CN110173004A - 用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构及其施工方法，涉及了建筑地下结构抗浮装置技术领域，解决了难以形成所需要的注浆体，支护结构容易失效，稳定性和适应性较差的问题，包括水泥浆注浆体、水泥土混合体、上锚具和下锚具，上锚具与水泥土混合体之间固定有结构底板，结构底板、上锚具和下锚具之间共同穿设有多个锚索本体；锚索本体的外表面设置有防锈防腐蚀层,多个锚索本体共同套设有多个承载板。本发明实现孔内地下水渗出通道的封闭，利用水泥土混合体起到实际支护作用，支护结构更加易于成形，使得浇注效果更好，同时高压旋喷方式实现了湿作业，粉尘污染小，对环境影响小。
Description
技术领域
本发明涉及建筑地下结构抗浮装置技术领域，尤其是涉及用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构及其施工方法。
背景技术
抗浮锚杆，是建筑工程地下结构抗浮措施的一种。抗浮锚杆，指的是抵抗其上建筑物向上移位而设置的结构构件，与地下水位高低及变化情况有关，与抗压桩受力方向相反。
授权公告号为CN108952785A的中国专利，提出了一种高握裹力锚索结构，其包括至少一根设置于钻孔内的锚索钢绞线,锚索钢绞线上套设有锚索倒刺，当向所述钻孔内注浆形成注浆体时，锚索倒刺用于增强所述锚索钢绞线与所述注浆体之间的握裹力，钻孔内设置有供所述锚索钢绞线穿过的导向件，导向件引导所述锚索钢绞线进入所述钻孔内。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：需要先成桩孔，然后在桩孔内放入锚索钢绞线，然后将软管放入桩孔内进行注入注浆，形成起到支护作用的支护结构（抗浮锚杆），在实际应用过程中，由于有些地区地下水位较高，待基坑开挖至设计标高后再进行支护结构的施工，会导致一些列问题：孔底的地下水容易溢入至桩孔内，通过软管注浆过程中，浆液受到地下水的浮力作用从桩孔孔口处溢出，从而难以形成所需要的注浆体，即使形成注浆体也不稳定，地下水仍会沿着周边渗出，导致支护结构失效，稳定性和适应性较差，容易造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供适应性好、稳定性高、安全可靠、绿色环保的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构及其施工方法。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构，包括水泥浆注浆体以及与所述水泥浆注浆体固定连接的水泥土混合体，所述水泥浆注浆体和所述水泥土混合体由高压旋喷方式形成；
所述水泥浆注浆体和所述水泥土混合体相互远离的一端分别固定有上锚具和下锚具，所述上锚具与所述水泥土混合体之间固定有结构底板，所述结构底板、所述上锚具和所述下锚具之间共同穿设有多个锚索本体；
所述锚索本体于靠近所述上锚具的一端的外表面设置有防锈防腐蚀层,多个所述锚索本体靠近所述下锚具的一端共同套设有多个承载板，多个所述承载板处于所述水泥浆注浆体内部。
通过采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的区别在于将原有的注浆体更换为水泥浆注浆体和水泥土混合体两部分，利用水泥浆实现孔内地下水渗出通道的封闭，利用水泥土混合体起到实际支护作用，并且本发明是通过高压旋喷的方式成孔，成孔过程中，高压旋喷钻头喷出的清水与桩孔内的土体形成水泥土，同时水泥土起到封堵作用，在此基础上继续通过高压旋喷方式形成水泥土混合体和水泥浆注浆体，支护结构更加易于成形，使得浇注效果更好，同时高压旋喷方式实现了湿作业，粉尘污染小，对环境影响小。
进一步设置为：所述上锚具于靠近所述水泥土混合体的一侧固定连接有第一钢垫板，所述下锚具于靠近和远离所述水泥浆注浆体的两侧均固定连接有第二钢垫板。
通过采用上述技术方案，施工过程中，便于上锚具和下锚具与其周围土体的固定连接，增强整体稳定性。
