CN110565650A - 一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩 - Google Patents

Abstract

一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，每根所述复合锚杆桩包括锚杆主体结构(1)和浆料固结体(2)，所述浆体固结材料(2)填充于锚杆主体结构(1)周围；所述锚杆主体结构(1)包括多根锚杆(4)、连接件(5)和限位固定件(6)；所述锚杆(4)包括上段(9)和下段(10)，两者等长，且彼此通过螺纹连接；所述上段(9)的圆周上均布有多个注浆孔；所述上段(9)的上端设置有封锚结构(11)；复合锚杆桩的桩孔(3)顶部小、底部大，且桩孔(3)的底部截面呈十字形。本发明的结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能对地铁车站基坑进行有效支护，更加适用于空间狭小和深基坑的特殊施工环境。

Description

一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩

技术领域

本发明属于轨道交通装备产业，涉及城市轨道交通车辆的地下结构工程施工技术领域，具体地，涉及一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩。

背景技术

随着经济实力的不断提高，为了缓解日益增长的交通压力，地铁的施工在诸多城市建设中蓬勃发展。而受各种因素制约，地铁施工不可避免地需邻近或穿过各种构筑物，这些节点地段的施工往往成为工程建设的重中之重。地铁车站主体和附属工程基坑围护结构施工时常常只能近街区施工，往往碰到一系列的问题与困难，比如空间狭小、地铁结构周围无法进行有效支护措施、无法保证控制变形等问题。

建筑基坑的开挖必然对周边环境造成一定的影响，为保证地下施工结构及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支撑、加固与保护措施，这就是基坑支护。当前，随着全国各个大城市新项目的投入及旧城拆迁改建，建设工程的基坑工程，在数量、开挖深度、平方尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展，深大基坑已非常普遍，传统的放坡开挖技术以及采用少量钢板桩支护技术已经难以保证地下施工结构及建筑基坑周边环境的安全。

建筑基坑工程一般位于建筑密集、环境复杂的地区，一旦发生倒塌等事故后，将造成巨大的人员、财产损失，同时支护措施作为临时性支护结构，基坑工程的支护设计又不得不考虑经济因素，因此在基坑支护工程的设计和施工过程中，因地制宜、合理选型，达到安全、经济的和谐统一是设计、施工人员要着重考虑的问题；

目前的基坑支护结构比较单一，支撑强度不够大，对于面积较大、深度较深的基坑来说，会存在安全隐患，由于支护结构体系单薄，容易发生基坑塌方现象。基坑支护主要包括排桩、地下连续墙、钢板桩、水泥土墙、SMW工法桩等，部分地质条件较好的基坑使用复合土钉墙，上述支护方式可适用于大部分基坑支护，但是对位于城市建筑群间狭窄地块的深基坑则无能为力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩。本发明的结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能对地铁车站基坑进行有效支护，确保基坑开挖过程中和基坑开挖完成后的稳固性。可以提高整体性价比及安全系数的同时，更加适用于空间狭小和深基坑的特殊施工环境，在保证既有轨道结构稳定、线路正常运营的前提下，安全、经济的进行基坑施工。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，每根所述复合锚杆桩包括锚杆主体结构和浆料固结体，所述浆体固结材料填充于锚杆主体结构周围；所述锚杆主体结构包括多根锚杆、连接件和限位固定件，所述连接件为圆形，其圆周上均匀设置多个通孔，所述通孔用于穿过所述多根锚杆，使其连接成圆形分布；所述连接件有多个，沿着所述多根锚杆的长度方向均匀间隔设置；每个连接件上设置有三个所述限位固定件，所述限位固定件均匀间隔设置在所述连接件的圆周上；所述限位固定件包括支撑体和支撑托，支撑体的一端与所述限位固定件连接，另一端与支撑托连接，所述支撑托呈圆弧形，当将锚杆主体结构放入复合锚杆桩的桩孔中时，支撑托与桩孔的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构限位固定在桩孔内；

所述锚杆包括上段和下段，两者等长，且彼此通过螺纹连接；所述上段的圆周上均布有多个注浆孔；所述上段的上端设置有封锚结构，所述封锚结构从上到下依次包括锚紧件、消力件、楔形垫板和传力件，所述锚杆为复合玻璃钢材料；锚紧件和消力件均以螺纹连接的方式与所述锚杆相连，锚紧件的下端与消力件的上端咬合相连，能够提供足够的锚固力；楔形垫板的中间预留孔洞，以便锚杆通过，楔形垫板分别与消力件和传力件相连；

