CN108166495A - 一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构及施工方法 - Google Patents

一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构及施工方法 Download PDF

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曾江波
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Abstract

本发明涉及渣土边坡技术领域，特指一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的及施工方法，渣土层上均设置有若干个钻孔；钻孔上设置有若干个扩大腔；钻孔的内部均固定有多级扩大端锚杆；多级扩大端锚杆从上一层的渣土层穿过地层分界面后插入到下一层的渣土层内；提高锚杆的整体性，针对边坡薄弱环节设置多级扩大腔，大大提高了单根锚杆的极限承载力及整体性。

Description

一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构及施工 方法
技术领域
本发明涉及渣土边坡技术领域，特指一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构及施工方法。
背景技术
随着我国城市基础设施建设的不断发展，城市建筑渣土的排放问题日益突出，渣土边坡多位于城市内及周边地区，一旦失稳发生事故，将造成严重的人员、经济损失及广泛的社会影响。与传统自然边坡不同，由于分期堆积碾压的堆积方式，渣土边坡尤其是不同台阶具有明显的地层水平分层性，上下地层的物理力学性质差异较大。此外渣土边坡由多台阶边坡组成，往往具有多级潜在滑动面。因此，对于渣土边坡的支护必须要结合其特有的地层及潜在滑动面特性。
目前渣土边坡多采用传统的支护方式，其中锚杆由于结构简单、施工方便、成本低和对工程适应性强等特点得到了广泛应用。传统的锚杆支护多采用等截面杆体或杆端扩大锚杆，由于长度远大于杆体截面直径，整体性差，尤其是当锚杆穿越性质差异较大的地层时，锚杆由于内力分布不均及差异变形量，极易发生破坏及失效；当锚杆未能穿越渣土边坡的所有潜在滑动面时，边坡仍有发生破坏的可能。此外，目前传统锚杆扩大端的施工多采用旋喷的方式，不能有效控制扩大端的截面尺寸与深度，无法准确计算锚杆的承载力，锚杆与扩大端也仅依靠混凝土与锚杆的粘结力进行连结，在极端情况下可能发生锚杆从扩大端拔出的现象。因此，符合渣土边坡地层与潜在滑动面特点的支护结构是渣土边坡防垮塌技术研究中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构及施工方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明所述的一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构及施工方法，渣土边坡由若干个渣土层堆叠而成；所述渣土层之间的分界面为地层分界面；所述渣土层上均设置有若干个钻孔；所述钻孔上设置有若干个扩大腔；所述钻孔的内部均固定有多级扩大端锚杆；所述多级扩大端锚杆从上一层的渣土层穿过地层分界面后插入到下一层的渣土层内；同一个钻孔上的各个扩大腔分别设置在相邻两层渣土层内。
进一步地，所述多级扩大端锚杆包括有锚杆本体；所述锚杆本体的外侧壁上设置有外螺纹；所述锚杆本体的外部套有若干个环形卡扣；所述环形卡扣的内孔设置有内螺纹；所述锚杆本体的外螺纹与环形卡扣的内螺纹相匹配；所述环形卡扣的内螺纹与锚杆本体的外螺纹相螺纹连接；所述环形卡扣的外侧壁上设置有若干个传力杆。
进一步地，所述渣土边坡的坡面上浇筑有格构；所述多级扩大端锚杆的锚头与格构相固定连接。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是
a、对渣土边坡结构进行分析得出地层分界面的位置，利用理论计算、数值分析等方法获得待支护边坡潜在滑动面；
b、利用钻杆在步骤a计算得出的潜在滑动面，在潜在滑动面上钻取钻孔，每个钻孔内均通过削土刀钻取若干个扩大腔；
