CN111206593A - 一种可回收锚杆及其施工工艺及辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可回收锚杆及其施工工艺及辅助装置，锚杆包括锚头、受力盘、一根钢绞线和多根套管；钢绞线对称分布在锚头的两侧，锚头的尾部设置有供旋喷注浆钻杆的钻头插入的插孔；锚头的头部设置凹槽，位于锚头两侧的钢绞线上套设套管；受力盘可拆卸连接于锚头的尾端；辅助装置包括临时固定在钻孔孔口的基坑坑壁上的支撑框架和支撑框架内远离钻孔孔口处固接的平板，平板的上表面垂直安装有两对以上滚筒。锚头及受力盘由钻杆送至孔底，注浆后，形成抗拉力；套管将钢绞线与水泥浆凝固体隔离。本发明的优点是在钻孔孔口直接进行钢绞线的弯曲，将受力盘装配后利用钻机的钻杆直接进入钻孔，施工完成后，可以将钢绞线拽出，实现锚杆的回收。

Description

一种可回收锚杆及其施工工艺及辅助装置

技术领域

本发明涉及锚杆施工的技术领域，特别涉及一种可回收锚杆及其施工工艺及辅助装置。

背景技术

目前，旋喷锚杆作为近几年出现的新技术得到了越来越多的使用，特别是在基坑支护领域使用较为广泛。参考图1，旋喷锚杆的施工工艺是：先用钻机在坑壁上钻孔8，形成直径较大的孔洞，例如是直径为150mm的钻孔8；然后，将多根钢绞线3的一端固定连接在受力盘2上，受力盘2中间有供旋喷钻头6插入的孔洞，旋喷注浆的钻头6装配入受力盘2上的孔洞后，不断接长注浆钻杆5，将受力盘2送入钻孔8的孔底，同时，钢绞线3被带入钻孔8内；接下来，旋喷注浆钻杆5后退并同时进行旋喷，浆液凝固后形成锚固体；最后在钻孔8的孔口安装锚具等进行张拉。该方案的缺点是无法实现锚杆的回收，造成了材料的浪费，因此，需要设计一种可回收的锚杆。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种可回收锚杆，其优点是能够实现锚杆的回收。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：包括锚头、受力盘、一根钢绞线和多根套管；钢绞线对称分布在锚头的两侧，锚头的尾部设置有供旋喷注浆钻杆的钻头插入的插孔；锚头的头部设置有用于卡放钢绞线的凹槽，位于锚头两侧的钢绞线上套设套管；受力盘可拆卸连接于锚头的尾端，受力盘的内环边缘开设有供钢绞线穿过的避让孔；锚头及受力盘由钻杆送至孔底，高压旋喷注浆或常压注浆后，受力盘抵在水泥浆凝固体的端部，形成抗拉力；套管将钢绞线与水泥浆凝固体隔离。

通过上述技术方案，对钢绞线的两个外露端头同时进行张拉时，位于钻孔孔底的钢绞线弯曲段将拉力依次传递至锚头、受力盘和水泥浆凝固体；水泥浆凝固体与周围土体形成咬合和摩擦力，从而防止锚头被拉出，提供所需锚固拉力；当需要拆除锚杆时，拽住钢绞线的一端向外拉，钻孔孔内的另一侧的钢绞线绕过锚头，从套管内顺利脱离，从而实现钢绞线的回收；

锚头的尾部的插孔一方面与与钻杆和钻头配合，使得锚杆利用钻杆一次性安装到位，另一方面插孔保护了钻头上的喷浆孔不被泥土堵塞。

本发明进一步设置为：受力盘为两个扣合在锚头外周面的半圆环板。

通过上述技术方案，方便了受力盘的安装。

本发明进一步设置为：锚头的外周面固接有连接板，连接板与受力盘螺栓连接。

通过上述技术方案，实现了受力盘与锚头的可拆卸固定连接。

本发明进一步设置为：受力盘位于连接板靠近锚头尾端的一面。

通过上述技术方案，锚头受到向外的拉力时，位于靠近锚头一端的连接板将力传递至受力盘，使得受力更加合理，提高抗拉效果。

本发明进一步设置为：锚头的外周面内凹形成环形卡槽，两块半圆环板扣合连接后，半圆环板的内缘卡入所述环形卡槽内。

通过上述技术方案，受力盘卡入环形卡槽后，实现了受力盘相对于锚头长度方向的限位，既能够保证锚头和受力盘一同伸入至钻孔的孔底，又能够在钢绞线张拉时将拉力很好的传递至受力盘，而且还方便安装，减少零件数量。