复合锚杆桩的桩孔顶部小、底部大，且桩孔的底部截面呈十字形，所述十字形是通过钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔的底部上下左右侧斜向钻孔所形成。

优选的，所述复合锚杆桩至少有3排，每排至少有5根；每根所述复合锚杆桩的直径为桩长为35-40m，步距为1050-1080mm，内外排间距850-880mm，每根锚杆的直径为并对桩底周围进行注浆。

在上述任一方案中优选的是，所述复合锚杆桩的施工范围距离现有建筑物基础1.5-2m，所述复合锚杆桩的打设角度为20-25°，所述锚杆主体结构的下端距桩孔的底部为0.6-0.9m。

在上述任一方案中优选的是，锚紧件和消力件采用复合玻璃钢材料制成，尺寸与锚杆配套；锚紧件呈六边形，消力件呈圆盘状；传力件由上板、下板和两块支撑板组成箱形截面，所用的材料为复合玻璃钢材料，通过模具经拉挤、固化一次成型，其截面尺寸根据设计要求灵活定制；所述上板、下板制有贯通的孔洞，使锚杆从孔洞穿过，传力件将作用于复合锚杆桩上的水、土压力传递给锚杆，并使各锚杆的应力通过传力件得到均匀分配，而且传力件选用箱形截面，不仅能提高构件的整体稳定性和局部稳定性，还能为传力件选的连接和安装提供方便。

在上述任一方案中优选的是，所述复合锚杆桩通过以下步骤施工完成：

a.勘测场地，确定复合锚杆桩的深度、孔径以及打设的倾斜角度，确定加固区域复合锚杆桩的具体位置、桩间距尺寸；

b.进行钻孔，钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔的底部上下左右侧斜向钻孔，形成截面呈十字形的底部；然后用空压机向已成型的桩孔中吹气，将桩孔中的泥渣吹出；

c.加工制作所述连接件，将所述锚杆从连接件的多个通孔穿过；在所述连接件上制作所述限位固定件，制得所述锚杆主体结构；

d.在桩孔内放置所述锚杆主体结构，使得支撑托与桩孔的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构限位固定在桩孔内；然后进行灌浆处理，得到浆料固结体；

e.当浆料固结体的强度达到设计强度的80％之后，在锚杆的上段的上端进行封锚结构的锚固；待浆料固结体的强度达到设计强度后，即得最终的复合锚杆桩。

在上述任一方案中优选的是，待浆料固结体的强度达到设计强度后进行检测；对所述复合锚杆桩的桩体因收缩而产生的下沉量采用水玻璃混凝土进行填充。

在上述任一方案中优选的是，所述锚杆主体结构制作完成后进行锚杆基本试验，基本试验时最大的试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.8倍；基本试验确定所述复合锚杆桩的桩体与土体间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，锚杆基本试验采用循环加卸荷法。

在上述任一方案中优选的是，进行灌浆处理时，用注浆泵将注浆料沿锚杆的上段注入，灌浆处理采用二次灌浆工艺，水灰比为0.6-0.65，第一次灌浆压力为0.6-0.7MPa，第二次灌浆压力为1.5-1.8MPa，并且二次灌浆在一次灌浆形成的浆料固结体强度达到设计强度的50％后进行。

本发明是根据多年的实际应用实践和经验所得，采用最佳的技术手段和措施来进行组合优化，获得了最优的技术效果，并非是技术特征的简单叠加和拼凑，因此本发明具有显著的意义。

本发明的有益效果：

1.本发明的结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能对地铁车站基坑进行有效支护，确保基坑开挖过程中和基坑开挖完成后的稳固性。可以提高整体性价比及安全系数的同时，更加适用于空间狭小和深基坑的特殊施工环境，在保证既有轨道结构稳定、线路正常运营的前提下，安全、经济的进行基坑施工

2.本发明的锚杆抗拉强度高、自重轻、显著提高基坑支护整体稳定性，便于人工装配操作，减少现场大型施工吊装机械的使用，施工安全便捷；复合玻璃钢锚杆及桩体骨架有较强抗腐蚀性,可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用,可降低结构的运维费用，延长结构的使用寿命。

