CN113356198A - 单拼槽钢锚杆腰梁结构及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单拼槽钢锚杆腰梁结构及使用方法，其包括作为钢腰梁的主体槽钢、承压钢板I、一端斜边设置的无缝钢管、承压钢板II、锚具、锚杆及夹具；当钢腰梁不拆卸时，锚具采用常规的一次性锚具；当钢腰梁拆卸周转施工时，采用可拆卸锚具。发明设计合理、结构紧凑且使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及单拼槽钢锚杆腰梁结构及使用方法。
背景技术
工程建设深基坑支护及边坡加固项目中，经常用到腰梁结构构件，目前腰梁结构构件一般都采用现浇钢筋混凝土或双拼型钢腰梁。采用现浇钢筋混凝土结构及工艺存在如下问题：（1）由于一般为异形梁、截面小、要穿锚杆等原因，支设模板难度大，易松动造成模板整体不稳造成质量问题，效率低，进度慢，桩间空区不规则，支模困难、容易漏混凝土。（2）支模使用木材量较大，浪费自然资源；同时，钢筋制作安装、支设模板需要大量工人，成本较高。钢腰梁目前主要为双拼槽钢或工字钢结构的腰梁，存在如下问题：（1）使用钢材量大，浪费矿产资源；（2）焊接量大，需要专业焊工现场操作；（3）重量大，需要吊装机械及大量人工配合；（4）成本高。
现浇钢筋混凝土腰梁和大型双拼钢腰梁过于保守，工艺复杂，成本高。
经查，专利名称“可拆卸组合式变截面型钢腰梁”，申请号为201510380197.0的发明申请，其特征在于：公开了一种可拆卸组合式变截面型钢腰梁，针对不同受力区采用不同截面的型钢，旨在解决普通型钢腰梁承载不足的问题。该发明是改良型的钢腰梁，锚杆处本就是应力集中点，截面变小也不合理。该腰梁型钢不是常规型号，需要订做，现场的锚杆间距每个项目都不一样，拆除后也不通用，工艺复杂，成本高。
经查，专利名称“一种装配式腰梁”，授权号为CN102704490B的发明专利，其特征在于：一种装配式双拼槽钢腰梁，由型钢和钢筋混凝土组成。该发明是型钢混凝土腰梁结构，解决钢腰梁易变形的问题，使用钢材量较大，需要在钢梁间填充混凝土，工艺复杂，成本较高，实际无法回收，一次性投资大。
经查，专利名称“一种预应力锚索装配式钢腰梁及其施工工法”，申请公布号为CN111395356 A的发明申请，其特征在于：一种预应力锚索装配式钢腰梁，包括若干固定设置在支护桩上的三角钢斜垫、焊接设置在所述三角钢斜垫斜面上的钢腰梁本体以及用于维持支护桩稳固性的锚索。该发明是改良型的钢腰梁，是一种常规的双拼槽钢腰梁的改良型，仍然存在普通双拼钢腰梁结构及工艺存在的类似问题，未解决腰梁与迎土面有空区容易变形的现实问题。
经查，专利名称“一种钢腰梁结构及其施工方法”，申请公布号为CN 112302032 A的发明申请，其特征在于：一种钢腰梁，是一种常规的双拼槽钢腰梁的改良型，仍然存在普通双拼钢腰梁结构及工艺存在的问题，未解决腰梁与迎土面有空区容易变形的现实问题。