本发明进一步设置为：受力盘的外缘固接有多个导向杆，导向杆的另一端延伸至锚头的端头部的外表面。

通过上述技术方案，使得受力盘与锚头形成锥形结构，方便其伸入钻孔内。

本发明的目的之二在于提供一种可回收锚杆的施工辅助装置，其优点是实现了钢绞线在钻孔孔口的弯曲，提高了施工效率，最终实现锚杆的可回收。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：包括临时固定在钻孔孔口的基坑坑壁上的支撑框架和支撑框架内远离钻孔孔口处固接的平板，平板上表面与钻孔的轴线平行，平板的上表面垂直安装有两对以上滚筒；多对滚筒呈喇叭口状，喇叭口的小口朝向钻孔的孔口；卡在锚头凹槽内的钢绞线经过喇叭口状的滚筒后实现弯曲并贴于锚头的两侧；喇叭口小口处的一对滚筒的净间距小于钻孔的孔径。

通过上述技术方案，利用钻机的动力和辅助装置，将钢绞线钻孔的孔口直接进行弯曲加工，并将锚头和受力盘在孔口直接进行装配后，继续利用钻杆将锚头送至孔底，充分发挥了钻机的作用，避免了单独对钢绞线进行弯曲加工，同时省去了加工好的钢绞线束所需的存放场地、并解决了加工好的钢绞线束不方便搬运的问题；此外，由于是现场装配后直接进孔，使得钢绞线能够更好的保持位于锚头的凹槽内，方便了后期钢绞线的拔出。

本发明进一步设置为：支撑框架包括分布在钻孔孔口的四个支脚，支脚上固接有能够插入基坑坑壁的固定钉。

通过上述技术方案，通过固定钉将支撑框架挂在基坑坑壁上，安装更加稳固，施工也更加安全。

本发明进一步设置为：平板的上表面垂直固接有两对以上滚轴，滚筒安装在滚轴上。

通过上述技术方案，实现了滚筒的安装。

本发明的目的之三在于提供一种可回收锚杆的施工工艺，其优点是施工方便，且锚杆可回收。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：包括以下施工步骤：

步骤一、在基坑的坑壁上用钻机进行钻孔；

步骤二、在钻孔的孔口安装支撑框架，并固定；

步骤三、在旋喷钻机上安装中空注浆钻杆与钻头，将钻头插入锚头尾端的插孔内；

步骤四、调整钻杆正对钻孔，锚头置于平板上，将钢绞线卡入锚头的凹槽内；钻杆开始顶进，锚头带着钢绞线从喇叭口状分布的滚筒之间穿过，钢绞线发生弯曲，顶进过程中，钻杆不旋转；

步骤五、将受力盘安装在锚头的尾端并与锚头固定连接，从钢绞线的两端头套入第一节套管，套管的端头抵至受力盘处；

步骤六、钻杆继续顶进，将锚头和钢绞线送入钻孔中，不断接长钻杆和套管，直至锚头到达钻孔的孔底；

步骤七、向钻杆内泵入高压水泥浆，将钻杆进行回退并旋喷，喷出的水泥浆进入钻孔周围土体内，并填满钻孔的孔洞；或向注浆钻杆内常压注入水泥浆，边注浆边拔出注浆钻杆，水泥浆填满钻孔的孔洞；

步骤八、待水泥浆凝固达到设计强度后，对钢绞线的两个外露端头同时进行张拉；

步骤九、基坑内结构施工完成后，拆除钻孔孔口的锚具，用夹具夹住钢绞线的一端，向外拖拽，钻孔内的钢绞线绕过锚头被全部拽出。

通过上述技术方案，采用现场弯曲、装配，利用旋喷钻机一次成型，节约了场地，提高了综合施工效率，最终实现了锚杆的回收。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、锚杆的整体结构简单，安装方便，实现了旋喷锚杆的可回收；