c、在步骤b中的钻孔内均投入一个多级扩大端锚杆；
d、在钻孔与多级扩大端锚杆之间的缝隙和扩大腔内均灌满水泥浆。
进一步地，所述钻杆包括有钻杆内杆；所述钻杆内杆的末端固定有钻头；所述钻杆内杆的外部套有削土刀盘和钻杆外套管；所述钻杆外套管与钻杆内杆转动连接；所述削土刀盘与钻杆外套管相固定连接；所述削土刀的数量至少为两个；所述削土刀一端与削土刀盘相铰接；所述削土刀在削土刀盘上呈圆周均匀分布。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
(1)本发明提供的钻杆具有套管装置，可通过旋转套管旋出削土刀，方便形成不同尺寸的扩大腔，可满足不同规模边坡及不同部位承载力要求；
(2)本发明提供的锚杆利用传力杆与混凝土连结，可有效改善锚杆的受力状态，提高锚杆的整体性，避免过大的不均匀变形量；
(3)本发明提供的用于渣土边坡支护的多级扩大端锚杆，在前期对渣土边坡进行地质条件及稳定性分析的基础上，确定渣土边坡平台地层界面及多级潜在滑动面，针对边坡薄弱环节设置多级扩大腔，大大提高了单根锚杆的极限承载力及整体性；
(4)本发明提供的用于渣土边坡支护的多级扩大端锚杆及其配套钻杆及施工方法，可有效保证渣土边坡整体及局部的稳定性，相同支护要求大大减少锚杆数量，降低渣土边坡的支护及后期维护成本。
附图说明
图1是本发明渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构示意图；
图2是本发明中钻杆的结构示意图；
图3是本发明中钻杆的截面结构示意图；
图4是多级扩大端锚杆插入到钻孔的结构示意图；
图5是多级扩大端锚杆的局部结构示意图；
图6是多级扩大端锚杆的截面图；
附图标记说明：
1、渣土边坡；2、潜在滑动面；3、多级扩大端锚杆；4、格构；5、锚头；
6、地层分界面；7、扩大腔；8、钻头；9、削土刀盘；10、削土刀；
11、钻杆外套管；12、钻杆内杆；13、钻孔；14、水泥浆；
15、锚杆本体；16、传力杆；17、环形卡扣。
具体实施方式
如图1-6所示，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，下述实施例及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构，渣土边坡由若干个渣土层1堆叠而成；所述渣土层1之间的分界面为地层分界面6；所述渣土层1上均设置有若干个钻孔13；所述钻孔13上设置有若干个扩大腔7；所述钻孔13的内部均固定有多级扩大端锚杆3；所述多级扩大端锚杆3从上一层的渣土层1穿过地层分界面6后插入到下一层的渣土层1内；同一个钻孔13上的各个扩大腔7分别设置在相邻两层渣土层1内，然后在在钻孔13与多级扩大端锚杆3之间的缝隙和扩大腔7内均灌满水泥浆14，使多级扩大端锚杆3与凝固后的水泥浆14固定，水泥浆14灌入扩大腔7内形成一个限位结构，使凝固后的水泥浆14结构固定在渣土边坡内，同一地层分界面6上下两层渣土层1通过多级扩大端锚杆3和水泥浆14结构之间相互固定；所述多级扩大端锚杆3包括有锚杆本体15；所述锚杆本体15的外侧壁上设置有外螺纹；所述锚杆本体15的外部套有若干个环形卡扣17；所述环形卡扣17的内孔设置有内螺纹；所述锚杆本体15的外螺纹与环形卡扣17的内螺纹相匹配；所述环形卡扣17的内螺纹与锚杆本体15的外螺纹相螺纹连接；所述环形卡扣17的外侧壁上设置有若干个传力杆16；转动环形卡扣17，使环形卡扣17在锚杆本体15上旋转，由于环形卡扣17与锚杆本体15螺纹配合，所以环形卡扣17能沿锚杆本体15滑动至指定位置；然后环形卡扣17打开，在灌入水泥浆14后，传力杆16插入到水泥浆14内，使多级扩大端锚杆3在水泥浆14内更加稳固；所述渣土边坡的坡面上浇筑有格构4；所述多级扩大端锚杆3的锚头5与格构4相固定连接；格构4利用多级扩大端锚杆3在渣土边坡表面上固定。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的施工方法，包括如下步骤：
a、对渣土边坡结构进行分析得出地层分界面6的位置，利用理论计算、数值分析等方法获得待支护边坡潜在滑动面2；