进一步设置为：所述第一钢垫板远离所述上锚具的一侧固定连接有多个附加钢筋。
通过采用上述技术方案，增强上锚具的抗滑阻力，进而提高上锚具和锚索本体的稳定性。
进一步设置为：所述锚索本体于靠近上锚具的一端的周侧套设有PVC塑料管，所述PVC塑料管的一端固定嵌设于所述结构底板内。
通过采用上述技术方案，PVC塑料管起到定位和保护锚索本体的作用，减少锚索本体与结构底板的直接摩擦，减少锚索本体的磨损，提高锚索本体的承载力。
进一步设置为：所述PVC塑料管内部浇注有微膨胀浇注料。
通过采用上述技术方案，能够填充PVC塑料管内的空隙，保障PVC塑料管与锚索本体之间的紧密连接，增强连接强度。
进一步设置为：所述结构底板由两层浇注板构成，所述浇注板通过混凝土浇注而成。
通过采用上述技术方案，能够填充PVC塑料管内的空隙，保障PVC塑料管与锚索本体之间的紧密连接，增强连接强度。
用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：锚索结构制作，在施工现场将上锚具、下锚具、锚索本体、多个承载板进行制作安装，形成锚索结构，并对锚索结构中的部分锚索本体进行防锈防腐蚀处理；
S2：成孔、安装锚索结构，通过高压旋喷设备连接钻杆，钻杆连接高压旋喷钻头，并将S1中的锚索结构套设于钻杆，通过高压旋喷钻头向外喷射清水，对土体进行钻孔，在土体内形成桩孔，直至设计深度，同时钻杆将锚索结构带入桩孔内，从而实现锚索结构在桩孔内的安装；
S3：制作水泥浆注浆体，在S2中的桩孔内提升高压旋喷钻头，通过高压旋喷设备控制高压旋喷钻头向外喷浆，直至设计深度，从而在所述桩孔的下半部分形成水泥浆注浆体；
S4：制作水泥土混合体，在S3中的桩孔内继续提升高压旋喷钻头，通过高压旋喷设备控制高压旋喷钻头继续向外喷浆，直至设计深度，从而在所述桩孔的上半部分形成水泥土混合体；
S5：静态注浆，将钻杆和高压旋喷钻头提升至返浆段，并进行静态注浆，直至S4中的桩孔的孔口返纯水泥浆。
通过采用上述技术方案，施工过程中，将上锚具、下锚具、承载板、锚索本体安装制作为锚索结构厚，再将锚索结构套设于钻杆和高压旋喷钻头上，通过高压旋喷设备控制高压旋喷钻头向外喷射清水实现钻孔，达到指定深度后，提起高压旋喷钻头，同时通过高压旋喷设备控制高压旋喷钻头喷射浆液，依次形成水泥浆注浆体和水泥土混合体，通过在返浆段进行静态注浆，尽可能地确保桩孔内充满浆液，有效地减少了地下水渗出的情况，从而实现锚索结构的安装。本发明利用泥浆注浆体实现地下水渗入位置的封闭，有效地减少了地下水对水泥土混合体成形的影响，便于本发明的成型，且具有结构稳定，可靠性高，布置方式灵活，能够适用不同复杂环境，便于现场施工，对周围环境影响小，经济性强等优点。
进一步设置为：还包括以下步骤：
S6：安装PVC塑料管，将多个PVC塑料管分别套设于S5中的锚索结构的部分锚索本体周侧，PVC塑料管处于S5中的桩孔的孔口处；
S7：浇注第一层结构底板，在S6中的桩孔的孔口浇注第一层结构底板；
S8：PVC塑料管内注浆，利用微膨胀浇注料对S6中的PVC塑料管进行注浆处理；
S9：浇注第二层结构底板，待PVC塑料管稳定后，再在S7中的结构底板上浇注第二层结构底板。
进一步设置为：S7步骤中，待第一层结构底板具备75%的强度后，对S6中的锚索结构的锚索本体进行张拉锁定。
通过采用上述技术方案，在浇注第一层浇注板后，对锚索本体进行张拉锁定，提高锚索本体与水泥浆注浆体和水泥土混合体之间的摩擦力，提高锚索本体自身的可靠性，锚索本体锁定后，再浇注第二层浇注板，将锚索本体完全固定，使得锚索本体的稳定性更好。
进一步设置为：S3中的水泥浆注浆体和S4中的水泥土混合体均采用水灰比为1:0.6的水泥浆液进行注浆而成。
通过采用上述技术方案，使得水泥土混合体和水泥浆注浆体的密实度更好，质量更高。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
（1）改变了先放锚索后注浆的传统方式，本发明利用高压旋喷清水的方式成孔，成孔过程中，清水与土体混合为水泥土，对地下水起到封堵作用，减少地下水的渗出，便于支护结构的一次成形，更易于成桩；
