CN111456045B - 一种护坡结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种护坡结构及其施工方法，有效的解决了预应力锚杆框架梁容易出现锚头松动、预应力损失的问题；解决的技术方案是采用专用扩孔工具在边坡上钻多段阶梯孔，锚杆底部安装可变直径的承载板，锚杆插入阶梯孔后将承载板的直径变大然后注浆，增加承载力，浆料采用旧毛衣纤维和混凝土混合而成，能够与周围岩体充分结合，提高摩擦力，并且有效降低水泥浆凝固过程中产生的裂缝能，框架梁上设置预留锚孔用于对框架梁进行后期二次加固；本发明能够有效的提高锚固的承载力，并可进行二次加固，能有效的保证护坡结构长久的稳定性。

Description

一种护坡结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及公路及铁路边坡防护技术领域，具体是一种护坡结构及其施工方法。

背景技术

随着我国工程建设的迅速发展，工程建设者面临越来越多的路堑高边坡的现象，加上山区地质情况复杂、路堑边坡高、气候多变等因素的影响，高边坡的稳定性的问题越来越突出，为了保证路堑高边坡的安全，我们对路堑高边坡坡体采用了很多种防护技术，通常采用土钉墙和预应力锚杆框架梁等方式对坡体加固。

预应力锚杆框架梁是路堑高边坡病害防治和防护的有效方法，该技术既能抵抗深层岩体的病害及破坏，又能将坡体表面的岩土固定强化，还可以根据现场边坡地质条件的不同确定预应力锚杆的类型、数量、及长度等参数，起到动态优化设计的作用。

但是随着预应力锚杆框架梁服役时间的增长，预应力锚杆框架梁容易出现锚头松动、预应力损失等现象，会降低预应力锚杆框架梁加固边坡的效果，进而影响路堑高边坡的稳定性，给工程的安全运营带来重大隐患。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种护坡结构及其施工方法，有效的解决了预应力锚杆框架梁容易出现锚头松动、预应力损失的问题。

其解决的技术方案是，一种护坡结构，包括预应力锚杆、框架梁以及开设在边坡上的阶梯锚孔，阶梯锚孔直径由外至内逐级增大，框架梁由多根横梁和多根纵梁垂直相交组成，横梁和纵梁的交点处设有施工锚孔，预应力锚杆外端固定在施工锚孔内从而将框架梁锚固在边坡上，预应力锚杆的内端设有与其垂直的圆形的承载板，承载板上安装有一个第一齿轮和多个圆周均布在第一齿轮外的第二齿轮，预应力锚杆的内端焊接固定在第一齿轮的圆心处，多个第二齿轮均与第一齿轮啮合，第一齿轮与锚杆内端固定连接，每个第二齿轮上均偏心固定有一个扩展板，第二齿轮带动扩展板转动可使扩展板伸出承载板外。

一种护坡结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，清理边坡，并在边坡上测量放线进行阶梯锚孔定位；

步骤二，在阶梯锚孔的定位位置钻直孔，并对钻好的直孔进行清理；

步骤三，直孔扩孔，用扩孔钻头对直孔进行扩孔，形成外小内大的阶梯锚孔；

步骤四，安装预应力锚杆，将带有承载板的预应力锚杆插入阶梯锚孔内，然后转动锚杆带动第一齿轮转动，从而带动多个第二齿轮和多个扩展板转动，使多个扩展板伸出承载板外从而使预应力锚杆底部尺寸变大；

步骤五，阶梯锚孔注浆，在阶梯锚孔内压注浆料，直至孔口溢出新鲜浆液，待浆料凝固后实现预应力锚杆的固定；

步骤六，在边坡上测量放样进行框架梁定位，按定位开挖梁槽并对槽底进行清理，梁槽清理完成后将框架梁嵌装在梁槽内，将锚杆的外端对应穿入框架梁的施工锚孔内并进行张拉锁定，最后在梁槽内铺设钢筋并安装模板浇筑混凝土，将框架梁埋设在梁槽内。