2、在钻孔孔口直接进行钢绞线的弯曲，将受力盘装配后利用钻机的钻杆直接进入钻孔，提高了施工效率；

3、由两个半圆环板形成的受力盘结构，方便了受力盘在支撑框架内的安装，而且与连接板和环形卡槽的装配更加方便，进一步提高了安装效率；组成的结构合理，能够承受更大的拉力。

附图说明

图1为背景技术中旋喷锚杆的示意图；

图2为可回收锚杆的结构示意图；

图3为可回收锚杆的爆炸示意图；

图4为可回收锚杆利用辅助装置在钻孔孔口弯曲的状态示意图；

图5为辅助装置固定在坑壁上的示意图；

图6为受力盘在支撑框架内进行装配的结构示意图；

图7为高压旋喷注浆后的结构示意图；

图8为实施例2中锚头与受力盘的连接结构示意图。

附图标记：1、锚头；11、连接板；12、插孔；13、凹槽；14、环形卡槽；2、受力盘；21、半圆环板；22、导向杆；23、支撑杆；3、钢绞线；4、套管；5、注浆钻杆；6、钻头；61、喷嘴；7、辅助装置；71、支脚；72、固定钉；73、环形连接杆；74、平板；75、滚轴；76、滚筒；8、钻孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种可回收锚杆，结合图2和图3所示，包括锚头1、受力盘2、一根钢绞线3和多根套管4；锚头1的头部为半球形，球面上开设有用于卡放钢绞线3的凹槽13。锚头1的尾部的端面内凹，形成供旋喷注浆钻杆5的钻头6插入的插孔12。由于钻孔8已经提前成形，所以此处的钻头6不需要有钻进功能，只要是设置有喷嘴61的头即可，形状优选为方便插接配合的圆台状。钻头6与旋喷用的中空注浆钻杆5螺纹连接，钻头6也可以是头部为圆台状并设置有喷嘴61的首节注浆钻杆5。所述喷嘴61朝向注浆钻杆5的径向开设，优选设置为一对。一根长度大于两倍钻孔8孔深的钢绞线3，中部卡入锚头1的凹槽13后，利用注浆钻杆5的顶力，在辅助装置7上进行弯曲加工。弯曲后的钢绞线3对称分布在锚头1和注浆钻杆5的两侧。钢绞线3位于锚头1及注浆钻杆5两侧的部分全部套设PVC套管4，以便将钢绞线3与后期注入钻孔8内的水泥浆液进行隔离。

受力盘2是为了增加锚头1的横截面尺寸，以便在钻孔8的孔底更好的承受拉力。受力盘2可拆卸连接于锚头1的尾端，如图中所示，受力盘2可以是两个扣合在锚头1外周面的半圆环板21，受力盘2的内环边缘开设有供钢绞线3穿过的避让孔。锚头1的尾端外周面固接有连接板11，连接板11与受力盘2螺栓连接。安装时，将两个半圆环板21扣合在锚头1的外周面，避让孔位于钢绞线3处，受力盘2位于连接板11靠近锚头1尾端的一面，然后用螺栓将连接板11与半圆环板21连接。两个半圆环板21可以是焊接在一起，也可以采用螺栓连接。

为了装配后的受力盘2在送入钻孔8的孔底时更加顺畅，受力盘2的外缘焊接有多个导向杆22，靠近内缘处焊接位置相应的支撑杆23。导向杆22及支撑杆23的另一端延伸至锚头1的端头部的外表面，并相互焊接。多个环向均匀公布的导向杆22和支撑杆23构成了锥头结构，使得受力盘2更顺利送入孔底。

结合图4与图5，一种可回收锚杆的施工辅助装置7，包括临时固定在钻孔8孔口的基坑坑壁上的支撑框架。支撑框架包括分布在钻孔8孔口的四个支脚71，支脚71可以是四根方钢管或角铁，贴在基坑坑壁上的脚部焊接钢板，增加受力面。支脚71上焊接能够插入基坑坑壁的固定钉72。四个支脚71用两道环形连接杆73进行连接。