（2）通过高压旋喷方式形成水泥浆注浆体和水泥土混合体，利用水泥将注浆体进一步起到封堵作用，解决了因地下位高而导致支护结构难以施工的情况，能够适用于大多数地层，对施工环境要求低、对场地周边影响小；
（3）通过上锚具、下锚具、多个承载板、锚索本体共同形成锚索结构，结构更加稳定，承载力和抗剪力更好；
（4）防锈防腐蚀层加强锚索本体的耐腐蚀能力，使得锚索本体的使用寿命更加长久。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是沿图1中A-A线的剖视图；
图3是本发明中承载板的整体结构示意图；
图4是本发明的制造工艺流程图。
附图标记：1、水泥浆注浆体；2、水泥土混合体；3、上锚具；4、下锚具；5、结构底板；6、锚索本体；7、承载板；8、第一钢垫板；9、第二钢垫板；10、附加钢筋；11、PVC塑料管；12、微膨胀浇注料；13、预留孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构，包括水泥浆注浆体1以及与水泥浆注浆体1固定连接的水泥土混合体2。施工过程中，利用高压旋喷设备控制高压旋喷钻头进行钻孔工作，形成桩孔孔后，提起钻杆和高压旋喷钻头，通过高压旋喷设备继续控制高压旋喷钻头在桩孔内进行高压喷浆，先在孔底浇注水泥浆注浆体1，直至即无地下水渗出后，再在水泥浆注浆体1的基础上进行水泥土混合体2的浇注，通过该方式注浆，能够大幅度减少在地下无法成桩的情况。
水泥浆注浆体1和水泥土混合体2相互远离的一端分别固定有上锚具3和下锚具4，上锚具3与水泥土混合体2之间固定有结构底板5，参照图1与图2，结构底板5、上锚具3和下锚具4之间共同穿设有多个锚索本体6,锚索本体6由4根公称直径为15.2mm的钢筋绞合而成，结构底板5由两层浇注板构成，浇注板通过混凝土浇注而成。两层浇注板构成的结构底板5使得锚索本体6的稳定性更好。利用上锚具3和下锚具4分别在锚索本体6的两端进行连接，增强锚索本体6两端与地下的连接强度，减少锚索本体6的塑性变形。
锚索本体6于处于水泥土混合体2内的一端的外表面设置有防锈防腐蚀层,防锈防腐蚀层由FeO钝化膜构成，FeO钝化膜通过对锚索本体6进行强阳极极化的方式形成。FeO钝化膜提高了锚索本体6的抗腐蚀能力，使用寿命更加长久。
多个锚索本体6靠近下锚具4的一端且沿锚索本体6的轴向方向共同套设有多个承载板7，多个承载板7处于水泥浆注浆体1内部，且多个承载板7沿锚索本体6的轴线方向等间距排列设置。多个承载板7使锚索本体6受力更加均匀，增强本发明的整体抗拔承载力，有效克服周围土体阻力小的问题，增强了锚索本体6的轴向应力和剪应力。
参照图3，承载板7的中心处开设有便于锚索本体6和用于进行高压旋喷的喷管穿过的预留孔13。承载板7的预留孔13便于锚索本体6和高压旋喷所用到的喷管穿入，使得锚索本体6的安装更加安全便捷。
参照图1，上锚具3于靠近下锚具4的一侧固定连接有第一钢垫板8，下锚具4于靠近和远离下锚具4的两侧均固定连接有第二钢垫板9，第一钢垫板8和第二钢垫板9均与承载板7相互平行设置。施工过程中，第一钢垫板8与第二钢垫板9分别扩大上锚具3和下锚具4与周围土体的接触面积，便于上锚具3和下锚具4的安装，同时增强本发明整体的稳定性。
第一钢垫板8远离上锚具3的一侧固定连接有多个附加钢筋10，附加钢筋10处于第一钢垫板8远离上锚具3的一侧，且附加钢筋10与锚索本体6垂直设置。增强上锚具3的抗滑阻力，进而提高上锚具3和锚索本体6的稳定性。
锚索本体6于靠近上锚具3的一端的周侧套设有PVC塑料管11，PVC塑料管11与锚索本体6同轴设置，PVC塑料管11的一端固定嵌设于结构底板5内。PVC塑料管11起到定位和保护锚索本体6的作用，减少锚索本体6与结构底板5的直接摩擦，减少锚索本体6的磨损，提高锚索本体6的承载力。PVC塑料管11内部浇注有微膨胀浇注料12。能够填充PVC塑料管11内的空隙，保障PVC塑料管11与锚索本体6之间的紧密连接，增强连接强度。