3.本发明克服了现有的基坑支护与注浆加固施工环节多、工作量大、技术工艺较复杂，及常规锚杆不能作为注浆管使用，常规锚杆锚固力较低的缺点。本发明施工环节减少、工艺简单、工作量减小；且注浆后锚杆和桩孔固结在一起，复合锚杆的锚固力进一步增大，加固效果好，支护强度提高。

4.本发明在锚孔底部形成下大、上小的十字形，灌浆后的复合锚杆桩会形成扩大部分，由于该扩大部分的形成，桩身底部摩擦力成倍增加，锚固效果好，且施工简单、成本极低、质量可靠。

5.本发明通过设置锚杆，有效提高了桩体强度，扩大了该技术应用范围。保证了桩身的稳定性，增强结构的整体强度。同时增强了桩体刚度。实现了对基坑的有效加固。

附图说明

图1是根据本发明的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩的整体结构示意图；

图2是根据本发明的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩的锚杆主体结构的剖面图；

图3是根据本发明的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩的单根复合锚杆桩的侧剖面图；

图4是根据本发明的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩的桩孔的仰视简图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。

实施例1

参见图1-4，一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，每根所述复合锚杆桩包括锚杆主体结构1和浆料固结体2，所述浆体固结材料2填充于锚杆主体结构1周围；所述锚杆主体结构1包括多根锚杆4、连接件5和限位固定件6，所述连接件5为圆形，其圆周上均匀设置多个通孔，所述通孔用于穿过所述多根锚杆4，使其连接成圆形分布；所述连接件5有多个，沿着所述多根锚杆4的长度方向均匀间隔设置；每个连接件5上设置有三个所述限位固定件6，所述限位固定件6均匀间隔设置在所述连接件5的圆周上；所述限位固定件6包括支撑体7和支撑托8，支撑体7的一端与所述限位固定件6连接，另一端与支撑托8连接，所述支撑托8呈圆弧形，当将锚杆主体结构1放入复合锚杆桩的桩孔3中时，支撑托8与桩孔3的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构1限位固定在桩孔3内；

所述锚杆4包括上段9和下段10，两者等长，且彼此通过螺纹连接；所述上段9的圆周上均布有多个注浆孔；所述上段9的上端设置有封锚结构11，所述封锚结构11从上到下依次包括锚紧件、消力件、楔形垫板和传力件，所述锚杆4为复合玻璃钢材料；锚紧件和消力件均以螺纹连接的方式与所述锚杆4相连，锚紧件的下端与消力件的上端咬合相连，能够提供足够的锚固力；楔形垫板的中间预留孔洞，以便锚杆4通过，楔形垫板分别与消力件和传力件相连；

复合锚杆桩的桩孔3顶部小、底部大，且桩孔3的底部截面呈十字形，所述十字形是通过钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔3的底部上下左右侧斜向钻孔所形成。

所述复合锚杆桩至少有3排，每排至少有5根；每根所述复合锚杆桩的直径为桩长为35-40m，步距为1050-1080mm，内外排间距850-880mm，每根锚杆4的直径为并对桩底周围进行注浆。

所述复合锚杆桩的施工范围距离现有建筑物基础1.5-2m，所述复合锚杆桩的打设角度为20-25°，所述锚杆主体结构1的下端距桩孔3的底部为0.6-0.9m。

锚紧件和消力件采用复合玻璃钢材料制成，尺寸与锚杆4配套；锚紧件呈六边形，消力件呈圆盘状；传力件由上板、下板和两块支撑板组成箱形截面，所用的材料为复合玻璃钢材料，通过模具经拉挤、固化一次成型，其截面尺寸根据设计要求灵活定制；所述上板、下板制有贯通的孔洞，使锚杆4从孔洞穿过，传力件将作用于复合锚杆桩上的水、土压力传递给锚杆4，并使各锚杆4的应力通过传力件得到均匀分配，而且传力件选用箱形截面，不仅能提高构件的整体稳定性和局部稳定性，还能为传力件选的连接和安装提供方便。