支撑框架内远离钻孔8孔口处焊接的一块平板74，平板74的上表面垂直安装有两对滚轴75，每个滚轴75上安装有一个可以绕滚轴75转动的滚筒76。两对滚筒76呈喇叭口状，喇叭口的小口朝向钻孔8的孔口。卡在锚头1凹槽13内的钢绞线3经过喇叭口状的滚筒76后实现弯曲并贴于锚头1的两侧。喇叭口小口处的一对滚筒76的净间距小于钻孔8的孔径。支撑框架安装时，平板74上表面与钻孔8的轴线平行，注浆钻杆5的轴线与钻孔8的轴线位于一条直线上。优选地，平板74与支撑框架的底部两个支脚71用竖立的方管支撑，并相互焊接。

可回收锚杆的施工过程包括以下施工步骤：

步骤一、在基坑的坑壁上用钻机进行钻孔，钻孔8直径可以是160mm；

步骤二、在钻孔8的孔口安装支撑框架，并固定，支撑框架底部可以采用方木或钢管支撑，固定后的支撑框架，平板74上表面与钻孔8的轴线平行，且使注浆钻杆5能够与钻孔8轴线重合；

步骤三、在旋喷钻机上安装中空注浆钻杆5与钻头6，将旋喷注浆钻杆5的钻头6插入锚头1尾端的插孔12内；

步骤四、参考图4，调整钻杆正对钻孔8，锚头1置于平板74上，锚头1尾端的连接板11朝上，避免与平板74或滚筒76产生干扰；将钢绞线3卡入锚头1的凹槽13内（结合图3）；钻杆开始顶进，锚头1带着钢绞线3从喇叭口状分布的滚筒76之间穿过，钢绞线3发生弯曲，顶进过程中，钻杆不旋转；

步骤五、参考图6，将两个半圆环板21伸入支撑框架，扣合在锚头1的外周面，然后用螺栓将连接板11与半圆环板21连接；从钢绞线3的两端头套入第一节套管4，套管4的端头抵至受力盘2处；受力盘2的外径可以是140mm

步骤六、钻杆继续顶进，将锚头1和钢绞线3送入钻孔8中，套管4跟随钢绞线3从滚筒76间穿过；不断接长钻杆和套管4，直至锚头1到达钻孔8的孔底；

步骤七、参考图7，将钻杆进行回退，使得钻头6从插孔12中拔出，向钻杆内泵入高压水泥浆，开始高压旋喷注浆，同时钻杆不断回退，喷出的水泥浆进入钻孔8周围土体内，并填满钻孔8的孔洞；也可以向注浆钻杆5内常压注入水泥浆，边注浆边拔出注浆钻杆5，水泥浆填满钻孔8的孔洞；

步骤八、待水泥浆凝固达到设计强度后，对钢绞线的两个外露端头同时进行张拉；

步骤九、基坑内结构施工完成后，拆除钻孔8孔口的锚具，用夹具夹住钢绞线3的一端，向外拖拽，钻孔8内的钢绞线3绕过锚头1被全部拽出。

本发明的锚杆的整体结构简单，安装方便，且实现了可回收；此外，在钻孔8孔口直接进行钢绞线3的弯曲，将受力盘2装配后利用钻机的钻杆直接进入钻孔8，提高了施工效率。

实施例2：

与实施例1不同之处在于：如图8所示，锚头1上不设置连接板11，而是在锚头1的外周面内凹形成环形卡槽14，两块半圆环板21扣合连接后，半圆环板21的内缘卡入所述环形卡槽14内。此种设置不仅方便了钢绞线3的弯曲加工，而且受力盘2与锚头1连接更加牢固，形成更好的锚固力。

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)

1.一种可回收锚杆，其特征是：包括锚头(1)、受力盘(2)、一根钢绞线(3)和多根套管(4)；钢绞线(3)对称分布在锚头(1)的两侧，锚头(1)的尾部设置有供旋喷注浆钻杆(5)的钻头(6)插入的插孔(12)；锚头(1)的头部设置有用于卡放钢绞线(3)的凹槽(13)，位于锚头(1)两侧的钢绞线(3)上套设套管(4)；受力盘(2)可拆卸连接于锚头(1)的尾端，受力盘(2)的内环边缘开设有供钢绞线(3)穿过的避让孔；锚头(1)及受力盘(2)由注浆钻杆(5)送至孔底，高压旋喷注浆或常压注浆后，受力盘(2)抵在水泥浆凝固体的端部，形成抗拉力；套管(4)将钢绞线(3)与水泥浆凝固体隔离。

