CN106284368A - 一种可回收拼装框架锯齿锚杆及施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种可回收拼装框架锯齿锚杆及施工方法,属于岩土锚固技术领域,包括框架、锚杆和锚具;框架由方管,套筒和十字架连接组成,方管伸入套筒内并由螺栓连接构成横梁和立柱,横梁和立柱分别插入十字架,四周螺栓固定;锚杆由钢管、伸缩杆、钢片和转轴组成,钢管上设有滑槽、第一定位孔和第二定位孔,伸缩杆穿入钢管内,转轴穿过滑槽将伸缩杆与钢管连接,第一定位孔内插入转轴,转轴两端套钢片并由螺帽固定,相邻钢片用螺栓连接;锚杆穿过十字架的中心孔至坡内,推拉仪套于锚杆端头推动伸缩杆,钢片呈锯齿状伸入土体;销钉插入第二定位孔将钢管与伸缩杆连接,锚具和垫板将锚杆锚固于框架上。本发明结构可回收,施工速度,快降低成本。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程锚固技术领域,具体涉及可回收拼装框架锯齿锚杆,特别适用于公路、铁路施工过程中的土质边坡和基坑工程。
背景技术
国民经济快速发展,铁路、公路等基础设施建设向山区延伸。复杂的地形地质条件在公路、铁路建设中随处可见,边坡工程是制约这些地区公路、铁路建设工期和正常运营的重要因素。加快沿线边坡施工,可缩短施工工期,降低公路、铁路投资成本;城市建设发展迅速,用地紧张,高层建筑多层地下室、地下铁道、地下车站、地下车库、地下街道和地下民防工事等多种地下工程迅猛发展,基坑工程大量涌现,基坑支护结构占整个基坑工程造价相当大的比例,而基坑工程又属于临时性支护工程。因此,可回收利用的支护结构,将有效减少基坑工程造价,降低周边地下环境污染,减轻周边土地开发利用难度。
现有框架锚杆支护的框架主要是现浇钢筋混凝土,模板、钢筋和混凝土往坡体运输困难,耗费大量的人力、物力,混凝土凝固速度慢影响施工进度;锚杆大多数是注入浆液的方法锚固于稳定土体,施工工期长,工序复杂,浆体凝固速度慢,锚杆施工成本高;在临时性工程中,现浇钢筋混凝土框架拆除困难,无法回收再利用,锚杆注浆造成周边地下环境严重污染,锚杆不能回收埋藏于地下,造成资源浪费,环境污染,影响周边土地资源开发利用。综上所述,现存框架锚杆支护结构还不能缩短公路、铁路边坡工程建设工期;无法减少基坑支护结构对周围地下环境的污染,资源浪费等问题。因此,我们迫切需要一种施工速度快,锚杆不需要注浆且可回收利用的框架锚杆支护结构,来解决这些问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可回收拼装框架锯齿锚杆及施工方法。
本发明是一种可回收拼装框架锯齿锚杆及施工方法,可回收拼装框架锯齿锚杆包括框架1、锚杆2和锚具3;框架1由方管4,套筒5和十字架6连接组成,方管4伸入套筒5内并由螺栓连接构成横梁和立柱,横梁和立柱分别插入十字架6,四周螺栓固定;锚杆2由钢管7、伸缩杆8、钢片9和转轴10组成,钢管7上设有滑槽17、第一定位孔15和第二定位孔16,伸缩杆8穿入钢管7内,转轴10穿过滑槽17将伸缩杆8与钢管7连接,第一定位孔15内插入转轴10,转轴10两端套钢片9并由螺帽固定,相邻钢片9用螺栓连接;锚杆2穿过十字架6的中心孔13至坡内,推拉仪11套于锚杆2端头推动伸缩杆8,钢片9呈锯齿状伸入土体;销钉插入第一定位孔将钢管与伸缩杆8连接,锚具3和垫板12将锚杆2锚固于框架1上。
本发明的可回收拼装框架锯齿锚杆的施工方法,其步骤为:
(1)预制框架1的构件:根据设计要求,进行模块化加工方管4、套筒5和十字架6;
(2)预制锚杆2:根据工程设计要求,加工带有第一定位孔15、第二定位孔16和滑槽17的钢管7,钢片9,转轴10和伸缩杆8;将伸缩杆8穿入钢管7内,转轴10穿过滑槽17将伸缩杆8与钢管7连接,第一定位孔15内插入转轴10,转轴10两端套钢片9并由螺帽固定,相邻钢片9用螺栓铰接连接;