所述复合锚杆桩通过以下步骤施工完成：

a.勘测场地，确定复合锚杆桩的深度、孔径以及打设的倾斜角度，确定加固区域复合锚杆桩的具体位置、桩间距尺寸；

b.进行钻孔，钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔3的底部上下左右侧斜向钻孔，形成截面呈十字形的底部；然后用空压机向已成型的桩孔3中吹气，将桩孔3中的泥渣吹出；

c.加工制作所述连接件5，将所述锚杆4从连接件5的多个通孔穿过；在所述连接件5上制作所述限位固定件6，制得所述锚杆主体结构1；

d.在桩孔3内放置所述锚杆主体结构1，使得支撑托8与桩孔3的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构1限位固定在桩孔3内；然后进行灌浆处理，得到浆料固结体2；

e.当浆料固结体2的强度达到设计强度的80％之后，在锚杆4的上段9的上端进行封锚结构11的锚固；待浆料固结体2的强度达到设计强度后，即得最终的复合锚杆桩。

待浆料固结体2的强度达到设计强度后进行检测；对所述复合锚杆桩的桩体因收缩而产生的下沉量采用水玻璃混凝土进行填充。

所述锚杆主体结构1制作完成后进行锚杆基本试验，基本试验时最大的试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.8倍；基本试验确定所述复合锚杆桩的桩体与土体间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，锚杆基本试验采用循环加卸荷法。

进行灌浆处理时，用注浆泵将注浆料沿锚杆4的上段9注入，灌浆处理采用二次灌浆工艺，水灰比为0.6-0.65，第一次灌浆压力为0.6-0.7MPa，第二次灌浆压力为1.5-1.8MPa，并且二次灌浆在一次灌浆形成的浆料固结体2强度达到设计强度的50％后进行。

实施例2

参见图1-4，一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，每根所述复合锚杆桩包括锚杆主体结构1和浆料固结体2，所述浆体固结材料2填充于锚杆主体结构1周围；所述锚杆主体结构1包括多根锚杆4、连接件5和限位固定件6，所述连接件5为圆形，其圆周上均匀设置多个通孔，所述通孔用于穿过所述多根锚杆4，使其连接成圆形分布；所述连接件5有多个，沿着所述多根锚杆4的长度方向均匀间隔设置；每个连接件5上设置有三个所述限位固定件6，所述限位固定件6均匀间隔设置在所述连接件5的圆周上；所述限位固定件6包括支撑体7和支撑托8，支撑体7的一端与所述限位固定件6连接，另一端与支撑托8连接，所述支撑托8呈圆弧形，当将锚杆主体结构1放入复合锚杆桩的桩孔3中时，支撑托8与桩孔3的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构1限位固定在桩孔3内；

所述锚杆4包括上段9和下段10，两者等长，且彼此通过螺纹连接；所述上段9的圆周上均布有多个注浆孔；所述上段9的上端设置有封锚结构11，所述封锚结构11从上到下依次包括锚紧件、消力件、楔形垫板和传力件，所述锚杆4为复合玻璃钢材料；锚紧件和消力件均以螺纹连接的方式与所述锚杆4相连，锚紧件的下端与消力件的上端咬合相连，能够提供足够的锚固力；楔形垫板的中间预留孔洞，以便锚杆4通过，楔形垫板分别与消力件和传力件相连；

复合锚杆桩的桩孔3顶部小、底部大，且桩孔3的底部截面呈十字形，所述十字形是通过钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔3的底部上下左右侧斜向钻孔所形成。

所述复合锚杆桩至少有3排，每排至少有5根；每根所述复合锚杆桩的直径为桩长为35-40m，步距为1050-1080mm，内外排间距850-880mm，每根锚杆4的直径为并对桩底周围进行注浆。

所述复合锚杆桩的施工范围距离现有建筑物基础1.5-2m，所述复合锚杆桩的打设角度为20-25°，所述锚杆主体结构1的下端距桩孔3的底部为0.6-0.9m。

锚紧件和消力件采用复合玻璃钢材料制成，尺寸与锚杆4配套；锚紧件呈六边形，消力件呈圆盘状；传力件由上板、下板和两块支撑板组成箱形截面，所用的材料为复合玻璃钢材料，通过模具经拉挤、固化一次成型，其截面尺寸根据设计要求灵活定制；所述上板、下板制有贯通的孔洞，使锚杆4从孔洞穿过，传力件将作用于复合锚杆桩上的水、土压力传递给锚杆4，并使各锚杆4的应力通过传力件得到均匀分配，而且传力件选用箱形截面，不仅能提高构件的整体稳定性和局部稳定性，还能为传力件选的连接和安装提供方便。