本发明能够有效地提高锚固强度，保证了路堑高边坡长久的稳定性。

附图说明

图1为承载板的结构图。

图2为框架梁的结构图。

图3为预应力锚杆和阶梯锚孔的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

由图1至图3给出，一种护坡结构，包括预应力锚杆1、框架梁2以及开设在边坡上的阶梯锚孔10，阶梯锚孔10直径由外至内逐级增大，框架梁2由多根横梁和多根纵梁垂直相交组成，横梁和纵梁的交点处设有施工锚孔3，预应力锚杆1外端固定在施工锚孔3内从而将框架梁2锚固在边坡上，预应力锚杆1的内端设有与其垂直的圆形的承载板4，承载板4上安装有一个第一齿轮5和多个圆周均布在第一齿轮5外的第二齿轮6，预应力锚杆1的内端焊接固定在第一齿轮5的圆心处，多个第二齿轮6均与第一齿轮5啮合，第一齿轮5与锚杆内端固定连接，每个第二齿轮6上均偏心固定有一个扩展板7，第二齿轮6带动扩展板7转动可使扩展板7伸出承载板4外。

每两个所述的施工锚孔3之间均设有位于横梁或纵梁上的预留锚孔8，可用于后期对框架梁进行二次加固。

所述的预应力锚杆1的锚固段上焊接有多根与其成一定夹角的锚固钢筋9，锚固钢筋9倾斜向预应力锚杆1的外端伸展，锚固钢筋9与预应力锚杆1的夹角在10到30度之间，且锚固钢筋9外端与预应力锚杆1的垂直距离大于阶梯锚孔10相应段半径1到2厘米，并且锚固钢筋9的长度由内向外逐渐变短，与阶梯锚孔10由内到外孔径逐渐变小对应；安装时施加轴向力将预应力锚杆1推入阶梯锚孔10内，锚固钢筋9的外端撑紧阶梯锚孔10内壁，提高预应力锚杆1的承载力。

一种护坡结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，清理边坡，并在边坡上测量放线进行阶梯锚孔10定位；

步骤二，在阶梯锚孔10的定位位置钻直孔，并对钻好的直孔进行清理；

步骤三，直孔扩孔，用扩孔钻头对直孔进行扩孔，形成外小内大的阶梯锚孔10；

步骤四，安装预应力锚杆1，将带有承载板4的预应力锚杆1插入阶梯锚孔10内，然后转动锚杆带动第一齿轮5转动，从而带动多个第二齿轮6和多个扩展板7转动，使多个扩展板7伸出承载板4外从而使预应力锚杆1底部尺寸变大；

步骤五，阶梯锚孔10注浆，在阶梯锚孔10内压注浆料，直至孔口溢出新鲜浆液，待浆料凝固后实现预应力锚杆1的固定；

步骤六，在边坡上测量放样进行框架梁2定位，按定位开挖梁槽并对槽底进行清理，梁槽清理完成后将框架梁2嵌装在梁槽内，将锚杆的外端对应穿入框架梁2的施工锚孔3内并进行张拉锁定，最后在梁槽内铺设钢筋并安装模板浇筑混凝土，将框架梁2埋设在梁槽内。

在步骤三中，所述的锚阶梯孔需经多段扩孔，其直径增加次数为两到三次，形成由外向内直径逐渐增大的多段阶梯锚孔10。

在步骤三中，用扩孔钻头对锚孔扩孔完成后，在阶梯锚孔10底部安装小包炸药，对阶梯锚孔10底部进行二次扩孔，使阶梯锚孔10的底部形成大于阶梯锚孔10底部直径三到四倍的球形空间，以提高锚杆锚固段的承载力。

在步骤五中，所述的浆料使用旧毛衣再生纤维加水泥制成，施工前按照经试验合格的配合比备料，旧毛衣再生纤维掺入量为每方1.8～2.0kg，注浆时搅拌均匀，随拌随用；此浆体材料能够与周围岩体充分结合，提高摩擦力，并且有效降低水泥浆凝固过程中产生的裂缝。

旧毛衣旧毛衣再生纤维的制备过程如下：将收集的旧毛衣进行分类（旧毛衣中的主要成分为羊毛和腈纶，其两者含量之和应大于90%）、用PCMX（对氯间二甲苯酚）消毒、洗涤并烘干，再对旧毛衣进行剪切及开松处理，得到长度2-20mm、直径0.010mm-0.1mm的旧毛衣再生纤维。

旧毛衣再生纤维使用前需要进行该性，优选地选用 KH550 硅烷偶联剂对旧毛衣再生纤维表面进行改性，改性剂能够包裹在旧毛衣纤维外表面，增大水泥与旧毛衣再生纤维之间的结合力；具体方法为采用湿法预处理，将旧毛衣纤维加入无水乙醇溶剂中，然后加入KH550 硅烷偶联剂并在振荡器中振荡一定时间，最后经液过滤、洗涤并烘干得到改性旧毛衣再生纤维。