经查，专利名称“一种深基坑桩锚支护的装配式腰梁配筋结构及施工方法”，申请公布号为CN 112195932 A的发明申请，其特征在于：提供一种深基坑桩锚支护的装配式腰梁配筋结构及施工方法，旨在使钢筋绑扎便捷，提高底部抗拉和两侧弧形卡桩面抗压性能。该发明是改良型的现浇钢筋混凝土腰梁，仍然存在普通现浇钢筋混凝土结构及工艺存在的类似问题，钢筋帮扎工作量很大，支模工作量大，且因为是异形梁，模板周转困难，使用木材量大，成本较高。
经查，专利名称“一种型钢水泥土墙基坑支护腰梁安装方法”，授权号为CN102162251B的发明专利，其特征在于：采用吊装方式安装支护腰梁，支护腰梁吊装在型钢水泥土墙内型钢上，腰梁上安装支撑进行钢水泥土墙支护。该发明公布的是内支撑双拼工字钢腰梁的施工方法，与本案锚杆支护类腰梁在使用功能上区别很大，只适用于垂直开挖的水泥土墙类内支撑支护，且仍然存在一次性投资大的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种单拼槽钢锚杆腰梁结构及使用方法。本发明的目的在于创造一种工艺简单、轻便、快速、环保、经济的装配式锚杆钢腰梁结构，主要应用于深基坑支护及边坡加固项目。本发明可以应用于基坑支护、边坡加固支护结构中，工艺简单，成本低，速度快，可拆卸重复利用，节约能源，经济环保。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种单拼槽钢锚杆腰梁结构 ，包括作为钢腰梁的主体槽钢、承压钢板I、一端斜边设置的无缝钢管、承压钢板II、锚具、锚杆及夹具；
当钢腰梁不拆卸时，锚具采用常规的一次性锚具；一次性锚具包括一次性锚座，在一次性锚座上通透设置有锥度孔，在锥度孔中安装有夹具；夹具包括若干花瓣式的夹片；若干夹片抱合锚杆形成锥套结构；
当钢腰梁要拆卸重复利用时，锚具采用可拆卸式锚具；可拆卸式锚具包括可拆卸锚座件，可拆卸锚座件包括母锚座，在母锚座两侧设置有公锚座；母锚座与公锚座咬合设置；母锚座的半锥孔与公锚座的半锥孔抱合形成锥度孔；在锥度孔中安装有夹具；夹具包括若干花瓣式的夹片；若干夹片抱合锚杆形成锥套结构；
母锚座与公锚座通过连接螺栓螺母组件连接为一体；
其配套有锚杆机或钻机，在基坑侧壁或边坡岩土体的支护面板或桩处设置钻孔；在钻孔中设置锚杆并注浆，形成锚杆支撑；在基坑侧壁或边坡岩土侧壁上设置有喷射砼找平层，喷射砼找平层采用喷射混凝土对在腰梁范围的一层锚杆连接线部位找平形成。
作为上述技术方案的进一步改进：
在主体槽钢上配干有与锚杆对应的通孔，并对通孔去刺；在锚杆上依次安装主体槽钢、承压钢板I、无缝钢管、承压钢板II、锚具及夹具；主体槽钢凹面背向基坑侧壁或边坡面；无缝钢管的斜面倾角与锚杆倾斜角度对应，从而保证承压钢板II与锚杆垂直。
锚杆端头外露于夹具，配套有千斤顶，千斤顶牵拉锚杆端头进行预应力张拉锁定；
相邻的主体槽钢之间具有接缝部，在接缝部设置有L型的连接板，连接板扣在主体槽钢的侧帮处，并通过固定螺栓与主体槽钢侧帮连接；
在支护面板或桩上设置有位于主体槽钢下方的托筋，以托举主体槽钢。
在无缝钢管的填充腔中注浆；
主体槽钢采用18#-28#热轧槽钢，牌号Q215-Q235，承压钢板I和承压钢板II均为热轧钢板，承压钢板I的边长a取值范围150-300mm，且等于或小于槽钢的槽内平直段高度，承压钢板II的边长应大于无缝钢管外径R不少于20mm，钢板厚度b选择范围在10-30mm内，牌号Q235-Q345；槽钢及承压钢板打设的孔眼尺寸r以能顺利通过锚杆体的外露段为准；