(3)预制推拉仪11:根据钢管7型号和伸缩杆8的可伸缩最大长度,制作支架18、选择合适的油缸19和电动液压泵20,油缸19用螺栓固定于支架18上,连接电动液压泵20与油缸19的进出油口;
(4)定位及钻孔:根据设计要求用测量仪器在坡体上进行放线,定位锚杆2的位置,采用钻机进行钻孔至设计深度;
(5)施工锚杆2:将伸缩杆8向钢管7外拉,使钢片9平行于钢管7,然后将锚杆2放入坡体孔内;
(6)施工框架1:套筒5将预制的方管4连成横梁和立柱,横梁和立柱插入十字架6,螺栓固定横梁和立柱,十字架6穿过锚杆2;
(7)张拉锚固:套上推拉仪11,开动电动液压泵20,活塞杆推动钢片9绕转轴10转动插入稳定土体内形成锚固力,插入销钉、拧松螺栓,取下推拉仪11;
(8)回收方法:a)框架1回收:松开锚具3,卸下十字架6及套筒5上螺栓,拆除框架1;b)锚杆2回收:套上推拉仪11,取下销钉,开动电动液压泵20反向转动开关,活塞杆回缩拉出伸缩杆8使钢片9与钢管7平行,拔出锚杆2,拆卸回收。
本发明的有益效果:本发明结构简单、组装化程度高、实用性强,可回收主要用于各种土质边坡,其优点为:(1)高强铝合金轻质,高强且工厂模块化加工,可拼装成不同长度的横梁和立柱,施工方便、快速,回收后重复利用率高。(2)利用坡体外推拉仪,对坡体内锚杆上的钢片进行有效控制,推拉仪压缩伸缩杆时锚杆上钢片旋转插入稳定坡体,拉伸压缩连杆时锚杆上钢片旋转至与锚杆平行,锚固力消失。推拉仪实现锚杆进行锚固和回收,节约资源,降低成本。
附图说明
图1是本发明结构的立面图;图2是本发明结构的剖面图;图3是十字架示意图;图4是钢管示意图;图5伸缩杆示意图;图6是锚杆示意图;图7是锚杆锚固示意图;图8是推拉仪示意图;图9是推拉仪锚杆连接示意图。
附图标记说明:框架1、锚杆2、锚具3、方管4、套筒5、十字架6、钢管7、伸缩杆8、钢片9、转轴10、推拉仪11、垫板12、中心孔13、凹槽14、第一定位孔15、第二定位孔16、滑槽17、支架18、油缸19、电动液压泵20、固定段A、伸缩段B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明,所举实例只用于解释本发明,并非用于限制本发明。在本发明原则内,所做的修改、等同替换和改进都属于本发明的保护范围。
如图1、2、3、4、5、6、7、8和9所示,本发明提供一种可回收拼装框架锯齿锚杆,包括框架1、锚杆2和锚具3;框架1由方管4,套筒5和十字架6连接组成,方管4伸入套筒5内并由螺栓连接构成横梁和立柱,横梁和立柱分别插入十字架6,四周螺栓固定;锚杆2由钢管7、伸缩杆8、钢片9和转轴10组成,钢管7上设有滑槽17、第一定位孔15和第二定位孔16,伸缩杆8穿入钢管7内,转轴10穿过滑槽17将伸缩杆8与钢管7连接,第一定位孔15内插入转轴10,转轴10两端套钢片9并由螺帽固定,相邻钢片9用螺栓连接;锚杆2穿过十字架6的中心孔13至坡内,推拉仪11套于锚杆2端头推动伸缩杆8,钢片9呈锯齿状伸入土体;销钉插入第一定位孔将钢管与伸缩杆8连接,锚具3和垫板12将锚杆2锚固于框架1上。
如图1所示,方管4是由高强铝合金生产而成的1m和0.5m的模块,其两端分别带有螺栓孔,铝合金厚度为2-4cm。
如图1所示,套筒5为高强铝合金材料制成,呈长方体,两端带有与方管4相配套的螺栓孔。
如图1和3所示,十字架6由高强铝合金材料制成,带有一个中心孔13和四个凹槽14,四个凹槽14上对称布置螺栓孔。
如图4、6和7所示,钢管7直径为8-10cm,厚度为0.5-1cm,其上留有第一定位孔15、第二定位孔16和滑槽17,滑槽17末端与第一定位孔15距离为10-15cm。
如图5、6和7所示,伸缩杆8是由固定段A和伸缩段B焊接而成,固定段A是前段带有外螺纹的杆,杆上留有伸缩杆8拉长和压缩后与钢管7第二定位孔16相对应的两个孔和供转轴10穿过的一个孔;伸缩段B由数节小伸缩杆焊接而成,小伸缩杆的母杆长度为10-15cm,伸缩长度为10-15cm,每个伸缩杆子杆端头都留有供转轴10穿过的孔。