所述复合锚杆桩通过以下步骤施工完成：

a.勘测场地，确定复合锚杆桩的深度、孔径以及打设的倾斜角度，确定加固区域复合锚杆桩的具体位置、桩间距尺寸；

b.进行钻孔，钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔3的底部上下左右侧斜向钻孔，形成截面呈十字形的底部；然后用空压机向已成型的桩孔3中吹气，将桩孔3中的泥渣吹出；

c.加工制作所述连接件5，将所述锚杆4从连接件5的多个通孔穿过；在所述连接件5上制作所述限位固定件6，制得所述锚杆主体结构1；

d.在桩孔3内放置所述锚杆主体结构1，使得支撑托8与桩孔3的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构1限位固定在桩孔3内；然后进行灌浆处理，得到浆料固结体2；

e.当浆料固结体2的强度达到设计强度的80％之后，在锚杆4的上段9的上端进行封锚结构11的锚固；待浆料固结体2的强度达到设计强度后，即得最终的复合锚杆桩。

待浆料固结体2的强度达到设计强度后进行检测；对所述复合锚杆桩的桩体因收缩而产生的下沉量采用水玻璃混凝土进行填充。

所述锚杆主体结构1制作完成后进行锚杆基本试验，基本试验时最大的试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.8倍；基本试验确定所述复合锚杆桩的桩体与土体间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，锚杆基本试验采用循环加卸荷法。

进行灌浆处理时，用注浆泵将注浆料沿锚杆4的上段9注入，灌浆处理采用二次灌浆工艺，水灰比为0.6-0.65，第一次灌浆压力为0.6-0.7MPa，第二次灌浆压力为1.5-1.8MPa，并且二次灌浆在一次灌浆形成的浆料固结体2强度达到设计强度的50％后进行。

另外，为进一步提高施工的效果，所述锚杆4通过以下步骤制备：

(1)配置树脂原液，所述树脂原液由以下重量份的组分构成：

电木75-80、三氧化二锑3-5、氧化-2-丁酮1-2、过苯甲酸特丁酯2-3、引发剂BPO1-2、2-乙基己酸钴5-7、氧化铝8-10、苛性镁石4-5、质量比浓度为22-25％的磷酸溶液1-1.5、钛白粉1-2、金刚砂微粉3-4；选料后，将各原料混合搅拌均匀待用，搅拌时间为22-25min；

(2)将玻璃钢纤维丝浸入树脂原液中，浸没时间为22-25min；

(3)将浸胶后的玻璃钢纤维丝放入挤拉成型锚杆机上，预热挤塑机，拉伸成型；拉伸成型时对产品进行固化，以130℃对所述产品进行第一次加热固化，以170℃对所述产品进行第二次加热固化，以80℃对所述产品进行第三次加热固化，每次加热固化的时间为5min；

(4)根据设计的锚杆所需长度，在成型锚杆机尾部截断多余长度；然后通过丝架进行牵引，把纤维丝进行旋转加捻，得到成型锚杆。

对由本发明所制备的复合玻璃钢材料的锚杆的性能和现有技术中的普通玻璃钢锚杆的性能进行测试，测试结果见表1。

表1

由以上数据可以看出，本发明与现有的普通玻璃钢锚杆相比有更好的机械性能和物理性能，具有高强度，高模量，韧度高等特点。

本发明所制备的复合玻璃钢材料的锚杆4具有力学性能好、弯曲强度高和生产成本低等诸多优点。

所述锚紧件和消力件采用复合玻璃钢材料制成，该复合玻璃钢材料为之前所述的树脂原液中加入玻璃纤维40-45份所制备得到，然后分别将锚紧件和消力件的模具中涂抹脱模剂，将准备好的复合玻璃钢材料倒入相应的模具中，将模具迅速降温10-15min后停止降温，在常压常温环境下静置5-10min，从模具中取出即得锚紧件和消力件。