无缝钢管采用牌号10-45#钢，直径R根据锚杆体外径及槽钢型号选择，范围为140-203mm，壁厚t根据锚杆设计轴力进行验算，t不小于5mm，一端切口垂直于钢管轴线，另一端为斜切口，倾角θ与锚杆与水平面的倾角大小一致，无缝钢管长度以承压钢板II在主体槽钢腿以外为准，短边长度范围为60-100mm；
托筋直径d范围为25-28mm，钻孔深度取值不少于10d，孔内采用快用水泥或植筋胶锚固，外露以超过预计的主体槽钢的槽钢腿为准；
连接板采用热轧钢板，牌号选择范围为Q235-Q345，长度L范围为250-400mm，宽度c与主体槽钢的槽钢腿宽相同，连接板板厚f及限位凸起厚度e不小槽钢腿部厚度，选择范围取12-15mm；
锚具材质采用45#铸钢；
在主体槽钢与侧壁或边坡接触部位有平整的防护面板或桩。
一种单拼槽钢锚杆腰梁施工方法，借助于单拼槽钢锚杆腰梁结构；包括以下方法；
S1，制作腰梁结构各部件，主体槽钢根据边坡稳定性、锚杆设计轴力情况，采用18#-28#热轧槽钢，牌号Q215-Q235，承压钢板I和承压钢板II均为热轧钢板，承压钢板I的边长a取值范围150-300mm，且等于或小于槽钢的槽内平直段高度，承压钢板II的边长应大于无缝钢管外径R不少于20mm，钢板厚度b根据锚杆设计轴力大小进行验算，选择范围在10-30mm内，牌号Q235-Q345；槽钢及承压钢板打设的孔眼尺寸r以能顺利通过锚杆体的外露段为准；
无缝钢管采用牌号10-45#钢，直径R根据锚杆体外径及槽钢型号选择，范围为140-203mm，壁厚t根据锚杆设计轴力进行验算，t不小于5mm，一端切口垂直于钢管轴线，另一端为斜切口，倾角θ与锚杆与水平面的倾角大小一致，无缝钢管长度以承压钢板II在主体槽钢腿以外为准，短边长度范围为60-100mm；
托筋直径d范围为25-28mm，钻孔深度取值不少于10d，孔内采用快用水泥或植筋胶锚固，外露以超过预计的主体槽钢的槽钢腿为准；
连接板采用热轧钢板，牌号选择范围为Q235-Q345，长度L范围为250-400mm，宽度c与主体槽钢的槽钢腿宽相同，连接板板厚f及限位凸起厚度e不小槽钢腿部厚度，选择范围取12-15mm；
锚具材质采用45#铸钢；
在主体槽钢与侧壁或边坡接触部位有平整的防护面板或桩；
S2，对单拼槽钢锚杆腰梁结构进行验算；
S2.1、无缝钢管壁厚验算：锚杆设计轴力/无缝钢管截面积S<已知的无缝钢材质的抗压强度，通过该验算公式确定无缝钢管壁厚；
S2.2、承压钢板I尺寸及厚度验算：
无缝钢管作用于承压钢板I上的均布荷载q2=锚杆设计轴力/无缝钢管斜边截面积Sx，
S2.3、基坑侧壁或边坡通过槽钢作用于承压钢板I上的均布荷载
q1=锚杆设计轴力/（承压钢板I边长a的平方-孔洞面积πr2），以无缝钢管斜边管壁中心作为支点，根据结构力学方法计算弯矩及建立，确定相应的承压钢板I的尺寸及板厚；
S3，主体槽钢型号的选择，在确定承压钢板I的尺寸后，根据槽钢槽内平直段高度要大于承压钢板I的边长到达设定阈值的要求，确定槽钢型号。
作为上述技术方案的进一步改进：
承压钢板II尺寸及厚度验算：