用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构的施工方法，参照图4，包括以下步骤：
S1：锚索结构制作，在施工现场将上锚具3、下锚具4、锚索本体6、多个承载板7进行制作安装，形成锚索结构，并对锚索结构中的部分锚索本体6进行防锈防腐蚀处理；
S2：成孔、安装锚索结构，通过高压旋喷设备连接钻杆，钻杆连接高压旋喷钻头，并将S1中的锚索结构套设于钻杆，通过高压旋喷钻头向外喷射清水，对土体进行钻孔，在土体内形成桩孔，直至设计深度，同时钻杆将锚索结构带入桩孔内，从而实现锚索结构在桩孔内的安装；
S3：制作水泥浆注浆体1，在S2中的桩孔内提升高压旋喷钻头，通过高压旋喷设备控制高压旋喷钻头向外喷浆，直至设计深度，从而在所述桩孔的下半部分形成水泥浆注浆体1；
S4：制作水泥土混合体2，在S3中的桩孔内继续提升高压旋喷钻头，通过高压旋喷设备控制高压旋喷钻头继续向外喷浆，直至设计深度，从而在所述桩孔的上半部分形成水泥土混合体2，S3中的水泥浆注浆体1和S4中的水泥土混合体2均采用水灰比为1:0.6的水泥浆液进行注浆而成。使得水泥土混合体2和水泥浆注浆体1的密实度更好，质量更高。
S5：静态注浆，将钻杆和高压旋喷钻头提升至返浆段，并进行静态注浆，直至S4中的桩孔的孔口返纯水泥浆；
S6：安装PVC塑料管11，将多个PVC塑料管11分别套设于S5中的锚索结构的部分锚索本体6周侧，PVC塑料管11处于S5中的桩孔的孔口处；
S7：浇注第一层结构底板5，在S6中的桩孔的孔口浇注第一层结构底板5，待第一层结构底板5具备75%的强度后，对S6中的锚索结构的锚索本体6进行张拉锁定；
S8：PVC塑料管11内注浆，利用微膨胀浇注料12对S6中的PVC塑料管11进行注浆处理；
S9：浇注第二层结构底板5，待PVC塑料管11稳定后，再在S7中的第一层结构底板5上浇注第二层结构底板5。
对锚索本体6进行张拉锁定，提高锚索本体6与水泥浆注浆体1和水泥土混合体2之间的摩擦力，提高锚索本体6自身的可靠性，锚索本体6锁定后，再浇注第二层浇注板，将锚索本体6完全固定，使得锚索本体6的稳定性更好。
本实施例的实施原理及有益效果为：
施工时，先将上锚具3、下锚具4、结构底板5、锚索本体6安装制作成锚索结构，将锚索结构套设于钻杆和钻头上，利用高压旋喷钻头旋喷清水的方式对土体进行钻孔，同时将锚索结构带入桩孔内，钻孔时，高压旋喷钻头喷出的清水与土体混合为水泥土，水泥土同时起到封堵地下水涌出的作用，利用高压旋喷方式形成水泥浆注浆体1，利用水泥浆注浆体1进一步起到封堵地下水渗出通道的作用，减少地下水的渗出，再通过高压旋喷方式形成起到实际支护作用的水泥土混合体2，实现锚索结构的安装。本发明利用泥浆注浆体实现地下水渗入位置的封闭，有效地减少了地下水对水泥土混合体2成形的影响，便于支护结构的成型，且成型的支护结构稳定，可靠性高，本发明能够适用不同复杂环境，便于现场施工，布置方式灵活，还具有对周围环境影响小，经济性强等优点。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构，其特征在于:包括水泥浆注浆体（1）以及与所述水泥浆注浆体（1）固定连接的水泥土混合体（2），所述水泥浆注浆体（1）和所述水泥土混合体（2）由高压旋喷方式形成；
所述水泥浆注浆体（1）和所述水泥土混合体（2）相互远离的一端分别固定有上锚具（3）和下锚具（4），所述上锚具（3）与所述水泥土混合体（2）之间固定有结构底板（5），所述结构底板（5）、所述上锚具（3）和所述下锚具（4）之间共同穿设有多个锚索本体（6）；
所述锚索本体（6）靠近所述上锚具（3）的一端的外表面设置有防锈防腐蚀层，多个所述锚索本体（6）靠近所述下锚具（4）的一端共同套设有多个承载板（7），多个所述承载板（7）处于所述水泥浆注浆体（1）内部。
2.根据权利要求1所述的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构，其特征在于，所述上锚具（3）于靠近所述水泥土混合体（2）的一侧固定连接有第一钢垫板（8），所述下锚具（4）于靠近和远离所述水泥浆注浆体（1）的两侧均固定连接有第二钢垫板（9）。