所述锚紧件和消力件具有质量强、强度高、防腐、使用寿命长等诸多优点。

实施例3

参见图1-4，一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，每根所述复合锚杆桩包括锚杆主体结构1和浆料固结体2，所述浆体固结材料2填充于锚杆主体结构1周围；所述锚杆主体结构1包括多根锚杆4、连接件5和限位固定件6，所述连接件5为圆形，其圆周上均匀设置多个通孔，所述通孔用于穿过所述多根锚杆4，使其连接成圆形分布；所述连接件5有多个，沿着所述多根锚杆4的长度方向均匀间隔设置；每个连接件5上设置有三个所述限位固定件6，所述限位固定件6均匀间隔设置在所述连接件5的圆周上；所述限位固定件6包括支撑体7和支撑托8，支撑体7的一端与所述限位固定件6连接，另一端与支撑托8连接，所述支撑托8呈圆弧形，当将锚杆主体结构1放入复合锚杆桩的桩孔3中时，支撑托8与桩孔3的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构1限位固定在桩孔3内；

所述锚杆4包括上段9和下段10，两者等长，且彼此通过螺纹连接；所述上段9的圆周上均布有多个注浆孔；所述上段9的上端设置有封锚结构11，所述封锚结构11从上到下依次包括锚紧件、消力件、楔形垫板和传力件，所述锚杆4为复合玻璃钢材料；锚紧件和消力件均以螺纹连接的方式与所述锚杆4相连，锚紧件的下端与消力件的上端咬合相连，能够提供足够的锚固力；楔形垫板的中间预留孔洞，以便锚杆4通过，楔形垫板分别与消力件和传力件相连；

复合锚杆桩的桩孔3顶部小、底部大，且桩孔3的底部截面呈十字形，所述十字形是通过钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔3的底部上下左右侧斜向钻孔所形成。

所述复合锚杆桩至少有3排，每排至少有5根；每根所述复合锚杆桩的直径为桩长为35-40m，步距为1050-1080mm，内外排间距850-880mm，每根锚杆4的直径为并对桩底周围进行注浆。

所述复合锚杆桩的施工范围距离现有建筑物基础1.5-2m，所述复合锚杆桩的打设角度为20-25°，所述锚杆主体结构1的下端距桩孔3的底部为0.6-0.9m。

锚紧件和消力件采用复合玻璃钢材料制成，尺寸与锚杆4配套；锚紧件呈六边形，消力件呈圆盘状；传力件由上板、下板和两块支撑板组成箱形截面，所用的材料为复合玻璃钢材料，通过模具经拉挤、固化一次成型，其截面尺寸根据设计要求灵活定制；所述上板、下板制有贯通的孔洞，使锚杆4从孔洞穿过，传力件将作用于复合锚杆桩上的水、土压力传递给锚杆4，并使各锚杆4的应力通过传力件得到均匀分配，而且传力件选用箱形截面，不仅能提高构件的整体稳定性和局部稳定性，还能为传力件选的连接和安装提供方便。

所述复合锚杆桩通过以下步骤施工完成：

a.勘测场地，确定复合锚杆桩的深度、孔径以及打设的倾斜角度，确定加固区域复合锚杆桩的具体位置、桩间距尺寸；

b.进行钻孔，钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔3的底部上下左右侧斜向钻孔，形成截面呈十字形的底部；然后用空压机向已成型的桩孔3中吹气，将桩孔3中的泥渣吹出；

c.加工制作所述连接件5，将所述锚杆4从连接件5的多个通孔穿过；在所述连接件5上制作所述限位固定件6，制得所述锚杆主体结构1；

d.在桩孔3内放置所述锚杆主体结构1，使得支撑托8与桩孔3的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构1限位固定在桩孔3内；然后进行灌浆处理，得到浆料固结体2；

e.当浆料固结体2的强度达到设计强度的80％之后，在锚杆4的上段9的上端进行封锚结构11的锚固；待浆料固结体2的强度达到设计强度后，即得最终的复合锚杆桩。

待浆料固结体2的强度达到设计强度后进行检测；对所述复合锚杆桩的桩体因收缩而产生的下沉量采用水玻璃混凝土进行填充。

所述锚杆主体结构1制作完成后进行锚杆基本试验，基本试验时最大的试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.8倍；基本试验确定所述复合锚杆桩的桩体与土体间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，锚杆基本试验采用循环加卸荷法。

进行灌浆处理时，用注浆泵将注浆料沿锚杆4的上段9注入，灌浆处理采用二次灌浆工艺，水灰比为0.6-0.65，第一次灌浆压力为0.6-0.7MPa，第二次灌浆压力为1.5-1.8MPa，并且二次灌浆在一次灌浆形成的浆料固结体2强度达到设计强度的50％后进行。