本发明通过可变直径的承载板4和多段阶梯锚孔1010以及锚固钢筋9，有效地提高了锚固强度，且加入旧毛衣纤维的浆料能够与周围岩体充分结合，提高摩擦力，并且有效降低水泥浆凝固过程中产生的裂缝；框架梁2上预留锚孔8的设置能够对护坡结构进行后期二次加固，有效地保证了路堑高边坡长久的稳定性。

Claims (7)

1.一种护坡结构，其特征在于，包括预应力锚杆（1）、框架梁（2）以及开设在边坡上的阶梯锚孔（10），阶梯锚孔（10）直径由外至内逐级增大，框架梁（2）由多根横梁和多根纵梁垂直相交组成，横梁和纵梁的交点处设有施工锚孔（3），预应力锚杆（1）外端固定在施工锚孔（3）内从而将框架梁（2）锚固在边坡上，预应力锚杆（1）的内端设有与其垂直的圆形的承载板（4），承载板（4）上安装有一个第一齿轮（5）和多个圆周均布在第一齿轮（5）外的第二齿轮（6），预应力锚杆（1）的内端焊接固定在第一齿轮（5）的圆心处，多个第二齿轮（6）均与第一齿轮（5）啮合，第一齿轮（5）与锚杆内端固定连接，每个第二齿轮（6）上均偏心固定有一个扩展板（7），第二齿轮（6）带动扩展板（7）转动可使扩展板（7）伸出承载板（4）外。

2.根据权利要求1所述的一种护坡结构，其特征在于，每两个所述的施工锚孔（3）之间均设有位于横梁或纵梁上的预留锚孔（8）。

3.根据权利要求1所述的一种护坡结构，其特征在于，所述的预应力锚杆（1）的锚固段上焊接有多根与其成一定夹角的锚固钢筋（9），锚固钢筋（9）倾斜向预应力锚杆（1）的外端伸展，锚固钢筋（9）与预应力锚杆（1）的夹角在10到30度之间，且锚固钢筋（9）外端与预应力锚杆（1）的垂直距离大于阶梯锚孔（10）相应段的半径，并且锚固钢筋（9）的长度由内向外逐渐变短，与阶梯锚孔（10）的由内到外孔径逐渐变小对应。

4.一种护坡结构的施工方法，其特征在于，所述的护坡结构为权利要求1-3任一护坡结构，包括如下步骤：

步骤一，清理边坡，并在边坡上测量放线进行阶梯锚孔（10）定位；

步骤二，在阶梯锚孔（10）的定位位置钻直孔，并对钻好的直孔进行清理；

步骤三，直孔扩孔，用扩孔钻头对直孔进行扩孔，形成外小内大的阶梯锚孔（10）；

步骤四，安装预应力锚杆（1），将带有承载板（4）的预应力锚杆（1）插入阶梯锚孔（10）内，然后转动锚杆带动第一齿轮（5）转动，从而带动多个第二齿轮（6）和多个扩展板（7）转动，使多个扩展板（7）伸出承载板（4）外从而使预应力锚杆（1）底部尺寸变大；

步骤五，阶梯锚孔（10）注浆，在阶梯锚孔（10）内压注浆料，直至孔口溢出新鲜浆液，待浆料凝固后实现预应力锚杆（1）的固定；

步骤六，在边坡上测量放样进行框架梁（2）定位，按定位开挖梁槽并对槽底进行清理，梁槽清理完成后将框架梁（2）嵌装在梁槽内，将锚杆的外端对应穿入框架梁（2）的施工锚孔（3）内并进行张拉锁定，最后在梁槽内铺设钢筋并安装模板浇筑混凝土，将框架梁（2）埋设在梁槽内。

5.根据权利要求4所述的一种护坡结构的施工方法，其特征在于，在步骤三中，所述的阶梯锚孔（10）需经多段扩孔，其直径增加次数为两到三次，形成由外向内直径逐渐增大的多段阶梯状。

6.根据权利要求4所述的一种护坡结构的施工方法，其特征在于，在步骤三中，用扩孔钻头对直孔扩孔完成后，在阶梯锚孔（10）底部安装小包炸药，对阶梯锚孔（10）底部进行二次扩孔，使阶梯锚孔（10）的底部形成大于阶梯锚孔（10）底部直径三到四倍的球形空间，以提高锚杆锚固段的承载力。

7.根据权利要求4所述的一种护坡结构的施工方法，其特征在于，在步骤五中，所述的浆料使用旧毛衣再生纤维加水泥制成，施工前按照经试验合格的配合比备料，旧毛衣再生纤维掺入量为每方1.8～2.0kg，注浆时搅拌均匀，随拌随用。

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