当锚具直径大于等于无缝钢管内径时，承压钢板II只承受压应力，起到将锚具荷载传递给无缝钢管的作用，其只需按构造要求选择尺寸及厚度即可，即边长a不小于无缝钢管外径R+20mm，厚度不小于10mm；
当锚具直径小于无缝钢管内径时，锚具作用于承压钢板II上的荷载
q4=锚杆设计轴力/（承压钢板II边长a的平方-孔洞面积πr2）；
S5，无缝钢管作用于承压钢板II上的荷载q3=锚杆设计轴力/无缝钢管直边截面积Sz，
以无缝钢管直边管壁中心作为支点，根据结构力学方法计算弯矩及剪力，确定相应的承压钢板II的尺寸及板厚；
S6，基坑侧壁或边坡开挖一层，坡面尽量平整；
如果采用爆破开挖时，侧壁或边坡面采用光面爆破技术；
开挖标高至设计锚杆位置以下30-80cm。
S7，首先，锚杆孔位测量定位；然后，在锚杆钻机就位钻孔，达到设计深度后，安装锚杆体，注浆饱满，锚杆杆体外露设定长度，设定长度=槽钢厚度+承压钢板I厚度+无缝钢管高度+承压钢板II厚度+锚具厚度+张拉预留长度；其次，锚杆杆体自由段与外露预留长度均设外套软管进行隔离，避免与浆体胶结；再次，在紧贴主体槽钢腰梁位置之下，在主体槽钢侧壁上钻孔安装托筋，托筋直径d为25-28mm，钻孔深度不少于10d，孔内采用快用水泥或植筋胶锚固，外露尺寸以超过预计的槽钢腿为准；
S8，对基坑侧壁或边坡采用挂网喷射混凝土防护，钢筋网片直径取值范围为4-8mm，网格尺寸范围为150mm-300mm，喷射混凝土厚度尺寸范围为60-100mm，腰梁部位通过挂线找平；为提高早期强度，喷射混凝土掺加早强剂；
S9，首先，对每段主体槽钢长度标准化为6m或9m；然后，在安装槽钢前，现场测量锚杆位置尺寸，在槽钢上现场打孔以便穿锚杆外露段进行安装；其次，对主体槽钢的端部进行打孔，以进行各段槽钢的连接；
S10，首先，预制并备齐承压钢板I、承压钢板II、无缝钢管，锚具及夹片；然后，人工抬起一段槽钢穿锚杆安装放置于托筋之上，依次在锚杆孔位安装承压钢板I、无缝钢管，其中，无缝钢管斜边朝向槽钢，短边朝上；其次，安装承压钢板II，将承压钢板II以外的锚杆体套管割除，安装锚具及夹片固定；
S11，安装下一段槽钢腰梁，并通过连接板、固定螺栓，与前一段槽钢进行上下拼接固定；
S12，对支护面板进行洒水养护；
S13，当支护面板强度达到张拉能够承受的荷载以后，依次套入限位板、千斤顶、工具锚及夹片，使用油压千斤顶进行锚杆的预应力张拉并锁定；
S14，开挖下一层，重复以上工序，直至基坑底部或边坡底部；
S15，对于临时性基坑或边坡，回填时分层进行，回填一层拆除一层，重复利用，将可拆卸锚具的螺帽拧下来，抽出螺栓；
对于永久性边坡，安装之前或之后应对所有构件涂刷防锈层，以后使用运行期间定期维护。
本发明采用单根槽钢作为主要受力构件，与钢筋混凝土腰梁相比，大大节省了模板木材及钢筋等自然资源及机械、人工。与双拼型钢腰梁相比，使用钢材少，加工简单，质量轻，现场少量人工即可操作；拆卸简单，可周转使用，减低成本。本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