另外，为进一步提高施工的效果，所述注浆料包括以下重量份的原料：碳化硅微粉10-12、矿渣粉20-25、钢渣12-15、粉煤灰10-12、重质碳酸钙38-40、石英砂40-45、水泥26-28、钢纤维1-3、聚丙烯腈纤维1-3、减水剂1-2、水10-15。其中，钢纤维和聚丙烯腈纤维的长度为10-20mm，石英砂的中粗粒径为0.8-1.mm、中粒径为0.5-0.8mm、细粒径为0.2-0.5mm，重量配比为1:6:3。

所述注浆料通过以下方法制备：

1)备好混凝土的原料，设计混凝土配合比；

2)按照所述配合比向搅拌机内依次投入除水、粉煤灰和石英砂之外的上述原料，然后进行搅拌直至得到混合物料；

3)将水投入搅拌机内，然后与步骤2)中得到的混合物料进行搅拌混合均匀，得到砂浆；

4)向搅拌机内投入其余原料，搅拌均匀后得到混合物，即得到设计所需的所述注浆料。

该注浆料的性能参数如下表所示：

该注浆料形成的浆料固结体具有断裂强度高、握裹力强，能克服混凝土抗拉强度低，极限延伸率小、脆性大等特点，真正具有抗拉、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等优点。并且能够增大浆料固结体的密实性，从而提高浆料固结体的强度和耐久性，其使用寿命延长，具有很好的安全、经济和社会效益。

此外，为实现更优的技术效果，还可将上述实施例中的技术方案任意组合，以满足各种实际应用的需求。

由上述实施例可知，本发明的结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能对地铁车站基坑进行有效支护，确保基坑开挖过程中和基坑开挖完成后的稳固性。可以提高整体性价比及安全系数的同时，更加适用于空间狭小和深基坑的特殊施工环境，在保证既有轨道结构稳定、线路正常运营的前提下，安全、经济的进行基坑施工

本发明的锚杆抗拉强度高、自重轻、显著提高基坑支护整体稳定性，便于人工装配操作，减少现场大型施工吊装机械的使用，施工安全便捷；复合玻璃钢锚杆及桩体骨架有较强抗腐蚀性,可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用,可降低结构的运维费用，延长结构的使用寿命。

本发明克服了现有的基坑支护与注浆加固施工环节多、工作量大、技术工艺较复杂，及常规锚杆不能作为注浆管使用，常规锚杆锚固力较低的缺点。本发明施工环节减少、工艺简单、工作量减小；且注浆后锚杆和桩孔固结在一起，复合锚杆的锚固力进一步增大，加固效果好，支护强度提高。

本发明在锚孔底部形成下大、上小的十字形，灌浆后的复合锚杆桩会形成扩大部分，由于该扩大部分的形成，桩身底部摩擦力成倍增加，锚固效果好，且施工简单、成本极低、质量可靠。

本发明通过设置锚杆，有效提高了桩体强度，扩大了该技术应用范围。保证了桩身的稳定性，增强结构的整体强度。同时增强了桩体刚度。实现了对基坑的有效加固。。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，其特征在于，每根所述复合锚杆桩包括锚杆主体结构(1)和浆料固结体(2)，所述浆体固结材料(2)填充于锚杆主体结构(1)周围；所述锚杆主体结构(1)包括多根锚杆(4)、连接件(5)和限位固定件(6)，所述连接件(5)为圆形，其圆周上均匀设置多个通孔，所述通孔用于穿过所述多根锚杆(4)，使其连接成圆形分布；所述连接件(5)有多个，沿着所述多根锚杆(4)的长度方向均匀间隔设置；每个连接件(5)上设置有三个所述限位固定件(6)，所述限位固定件(6)均匀间隔设置在所述连接件(5)的圆周上；所述限位固定件(6)包括支撑体(7)和支撑托(8)，支撑体(7)的一端与所述限位固定件(6)连接，另一端与支撑托(8)连接，所述支撑托(8)呈圆弧形，当将锚杆主体结构(1)放入复合锚杆桩的桩孔(3)中时，支撑托(8)与桩孔(3)的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构(1)限位固定在桩孔(3)内；