b、利用钻杆在步骤a计算得出潜在滑动面2，配合地层分界面6的位置，调整钻机的角度，利用多级扩大端锚杆3在潜在滑动面2上钻取钻孔13；当钻头8钻进至指定位置时，旋转钻杆外套管11，使削土刀盘9带动削土刀10绕轴转动，削土刀10由于离心力的作用下自动打开，削土刀10的切屑半径增大，形成扩大腔7；同一个钻孔13上的各个扩大腔7分别设置在相邻两层渣土层1内；
c、在步骤b中的钻孔13内均投入一个多级扩大端锚杆3；环形卡扣17旋入到多级扩大端锚杆3的指定位置后，传力杆16打开；
d、在钻孔13与多级扩大端锚杆3之间的缝隙和扩大腔7内均灌满水泥浆14；水泥浆14注入到钻孔13与多级扩大端锚杆3之间的缝隙以及扩大腔7的内部；凝固后多级扩大端锚杆3通过传力杆16和多级扩大端锚杆3上的螺纹固定在水泥浆14的内部；通过把上下相邻两层的地层分界面6固定。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
(1)本发明提供的钻杆具有套管装置，可通过旋转套管旋出削土刀，方便形成不同尺寸的扩大腔，可满足不同规模边坡及不同部位承载力要求；
(2)本发明提供的锚杆利用传力杆与混凝土连结，可有效改善锚杆的受力状态，提高锚杆的整体性，避免过大的不均匀变形量；
(3)本发明提供的用于渣土边坡支护的多级扩大端锚杆，在前期对渣土边坡进行地质条件及稳定性分析的基础上，确定渣土边坡平台地层界面及多级潜在滑动面，针对边坡薄弱环节设置多级扩大腔，大大提高了单根锚杆的极限承载力及整体性；
(4)本发明提供的用于渣土边坡支护的多级扩大端锚杆及其配套钻杆及施工方法，可有效保证渣土边坡整体及局部的稳定性，相同支护要求大大减少锚杆数量，降低渣土边坡的支护及后期维护成本。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构，其特征在于：渣土边坡由若干个渣土层(1)堆叠而成；所述渣土层(1)之间的分界面为地层分界面(6)；所述渣土层(1)上均设置有若干个钻孔(13)；所述钻孔(13)上设置有若干个扩大腔(7)；所述钻孔(13)的内部均固定有多级扩大端锚杆(3)；所述多级扩大端锚杆(3)从上一层的渣土层(1)穿过地层分界面(6)后插入到下一层的渣土层(1)内；同一个钻孔(13)上的各个扩大腔(7)分别设置在相邻两层渣土层(1)内。
2.根据权利要求1所述的一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构，其特征在于：所述多级扩大端锚杆(3)包括有锚杆本体(15)；所述锚杆本体(15)的外侧壁上设置有外螺纹；所述锚杆本体(15)的外部套有若干个环形卡扣(17)；所述环形卡扣(17)的内孔设置有内螺纹；所述锚杆本体(15)的外螺纹与环形卡扣(17)的内螺纹相匹配；所述环形卡扣(17)的内螺纹与锚杆本体(15)的外螺纹相螺纹连接；所述环形卡扣(17)的外侧壁上设置有若干个传力杆(16)。
3.根据权利要求1所述的一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的安装结构，其特征在于：所述渣土边坡的坡面上浇筑有格构(4)；所述多级扩大端锚杆(3)的锚头(5)与格构(4)相固定连接。
4.一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、对渣土边坡结构进行分析得出地层分界面(6)的位置，利用理论计算、数值分析等方法获得待支护边坡潜在滑动面(2)；
b、利用钻杆在步骤a计算得出的潜在滑动面(2)，在潜在滑动面(2)上钻取钻孔(13)，每个钻孔(13)内均通过削土刀(10)钻取若干个扩大腔(7)；
c、在步骤b中的钻孔(13)内均投入一个多级扩大端锚杆(3)；
d、在钻孔(13)与多级扩大端锚杆(3)之间的缝隙和扩大腔(7)内均灌满水泥浆(14)。
5.根据权利要求4所述的一种用于渣土边坡支护多级扩大端锚杆的施工方法，其特征在于：所述钻杆包括有钻杆内杆(12)；所述钻杆内杆(12)的末端固定有钻头(8)；所述钻杆内杆(12)的外部套有削土刀盘(9)和钻杆外套管(11)；所述钻杆外套管(11)与钻杆内杆(12)转动连接；所述削土刀盘(9)与钻杆外套管(11)相固定连接；所述削土刀(10)的数量至少为两个；所述削土刀(10)一端与削土刀盘(9)相铰接；所述削土刀(10)在削土刀盘(9)上呈圆周均匀分布。
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