孔：根据设计要求用测量仪器在坡体上放线，定位锚索的施工位置并钻孔；
（3）施工锚索：转动内套管3带动空心螺栓杆7松动，空心螺栓杆7磁性吸附刺骨5短轴转动，使刺骨5聚拢，将锚索、内套管3和外套管4一同插入孔内，在坡面上固定外套管4，旋转内套管3带动空心螺栓杆7向孔内钻进，推动刺骨5旋转插入稳定土体，拔出内套管3和外套管4；
（4）张拉锚固：张拉钢绞线2施加预应力，在锚索上套垫板12，并用锚具11将其锚固于垫板12上；
（5）按照步骤（2）、步骤（3）和步骤（4）施工下一个根锚索直至完成所有的工序；
（6）回收方法：待完成支护功能后，卸除锚具11和垫板12，将内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上，固定外套管4，通过内套管3拧松空心螺栓杆7，拔出外套管4和内套管3，向外拔锚索，土体约束作用使刺骨5收缩，从而拔出锚索，实现锚索回收。

Claims (8)

1.一种可回收快锚扩体锚索，其特征在于：包括锚头（1）、钢绞线（2）、内套管（3）和外套管（4）；锚头（1）由刺骨（5）、转轴（6）、空心螺栓杆（7）、巢座（8）和齿盖（9）构成，巢座（8）的前段（A）外截面呈六边形，内截面为圆形且设有与空心螺栓杆（7）相配套的螺纹，后段（B）为带有螺栓孔和转轴槽的槽齿（10），刺骨（5）套于转轴（6）上，转轴（6）嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖（9）将转轴（6）固定于槽齿（10）上；钢绞线（2）的一端设有球形扩大头，另一端穿过空心螺栓杆（7），空心螺栓杆（7）通过螺纹与巢座（8）连接组成锚索；内套管（3）和外套管（4）穿过钢绞线（2）分别套在空心螺栓杆（7）和巢座（8）上；坡体上钻孔，将锚索、内套管（3）和外套管（4）一同插入孔内，在坡面上固定外套管（4），旋转内套管（3）带动空心螺栓杆（7）向孔内钻进，推动刺骨（5）旋转插入稳定土体，拔出内套管（3）和外套管（4）；用锚具（11）和垫板（12）将钢绞线（2）锚固于坡面上。
2.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于：所述的内套管（3）是与空心螺栓杆（7）相配套的六边形钢管；外套管（4）是与巢座（8）前段（A）外截面相配套的六边形钢管。
3.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于：所述的钢绞线（2）的末端设有球形扩大头，扩大头的直径比钢绞线（2）大1~2cm。
4.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于：所述的刺骨（5）是截面为L形的钢骨架，钢骨架的宽度为3~5cm，L形的长边为10~20cm，短边为3~5cm，弯角处设有转轴（6）的插孔。
5.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于：所述的空心螺栓杆（7）已磁化，空心螺栓杆（7）的内径8cm~10cm，外径10cm~12cm，长度与巢座（8）的相同。
6.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于：巢座（8）的内径13~15cm，外径15~17cm，长20~30cm。
7.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于：所述的齿盖（9）中间留有与槽齿（10）相同的内螺纹，两边留有与槽齿（10）相配套的转轴槽。
8.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索的施工方法，其步骤为：
（1）制作锚索：根据工程设计要求确定钢绞线（2）、刺骨（5）、巢座（8）和齿盖（9）的数量和长度；预制锚头（1）的各部件、钢绞线（2）、内套管（3）和外套管（4）；刺骨（5）套于转轴（6）上，转轴（6）嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖（9）将转轴（6）固定于槽齿（10）上；钢绞线（2）穿过空心螺栓杆（7），空心螺栓杆（7）通过螺纹与巢座（8）连接组成锚索；内套管（3）和外套管（4）穿过钢绞线（2）分别套在空心螺栓杆（7）和巢座（8）上；
（2）放线及钻孔：根据设计要求用测量仪器在坡体上放线，定位锚索的施工位置并钻孔；
（3）施工锚索：转动内套管（3）带动空心螺栓杆（7）松动，空心螺栓杆（7）磁性吸附刺骨（5）短轴转动，使刺骨（5）聚拢，将锚索、内套管（3）和外套管（4）一同插入孔内，在坡面上固定外套管（4），旋转内套管（3）带动空心螺栓杆（7）向孔内钻进，推动刺骨（5）旋转插入稳定土体，拔出内套管（3）和外套管（4）；
（4）张拉锚固：张拉钢绞线（2）施加预应力，在锚索上套垫板（12），并用锚具（11）将其锚固于垫板（12）上；
（5）按照步骤（2）、步骤（3）和步骤（4）施工下一根锚索直至完成所有的工序；
（6）回收方法：待完成支护功能后，卸除锚具（11）和垫板（12），将内套管（3）和外套管（4）穿过钢绞线（2）分别套在空心螺栓杆（7）和巢座（8）上，固定外套管（4），通过内套管（3）拧松空心螺栓杆（7），拔出外套管（4）和内套管（3），向外拔锚索，土体约束作用使刺骨（5）收缩，从而拔出锚索，实现锚索回收。
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