本发明解决的技术问题是，腰梁部位采用喷射混凝土找平，通常现场坡面不平整，造成腰梁变形严重；采用无缝钢管作为适应锚杆角度及传力构件，代替传统的多块钢板焊接的铁靴；无缝钢管上下各设一块承压钢板，作为锚杆位置的受力构件，设计新颖，可拆卸周转使用；槽钢接长采用螺栓固定连接板连接，代替传统的贴焊钢板焊接连接，便于拆卸周转使用；设计的简易腰梁托筋，代替传统的三角支架，降低施工难度及造价；独特的可拆卸锚具的设计，使卸锚简单方便，使该组合腰梁拆卸周转更加方便；提出了锚杆腰梁的受力模型及简易验算设计办法。
本发明的优点，本发明创造了一种锚杆腰梁结构及使用方法，结构简单，重量轻，少量人工操作即可安装和拆卸，既可以在使用期过后拆除重复使用，又可不拆卸用于永久性支护工程。与现有技术相比，具有简单、快速、环保、经济的优点。在深基坑支护、边坡加固等工程中具有重大应用价值。
附图说明
图1是本发明的腰梁使用结构示意图。
图2是本发明的腰梁侧向A-A结构示意图。
图3是本发明的腰梁侧向B-B结构示意图。
图4是本发明的一次性锚具结构示意图。
图5是本发明的可拆卸锚具使用结构示意图。
图6是本发明的受力分析结构示意图1。
图7是本发明的受力分析结构示意图2。
图8是本发明的流程示意图。
其中：1、主体槽钢；2、承压钢板I；3、承压钢板II；4、无缝钢管；5、锚具；6、锚杆；7、托筋；8、填充腔；9、支护面板或桩；10、连接板；11、接缝部；12、固定螺栓；13、一次性锚座；14、锥度孔；15、夹片；16、可拆卸锚座件；17、母锚座；18、公锚座；19、连接螺栓螺母组件；主体槽钢（1）、承压钢板I（2）、承压钢板II（3）、无缝钢管（4）、锚具（5）、锚杆（6）、托筋（7）、填充腔（8）、支护面板或桩（9）、连接板（10）、接缝部（11）、固定螺栓（12）、一次性锚座（13）、锥度孔（14）、夹片（15）、可拆卸锚座件（16）、母锚座（17）、公锚座（18）、连接螺栓螺母组件（19）。
具体实施方式
本发明包括作为钢腰梁的单根的主体槽钢1、承压钢板I2、一端斜边设置的无缝钢管4、承压钢板II3、锚具5、锚杆6及夹具；
当钢腰梁不拆卸时，锚具5采用常规的一次性锚具；一次性锚具包括一次性锚座13，在一次性锚座13上通透设置有锥度孔14，在锥度孔14中安装有夹具；夹具包括若干花瓣式的夹片15；若干夹片15抱合锚杆6形成锥套结构；
当钢腰梁要拆卸重复利用时，锚具5采用可拆卸式锚具；可拆卸式锚具包括可拆卸锚座件16，可拆卸锚座件16包括母锚座17，在母锚座17两侧设置有公锚座18；母锚座17与公锚座18咬合设置；母锚座17的半锥孔与公锚座18的半锥孔抱合形成锥度孔14；在锥度孔14中安装有夹具；夹具包括若干花瓣式的夹片15；若干夹片15抱合锚杆6形成锥套结构；
母锚座17与公锚座18通过连接螺栓螺母组件19连接为一体；
其包括锚杆机或钻机，在基坑侧壁或边坡岩土体的支护面板或桩9处设置钻孔；在钻孔中设置锚杆6并注浆，形成锚杆支撑；在基坑侧壁或边坡岩土侧壁上设置有喷射砼找平层，喷射砼找平层采用喷射混凝土对在腰梁范围的一层锚杆连接线部位找平形成；
在主体槽钢1上配干有与锚杆6对应的通孔，并对通孔去刺；在锚杆6上依次安装主体槽钢1、承压钢板I2、无缝钢管4、承压钢板II3、锚具5及夹具；主体槽钢1凹面背向基坑侧壁或边坡面；无缝钢管4的斜面倾角与锚杆6倾斜角度对应，从而保证承压钢板II3与锚杆6垂直；