3.根据权利要求2所述的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构，其特征在于，所述第一钢垫板（8）远离所述上锚具（3）的一侧固定连接有多个附加钢筋（10）。
4.根据权利要求1所述的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构，其特征在于，所述锚索本体（6）于靠近上锚具（3）的一端的周侧套设有PVC塑料管（11），所述PVC塑料管（11）的一端固定嵌设于所述结构底板（5）内。
5.根据权利要求4所述的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构，其特征在于，所述PVC塑料管（11）内部浇注有微膨胀浇注料（12）。
6.根据权利要求1所述的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构，其特征在于，所述结构底板（5）由两层浇注板构成，所述浇注板通过混凝土浇注而成。
7.用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：锚索结构制作，在施工现场将上锚具（3）、下锚具（4）、锚索本体（6）、多个承载板（7）进行制作安装，形成锚索结构，并对锚索结构中的部分锚索本体（6）进行防锈防腐蚀处理；
S2：成孔、安装锚索结构，通过高压旋喷设备连接钻杆，钻杆连接高压旋喷钻头，并将S1中的锚索结构套设于钻杆，通过高压旋喷钻头向外喷射清水，对土体进行钻孔，在土体内形成桩孔，直至设计深度，同时钻杆将锚索结构带入桩孔内，从而实现锚索结构在桩孔内的安装；
S3：制作水泥浆注浆体（1），在S2中的桩孔内提升高压旋喷钻头，通过高压旋喷设备控制高压旋喷钻头向外喷浆，直至设计深度，从而在所述桩孔的下半部分形成水泥浆注浆体（1）；
S4：制作水泥土混合体（2），在S3中的桩孔内继续提升高压旋喷钻头，通过高压旋喷设备控制高压旋喷钻头继续向外喷浆，直至设计深度，从而在所述桩孔的上半部分形成水泥土混合体（2）；
S5：静态注浆，将钻杆和高压旋喷钻头提升至返浆段，并进行静态注浆，直至S4中的桩孔的孔口返纯水泥浆。
8.根据权利要求7所述的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构的施工方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S6：安装PVC塑料管（11），将多个PVC塑料管（11）分别套设于S5中的锚索结构的部分锚索本体（6）周侧，PVC塑料管（11）处于S5中的桩孔的孔口处；
S5：浇注第一层结构底板（5），在S6中的桩孔的孔口浇注第一层结构底板（5）；
S8：PVC塑料管（11）内注浆，利用微膨胀浇注料（12）对S6中的PVC塑料管（11）进行注浆处理；
S9：浇注第二层结构底板（5），待PVC塑料管（11）稳定后，再在S7中的结构底板（5）上浇注第二层结构底板（5）。
9.根据权利要求8所述的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构的施工方法，其特征在于，S7步骤中，待第一层结构底板（5）具备75%的强度后，对S6中的锚索结构的锚索本体（6）进行张拉锁定。
10.根据权利要求7所述的用于建筑物抗浮的高压旋喷锚索结构的施工方法，其特征在于，S3中的水泥浆注浆体（1）和S4中的水泥土混合体（2）均采用水灰比为1:0.6的水泥浆液进行注浆而成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2019
- 2019-06-12 CN CN201910506620.5A patent/CN110173004A/zh active Pending
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