所述锚杆(4)包括上段(9)和下段(10)，两者等长，且彼此通过螺纹连接；所述上段(9)的圆周上均布有多个注浆孔；所述上段(9)的上端设置有封锚结构(11)，所述封锚结构(11)从上到下依次包括锚紧件、消力件、楔形垫板和传力件，所述锚杆(4)为复合玻璃钢材料；锚紧件和消力件均以螺纹连接的方式与所述锚杆(4)相连，锚紧件的下端与消力件的上端咬合相连；楔形垫板的中间预留孔洞，以便锚杆(4)通过，楔形垫板分别与消力件和传力件相连；

复合锚杆桩的桩孔(3)顶部小、底部大，且桩孔(3)的底部截面呈十字形，所述十字形是通过钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔(3)的底部上下左右侧斜向钻孔所形成。

2.根据权利要求1所述的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，其特征在于，所述复合锚杆桩至少有3排，每排至少有5根；每根所述复合锚杆桩的直径为桩长为35-40m，步距为1050-1080mm，内外排间距850-880mm，每根锚杆(4)的直径为并对桩底周围进行注浆。

3.根据权利要求1-2所述的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，其特征在于，所述复合锚杆桩的施工范围距离现有建筑物基础1.5-2m，所述复合锚杆桩的打设角度为20-25°，所述锚杆主体结构(1)的下端距桩孔(3)的底部为0.6-0.9m。

4.根据权利要求3所述的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，其特征在于，锚紧件和消力件采用复合玻璃钢材料制成，尺寸与锚杆(4)配套；锚紧件呈六边形，消力件呈圆盘状；传力件由上板、下板和两块支撑板组成箱形截面，所用的材料为复合玻璃钢材料，通过模具经拉挤、固化一次成型，其截面尺寸根据设计要求灵活定制；所述上板、下板制有贯通的孔洞，使锚杆(4)从孔洞穿过，传力件将作用于复合锚杆桩上的水、土压力传递给锚杆(4)，并使各锚杆(4)的应力通过传力件得到均匀分配，而且传力件选用箱形截面，不仅能提高构件的整体稳定性和局部稳定性，还能为传力件选的连接和安装提供方便。

5.根据权利要求1-4所述的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，其特征在于，所述复合锚杆桩通过以下步骤施工完成：

a.勘测场地，确定复合锚杆桩的深度、孔径以及打设的倾斜角度，确定加固区域复合锚杆桩的具体位置、桩间距尺寸；

b.进行钻孔，钻机在定位好的桩孔位置上钻孔，待钻头钻到预定深度后钻头后退1.5-2.m的距离，接着在原已成孔的桩孔(3)的底部上下左右侧斜向钻孔，形成截面呈十字形的底部；然后用空压机向已成型的桩孔(3)中吹气，将桩孔(3)中的泥渣吹出；

c.加工制作所述连接件(5)，将所述锚杆(4)从连接件(5)的多个通孔穿过；在所述连接件(5)上制作所述限位固定件(6)，制得所述锚杆主体结构(1)；

d.在桩孔(3)内放置所述锚杆主体结构(1)，使得支撑托(8)与桩孔(3)的内壁紧密接触，由此将锚杆主体结构(1)限位固定在桩孔(3)内；然后进行灌浆处理，得到浆料固结体(2)；

e.当浆料固结体(2)的强度达到设计强度的80％之后，在锚杆(4)的上段(9)的上端进行封锚结构(11)的锚固；待浆料固结体(2)的强度达到设计强度后，即得最终的复合锚杆桩。

6.根据权利要求5所述的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，其特征在于，待浆料固结体(2)的强度达到设计强度后进行检测；对所述复合锚杆桩的桩体因收缩而产生的下沉量采用水玻璃混凝土进行填充。

7.根据权利要求6所述的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，其特征在于，所述锚杆主体结构(1)制作完成后进行锚杆基本试验，基本试验时最大的试验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0.8倍；基本试验确定所述复合锚杆桩的桩体与土体间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺，锚杆基本试验采用循环加卸荷法。

8.根据权利要求1-7所述的狭窄空间用多排超深斜向复合锚杆桩，其特征在于，进行灌浆处理时，用注浆泵将注浆料沿锚杆(4)的上段(9)注入，灌浆处理采用二次灌浆工艺，水灰比为0.6-0.65，第一次灌浆压力为0.6-0.7MPa，第二次灌浆压力为1.5-1.8MPa，并且二次灌浆在一次灌浆形成的浆料固结体(2)强度达到设计强度的50％后进行。