CN112709225A - 一种涨壳式预应力锚杆快速施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涨壳式预应力锚杆快速施工工法，涉及边坡加固施工技术领域。该方法包括步骤：锚杆孔位放样，根据锚杆布置图进行放样；搭设操作脚手架；钻孔，使用直径比锚杆直径大至少50mm的钻头在标定的锚孔位置进行钻孔；洗孔验收，采用高压风对该孔进行清渣、洗孔；预应力锚杆安装，将组装好的锚杆的整根杆体插入成孔底部，用力预紧杆体顶开涨壳式锚头；施加预应力，采用分级加载的方式进行张拉；锚杆注浆。本发明的施工工法适用于开挖后需迅速限制岩层或土体浅层变形滑动的边坡和围岩支护过程，通过预应力锚杆加挂网喷射混凝土共同组成边坡的支护体系方案，避免了边坡在削坡后的初期变形和牵引滑动，节约了时间，节约了成本。

Description

一种涨壳式预应力锚杆快速施工工法

技术领域

本发明涉及边坡加固施工技术领域，尤其涉及一种涨壳式预应力锚杆快速 施工工法。

背景技术

预应力锚固是用锚固方法增加支挡结构或岩土体稳定性的一种措施，通过 打钻孔穿过有可能滑动的或已经滑动过的滑动面，将钢筋的一端固定在孔底的 稳定岩土体中，再将钢筋拉紧以至能产生一定的回弹力(即预应力)，然后将 钢筋的另一端固定于岩土体或支挡结构表面，利用钢筋的回弹力压紧可能滑动 的岩土体或支挡结构，以增大滑动面上的抗剪强度，从而达到提高岩土体或支 挡结构稳定性的目的。

发明内容

本发明为了提高边坡的结构强度，提出一种涨壳式预应力锚杆快速施工工 法，适用于开挖后需迅速限制岩层或土体浅层变形滑动的边坡和围岩支护过程， 通过预应力锚杆加挂网喷射混凝土共同组成边坡的支护体系方案，避免了边坡 在削坡后的初期变形和牵引滑动，节约了时间，节约了成本。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种涨壳式预应力锚杆快速施工工法，包括如下步骤：

S1、锚杆孔位放样，按照设计图纸给定的位置参数，先绘制出锚杆的详细 立面布置图，明确锚杆的准确位置，根据锚杆布置图进行放样；

S2、搭设操作脚手架，采用双排扣件式钢管脚手架进行搭设，根据锚杆间 排距进行调整尺寸，使锚杆孔位置在跨、步的中间位置；

S3、钻孔，使用直径比锚杆直径大至少50mm的钻头在标定的锚孔位置进行 钻孔，孔深较设计孔深长50～100mm；

S4、洗孔验收，每成一孔后，采用高压风对该孔进行清渣、洗孔，保证孔 底无沉渣、无积水，然后进行孔位、孔向、孔径、孔深以及洗孔质量的检查验 收；

S5、预应力锚杆安装，将组装好的锚杆的整根杆体插入成孔底部，用力预 紧杆体顶开涨壳式锚头，确保锚头顶端与孔底部岩面紧贴并左旋锚杆体直至旋 紧后，再顶紧止浆塞、垫板和螺母，使其帖合岩面；

S6、施加预应力，采用分级加载的方式进行张拉，共分三级，荷载分别为 0.35、0.75、1.0倍，张拉过程连续进行逐级加载，前一荷载稳定后方可施加下 一级荷载，直至过到设计荷载为止，每级观测稳定时间为5min；

S7、锚杆注浆，浆液采用水灰比0.45～0.50的纯水泥浆，浆液注入锚杆孔 中直到锚杆尾端流出浆液时结束注浆。

优选地，在上述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法中，在所述步骤S1中， 所述的放样方法包括逐点坐标法或方格网控制法。

优选地，在上述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法中，在所述步骤S2中， 搭设的立杆间距在1.05～1.2m之间，大横杆步距在1.5～2.0m之间，拉结筋采 用三步三跨设置，操作层满铺脚手板和挡脚板，外立面挂密目网，架内挂设工 具式钢爬梯。

优选地，在上述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法中，在所述步骤S3中， 钻孔垂直度偏差不大于锚杆长度的3％。

优选地，在上述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法中，在所述步骤S4中， 将风管伸入孔底用高压风洗孔，直至无粉尘和渣屑返口为止。

优选地，在上述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法中，在所述步骤S5中， 钢筋锚杆接头采用搭接焊接头，搭接焊长度不小于30d且不小于500mm，沿杆体 每隔2.0m应设置一个对中支架，确保杆体在孔中心线位置，支架与杆体焊接牢 固。

优选地，在上述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法中，在所述步骤S6中， 张拉前，对张拉设备和表具进行标定，正式张拉前，取10％～15％的设计张拉力 对锚杆预张拉1～2次，检验钢质张拉锚头是否已张开并持力和连接牢固。