如图8和9所示,推拉仪11是由支架18、油缸19和电动液压泵20组成,油缸19用螺栓固定于支架18末端,连接电动液压泵20与油缸19的进出油口。
如图8所示,所述的支架18呈圆筒状、圆筒中间划槽,筒底焊接圆环,圆环和筒口分别留有螺栓孔,支架18可穿入锚杆2,长度为0.8-1m。
如图8所示,所述的油缸19前端焊接与支架18末端圆环相配套的圆环,活塞杆的伸长度为0.8-1m,活塞杆前段留有与伸缩杆8后端相配套的内螺纹。
如图8所示,所述的电动液压泵20中的电动机可正反转动,使油缸19往复性运动,最大压力为4.0-6.0Mpa。
本发明施工顺序宜采用逆作法,分层施工,其步骤为:
(1)预制框架1的构件:根据设计要求,进行模块化加工方管4、套筒5和十字架6;
(2)预制锚杆2:根据工程设计要求,加工带有第一定位孔15、第二定位孔16和滑槽17的钢管7,钢片9,转轴10和伸缩杆8;将伸缩杆8穿入钢管7内,转轴10穿过滑槽17将伸缩杆8与钢管7连接,第一定位孔15内插入转轴10,转轴10两端套钢片9并由螺帽固定,相邻钢片9用螺栓铰接连接;
(3)预制推拉仪11:根据钢管7型号和伸缩杆8的可伸缩最大长度,制作支架18、选择合适的油缸19和电动液压泵20,油缸19用螺栓固定于支架18上,连接电动液压泵20与油缸19的进出油口;
(4)定位及钻孔:根据设计要求用测量仪器在坡体上进行放线,定位锚杆2的位置,采用钻机进行钻孔至设计深度;
(5)施工锚杆2:将伸缩杆8向钢管7外拉,使钢片9平行于钢管7,然后将锚杆2放入坡体孔内;
(6)施工框架1:套筒5将预制的方管4连成横梁和立柱,横梁和立柱插入十字架6,螺栓固定横梁和立柱,十字架6穿过锚杆2;
(7)张拉锚固:套上推拉仪11,开动电动液压泵20,活塞杆推动钢片9绕转轴10转动插入稳定土体内形成锚固力,插入销钉、拧松螺栓,取下推拉仪11;
(8)回收方法:a)框架1回收:松开锚具3,卸下十字架6及套筒5上螺栓,拆除框架1;b)锚杆2回收:套上推拉仪11,取下销钉,开动电动液压泵20反向转动开关,活塞杆回缩拉出伸缩杆8使钢片9与钢管7平行,拔出锚杆2,拆卸回收。
本发明的一种可回收拼装框架锯齿锚杆的工作原理为:(1)锚固原理:锚杆穿过框架插入边坡稳定土体,将推拉仪固定于锚杆上与伸缩杆连接,启动电动液压阀,推拉仪向坡体方向压缩伸缩杆,伸缩杆推动坡体内钢片绕转轴转动并插入稳定土体内形成锚固力,框架与锚杆协同工作。(2)回收原理:a)框架回收:卸下锚具、电板,松开套筒和十字连接块上的螺栓,方管、十字架和套筒,重复再利用。b)锚杆回收:推拉仪固定于锚杆上与伸缩杆连接,启动液压泵,推拉仪带动伸缩杆向坡体外运动,伸缩杆拉动坡体内钢片绕转轴转动脱离稳定土体与钢管平行,锚固力消失;拔出锚杆,拆卸回收。
Claims (10)
1.一种可回收拼装框架锯齿锚杆,包括框架(1)、锚杆(2)和锚具(3),其特征在于:框架(1)由方管(4)、套筒(5)和十字架(6)连接组成,方管(4)伸入套筒(5)内并由螺栓连接构成横梁和立柱,横梁和立柱分别插入十字架(6),四周螺栓固定;锚杆(2)由钢管(7)、伸缩杆(8)、钢片(9)和转轴(10)组成,钢管(7)上设有滑槽(17)、第一定位孔(15)和第二定位孔(16),伸缩杆(8)穿入钢管(7)内,转轴(10)穿过滑槽(17)将伸缩杆(8)与钢管(7)连接,第一定位孔(15)内插入转轴(10),转轴(10)两端套钢片(9)并由螺帽固定,相邻钢片(9)用螺栓连接;锚杆(2)穿过十字架(6)的中心孔(13)至坡内,推拉仪(11)套于锚杆(2)端头推动伸缩杆(8),钢片(9)呈锯齿状伸入土体;销钉插入第二定位孔(16)将钢管(7)与伸缩杆(8)连接,锚具(3)和垫板(12)将锚杆(2)锚固于框架(1)上。
2.根据权利要求1所述的可回收拼装框架锯齿锚杆,其特征在于:所述的方管(4)是由高强铝合金生产而成的1m和0.5m的模块,其两端分别带有螺栓孔,铝合金厚度为2-4cm;所述的套筒(5)为高强铝合金材料制成,呈长方体,两端带有与方管(4)相配套的螺栓孔。