2.根据权利要求1所述的一种可回收锚杆，其特征是：受力盘(2)为两个扣合在锚头(1)外周面的半圆环板(21)。

3.根据权利要求2所述的一种可回收锚杆，其特征是：锚头(1)的外周面固接有连接板(11)，连接板(11)与受力盘(2)螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的一种可回收锚杆，其特征是：受力盘(2)位于连接板(11)靠近锚头(1)尾端的一面。

5.根据权利要求2所述的一种可回收锚杆，其特征是：锚头(1)的外周面内凹形成环形卡槽(14)，两块半圆环板(21)扣合连接后，半圆环板(21)的内缘卡入所述环形卡槽(14)内。

6.根据权利要求2所述的一种可回收锚杆，其特征是：受力盘(2)的外缘固接有多个导向杆(22)，导向杆(22)的另一端延伸至锚头(1)的端头部的外表面。

7.一种可回收锚杆的施工辅助装置,其特征是：包括临时固定在钻孔(8)孔口的基坑坑壁上的支撑框架和支撑框架内远离钻孔(8)孔口处固接的平板(74)，平板(74)上表面与钻孔(8)的轴线平行，平板(74)的上表面垂直安装有两对以上滚筒(76)；多对滚筒(76)呈喇叭口状，喇叭口的小口朝向钻孔(8)的孔口；卡在锚头(1)凹槽(13)内的钢绞线(3)经过喇叭口状的滚筒(76)后实现弯曲并贴于锚头(1)的两侧；喇叭口小口处的一对滚筒(76)的净间距小于钻孔(8)的孔径。

8.根据权利要求7所述的可回收锚杆的施工辅助装置，其特征是：支撑框架包括分布在钻孔(8)孔口的四个支脚(71)，支脚(71)上固接有能够插入基坑坑壁的固定钉(72)。

9.根据权利要求7所述的可回收锚杆的施工辅助装置，其特征是：平板(74)的上表面垂直固接有两对以上滚轴(75)，滚筒(76)安装在滚轴(75)上。

10.一种可回收锚杆的施工工艺，其特征是：包括以下施工步骤：

步骤一、在基坑的坑壁上用钻机进行钻孔；

步骤二、在钻孔(8)的孔口安装支撑框架，并固定；

步骤三、在旋喷钻机上安装中空注浆钻杆(5)与钻头(6)，将钻头(6)插入锚头(1)尾端的插孔(12)内；

步骤四、调整注浆钻杆(5)正对钻孔(8)，锚头(1)置于平板(74)上，将钢绞线(3)卡入锚头(1)的凹槽(13)内；注浆钻杆(5)开始顶进，锚头(1)带着钢绞线(3)从喇叭口状分布的滚筒(76)之间穿过，钢绞线(3)发生弯曲，顶进过程中，注浆钻杆(5)不旋转；

步骤五、将受力盘(2)安装在锚头(1)的尾端并与锚头(1)固定连接，从钢绞线(3)的两端头套入第一节套管(4)，套管(4)的端头抵至受力盘(2)处；

步骤六、注浆钻杆(5)继续顶进，将锚头(1)和钢绞线(3)送入钻孔(8)中，不断接长注浆钻杆(5)和套管(4)，直至锚头(1)到达钻孔(8)的孔底；

步骤七、向注浆钻杆(5)内泵入高压水泥浆，将注浆钻杆(5)进行回退并旋喷，喷出的水泥浆进入钻孔(8)周围土体内，并填满钻孔(8)的孔洞；

或向注浆钻杆(5)内常压注入水泥浆，边注浆边拔出注浆钻杆(5)，水泥浆填满钻孔(8)的孔洞；

步骤八、待水泥浆凝固达到设计强度后，对钢绞线(3)的两个外露端头同时进行张拉；

步骤九、基坑内结构施工完成后，拆除钻孔(8)孔口的锚具，用夹具夹住钢绞线(3)的一端，向外拖拽，钻孔(8)内的钢绞线(3)绕过锚头(1)被全部拽出。

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