优选地，在上述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法中，在所述步骤S6中， 对锚杆在张拉至设计荷载的90％～100％后，按设计要求对其进行锁定。

优选地，在上述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法中，在所述步骤S7中， 注浆压力控制在0.5～2.0MPa之间，水泥浆液28d抗压强度不小于40MPa。

本发明的有益效果为：本发明提出的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，适 用于开挖后需迅速限制岩层或土体浅层变形滑动的边坡和围岩支护过程，可达 到迅速对开挖边坡变形进行限制的目的，通过预应力锚杆加挂网喷射混凝土共 同组成边坡的支护体系方案，避免了边坡在削坡后的初期变形和牵引滑动，节 约了时间，节约了成本。

具体实施方式

本发明公开的一种涨壳式预应力锚杆快速施工工法，包括如下步骤：

S1、锚杆孔位放样，按照设计图纸给定的位置参数，先绘制出锚杆的详细 立面布置图，明确锚杆的准确位置，根据锚杆布置图进行放样。具体地，所述 的放样方法包括逐点坐标法或方格网控制法。在放样前，对开挖出的坡面进行 验收，对于分段分层开挖的坡面也应先进行验收后再进行放样作业。

S2、搭设操作脚手架，采用双排扣件式钢管脚手架进行搭设，根据锚杆间 排距进行调整尺寸，使锚杆孔位置在跨、步的中间位置，便于后续的钻孔、张 拉和注浆作业。具体地，搭设的立杆间距在1.05～1.2m之间，大横杆步距在 1.5～2.0m之间，拉结筋采用三步三跨设置，操作层满铺脚手板和挡脚板，外立 面挂密目网，架内挂设工具式钢爬梯。对于分段分层开挖的边坡，操作脚手架 按开挖分段分层搭拆，当开挖分层高度小于4m时也可采用移动式操作台进行施 工。

S3、钻孔，使用直径比锚杆直径大至少50mm的钻头，在标定的锚孔位置进 行钻孔，孔深较设计孔深长50～100mm，钻孔垂直度偏差不大于锚杆长度的3％。

涨壳式预应力锚杆主要依靠孔底岩体的摩擦力和强度来达到锚固作用，注 浆也是要通过孔壁裂隙进行充填固结围岩，所以钻孔工艺应优先采用风力出渣， 避免造成岩体软化和裂隙堵塞。根据实际地质、孔径、孔深和施工条件可采用 手风钻、潜孔钻、锚杆钻机等设备进行成孔。

具体施工时，锚杆平面位置根据开孔条件可适当做调整，但偏差不应大于 100mm。

S4、洗孔验收，每成一孔后，采用高压风对该孔进行清渣、洗孔，保证孔 底无沉渣、无积水，然后进行孔位、孔向、孔径、孔深以及洗孔质量的检查验 收。在安放锚杆前，把风管伸入孔底用高压风洗孔，直至无粉尘和渣屑返口为 止。为避免遗漏，提高施工质量，在开孔后要逐孔进行孔位、孔向、孔径、孔 深和洗孔的质量检查验收。

S5、预应力锚杆安装，将组装好的锚杆的整根杆体插入成孔底部，用力预 紧杆体顶开涨壳式锚头，确保锚头顶端与孔底部岩面紧贴并左旋锚杆体直至旋 紧后，再顶紧止浆塞、垫板和螺母，使其帖合岩面。

具体地，钢筋锚杆接头采用搭接焊接头，搭接焊长度不小于30d且不小于 500mm，沿杆体每隔2.0m应设置一个对中支架，确保杆体在孔中心线位置，支 架与杆体焊接牢固。

预应力锚杆的安装过程是：锚杆按照设计长度和外露张拉长度进行下料， 杆体间采用专用套筒套丝连接。组装前杆体应顺直、除油、除锈，锚杆底部的 钢质涨壳锚头与杆体套丝连接窂固，涨壳头临时固定可靠。杆体应按设计要求 进行防腐处理，锚杆杆体的下放前应符合下列规定：

杆体放入孔前，应检查杆体组装的质量，确保杆体组装满足设计要求，安 放杆体时,应防止杆体扭压、弯曲，如有注浆管宜随锚杆一同放入孔内，注浆管 头部距孔底宜为50～100mm，杆体放入角度应与钻孔角度保持一致，杆体入孔后 不得随意敲击和悬挂重物，杆体外露长度应符合张拉作业要求。