3.根据权利要求1所述的可回收拼装框架锯齿锚杆,其特征在于:所述的十字架(6)由高强铝合金材料制成,带有一个中心孔(13)和四个凹槽(14),四个凹槽(14)上对称布置螺栓孔;所述的钢管(7)直径为8-10cm,厚度为0.5-1cm,其上留有第一定位孔(15)、第二定位孔(16)和滑槽(17),滑槽(16)末端与第一定位孔(15)距离为10-15cm。
4.根据权利要求1所述的可回收拼装框架锯齿锚杆,其特征在于:所述的伸缩杆(8)是由固定段(A)和伸缩段(B)焊接而成,固定段(A)是前段带有外螺纹的杆,杆上分别留有伸缩杆(8)拉长和压缩后与钢管(7)第二定位孔(16)相对应的两个孔和供转轴(10)穿过的一个孔;伸缩段(B)由数节小伸缩杆焊接而成,小伸缩杆的母杆长度为10-15cm,伸缩长度为10-15cm,每个伸缩杆子杆端头都留有供转轴(10)穿过的孔。
5.根据权利要求1所述的可回收拼装框架锯齿锚杆,其特征在于:所述的钢片(9)长度为:20-30cm、宽度为:4-6cm、厚度为:1-2cm,中间和两端分别留有孔。
6.根据权利要求1所述的可回收拼装框架锯齿锚杆,其特征在于:所述的推拉仪(11)是由支架(18)、油缸(19)和电动液压泵(20)组成,油缸(19)用螺栓固定于支架(18)末端,连接电动液压泵(20)与油缸(19)的进出油口。
7.根据权利要求1和6所述的可回收拼装框架锯齿锚杆,其特征在于:所述的支架(18)呈圆筒状、圆筒中间划槽,筒底焊接圆环,圆环和筒口分别留有螺栓孔;支架(18)可穿入锚杆(2),长度为0.8-1m。
8.根据权利要求1和6所述的可回收拼装框架锯齿锚杆,其特征在于:所述的油缸(19)前端焊接与支架(18)末端圆环相配套的圆环,活塞杆的伸长长度为0.8-1m,活塞杆前段留有与伸缩杆(8)后端相配套的内螺纹。
9.根据权利要求1和6所述的可回收拼装框架锯齿锚杆,其特征在于:所述的电动液压泵(20)中的电动机可正反转动,使油缸(19)往复性运动,最大压力为4.0-6.0Mpa。
10.可回收拼装框架锯齿锚杆的施工方法,其特征在于,其步骤为:
(1)预制框架(1)的构件:根据设计要求,进行模块化加工方管(4)、套筒(5)和十字架(6);
(2)预制锚杆(2):根据工程设计要求,加工带有第一定位孔(15)、第二定位孔(16)和滑槽(17)的钢管(7),钢片(9),转轴(10)和伸缩杆(8);将伸缩杆(8)穿入钢管(7)内,转轴(10)穿过滑槽(17)将伸缩杆(8)与钢管(7)连接,第一定位孔(15)内插入转轴(10),转轴(10)两端套钢片(9)并由螺帽固定,相邻钢片(9)用螺栓铰接连接;
(3)预制推拉仪(11):根据钢管(7)型号和伸缩杆(8)的可伸缩最大长度,制作支架(18)、选择合适的油缸(19)和电动液压泵(20),油缸(19)用螺栓固定于支架(18)上,连接电动液压泵(20)与油缸(19)的进出油口;
(4)定位及钻孔:根据设计要求用测量仪器在坡体上进行放线,定位锚杆(2)的位置,采用钻机进行钻孔至设计深度;
(5)施工锚杆(2):将伸缩杆(8)向钢管(7)外拉,使钢片(9)平行于钢管(7),然后将锚杆(2)放入坡体孔内;
(6)施工框架(1):套筒(5)将预制的方管(4)连成横梁和立柱,横梁和立柱插入十字架(6),螺栓固定横梁和立柱,十字架(6)穿过锚杆(2);
(7)张拉锚固:套上推拉仪(11),开动电动液压泵(20),活塞杆推动钢片(9)绕转轴(10)转动插入稳定土体形成锚固力,插入销钉、拧松螺栓,取下推拉仪(11);
(8)回收方法:a)框架(1)回收:松开锚具(3),卸下十字架(6)及套筒(5)上螺栓,拆除框架(1);b)锚杆(2)回收:套上推拉仪(11),取下销钉,开动电动液压泵(20)反向转动开关,活塞杆回缩拉出伸缩杆(8)使钢片(9)与钢管(7)平行,拔出锚杆(2),拆卸回收。
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