S6、施加预应力，采用分级加载的方式进行张拉，共分三级，荷载分别为 0.35、0.75、1.0倍。张拉过程连续进行逐级加载，前一荷载稳定后方可施加下 一级荷载，直至过到设计荷载为止，每级观测稳定时间为5min。成片锚杆的张 拉顺序采取跳孔方式逐步完成。具体地，张拉前，对张拉设备和表具进行标定， 正式张拉前，取10％～15％的设计张拉力对锚杆预张拉1～2次，检验钢质张拉锚 头是否已张开并持力和连接牢固。锚杆张拉顺序，应考虑邻近锚杆的相互影响 采用间隔跳孔张拉。

具体地，对锚杆在张拉至设计荷载的90％～100％后，按设计要求对其进行锁 定，张拉锁定后即可进行注浆作业。

S7、锚杆注浆，浆液采用水灰比0.45～0.50的纯水泥浆，注入锚杆孔中直 到锚杆尾端流出浆液时结束注浆。必要时适当加入外加剂或掺和料浆液。具体 地，在本发明的实施例中，选用水灰比0.5的纯水泥浆。对于无围岩加固要求 的，浆液注入锚杆孔中直到锚杆尾端流出浆液时结束注浆，有围岩加固要求时 应按设计进行压力注浆，确保浆液扩散范围。注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用， 浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液。若为钢筋杆体注浆管宜与 锚杆杆体绑扎在一起，注浆管距孔底宜为100～200mm。注浆作业开始和中途停 止较长时间，再作业时宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路，浆体硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆。注浆压力控制在0.5～2.0MPa之间，水泥浆 液28d抗压强度不小于40MPa。

综上所述，本发明提出的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，适用于开挖后 需迅速限制岩层或土体浅层变形滑动的边坡和围岩支护过程，可达到迅速对开 挖边坡变形进行限制的目的，通过预应力锚杆加挂网喷射混凝土共同组成边坡 的支护体系方案，避免了边坡在削坡后的初期变形和牵引滑动，节约了时间， 节约了成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围 之内。

Claims (9)

1.一种涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、锚杆孔位放样，按照设计图纸给定的位置参数，先绘制出锚杆的详细立面布置图，明确锚杆的准确位置，根据锚杆布置图进行放样；

S2、搭设操作脚手架，采用双排扣件式钢管脚手架进行搭设，根据锚杆间排距进行调整尺寸，使锚杆孔位置在跨、步的中间位置；

S3、钻孔，使用直径比锚杆直径大至少50mm的钻头在标定的锚孔位置进行钻孔，孔深较设计孔深长50～100mm；

S4、洗孔验收，每成一孔后，采用高压风对该孔进行清渣、洗孔，保证孔底无沉渣、无积水，然后进行孔位、孔向、孔径、孔深以及洗孔质量的检查验收；

S5、预应力锚杆安装，将组装好的锚杆的整根杆体插入成孔底部，用力预紧杆体顶开涨壳式锚头，确保锚头顶端与孔底部岩面紧贴并左旋锚杆体直至旋紧后，再顶紧止浆塞、垫板和螺母，使其帖合岩面；

S6、施加预应力，采用分级加载的方式进行张拉，共分三级，荷载分别为0.35、0.75、1.0倍，张拉过程连续进行逐级加载，前一荷载稳定后方可施加下一级荷载，直至过到设计荷载为止，每级观测稳定时间为5min；

S7、锚杆注浆，浆液采用水灰比0.45～0.50的纯水泥浆，浆液注入锚杆孔中直到锚杆尾端流出浆液时结束注浆。

2.根据权利要求1所述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述的放样方法包括逐点坐标法或方格网控制法。

3.根据权利要求1所述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，在所述步骤S2中，搭设的立杆间距在1.05～1.2m之间，大横杆步距在1.5～2.0m之间，拉结筋采用三步三跨设置，操作层满铺脚手板和挡脚板，外立面挂密目网，架内挂设工具式钢爬梯。

4.根据权利要求1所述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，在所述步骤S3中，钻孔垂直度偏差不大于锚杆长度的3％。

5.根据权利要求1所述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，在所述步骤S4中，将风管伸入孔底用高压风洗孔，直至无粉尘和渣屑返口为止。

6.根据权利要求1所述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，在所述步骤S5中，钢筋锚杆接头采用搭接焊接头，搭接焊长度不小于30d且不小于500mm，沿杆体每隔2.0m应设置一个对中支架，确保杆体在孔中心线位置，支架与杆体焊接牢固。

7.根据权利要求1所述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，在所述步骤S6中，张拉前，对张拉设备和表具进行标定，正式张拉前，取10％～15％的设计张拉力对锚杆预张拉1～2次，检验钢质张拉锚头是否已张开并持力和连接牢固。

8.根据权利要求1所述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，在所述步骤S6中，对锚杆在张拉至设计荷载的90％～100％后，按设计要求对其进行锁定。

9.根据权利要求1所述的涨壳式预应力锚杆快速施工工法，其特征在于，在所述步骤S7中，注浆压力控制在0.5～2.0MPa之间，水泥浆液28d抗压强度不小于40MPa。