锚杆6端头外露于夹具，配套有千斤顶，千斤顶牵拉锚杆6端头进行预应力张拉锁定；
相邻的主体槽钢1之间具有接缝部11，在接缝部11设置有L型的连接板10，连接板10扣在主体槽钢1的侧帮处，并通过固定螺栓12与主体槽钢1侧帮连接；
在支护面板或桩9上设置有位于主体槽钢1下方的托筋7，以托举主体槽钢1；
在无缝钢管4的填充腔8中注浆。
该结构用于临时性基坑支护或边坡加固时，使用期限结束后，可逐层拆除回收，重复利用。为更长时间的使用，对腰梁结构的相关构件做防腐处理，如涂刷环氧树脂、防腐漆等。用于永久性边坡支护时，该腰梁结构安装后应尽快做防腐处理，使用期间定期维护。
单拼槽钢锚杆腰梁构造，槽钢根据边坡稳定性、锚杆设计轴力情况，一般采用18#-28#热轧槽钢，牌号Q215-Q235，为市场通用型号；
承压钢板I和承压钢板II均为热轧钢板，承压钢板I的边长a一般取150-300mm，且等于或略小于槽钢的槽内平直段高度，承压钢板II的边长应大于无缝钢管外径R不少于20mm，钢板厚度b根据锚杆设计轴力大小进行验算，一般在10-30mm内选择，牌号Q235-Q345；
槽钢及承压钢板打设的孔眼尺寸r以能顺利通过锚杆体的外露段为准；
无缝钢管一般采用牌号10-45#钢，直径R根据锚杆体外径及槽钢型号选择，一般140-203mm，壁厚t根据锚杆设计轴力进行验算，一般不小于5mm，一端切口垂直于钢管轴线，另一端为斜切口，倾角θ与锚杆与水平面的倾角大小一致，无缝钢管长度以承压钢板II在槽钢腿以外为准，短边一般长60-100mm；
托筋直径一般25-28mm，钻孔深度一般不少于10d，孔内采用快用水泥或植筋胶锚固，外露以超过预计的槽钢腿为准；
连接板采用热轧钢板，牌号Q235-Q345，长度L一般250-400mm，宽度c与槽钢腿宽相同，板厚f及限位凸起厚度e不小槽钢腿部厚度，一般取12-15mm；
一次性腰梁采用一次性锚具，根据一束锚杆体的根数选择孔眼数量，锚具直径d符合相关标准要求，配以相应组数的夹片；需拆卸周转的腰梁使用可拆卸锚具，锚杆杆体3-4束（常用）时，设3块钢构件通过螺栓螺母固定组合；锚杆杆体2束时，设2块（块1和块3）钢构件组合。锚具材质一般采用45#铸钢；
槽钢与侧壁或边坡接触部位有平整的防护面板或桩；
腰梁用于临时性基坑支护或边坡加固时，使用期限结束后，可逐层拆除回收，重复利用，为更长时间使用，应对腰梁的相关构件做防腐处理，如涂刷环氧树脂、防腐漆等。用于永久性支护时，该腰梁结构安装后应尽快做防腐处理，使用期间定期维护。
单拼槽钢锚杆腰梁结构简易验算方法：
1、无缝钢管壁厚验算：锚杆设计轴力/无缝钢管截面积S<无缝钢材质的抗压强度（已知）。通过该验算公式确定无缝钢管壁厚。
2、承压钢板I尺寸及厚度验算：
无缝钢管作用于承压钢板I上的均布荷载
q2=锚杆设计轴力/无缝钢管斜边截面积Sx，
基坑侧壁或边坡通过槽钢作用于承压钢板I上的均布荷载
q1=锚杆设计轴力/（承压钢板I边长a的平方-孔洞面积πr2），,以无缝钢管斜边管壁中心作为支点，根据结构力学方法计算弯矩及建立，确定相应的承压钢板I的尺寸及板厚；
3、槽钢型号的选择：
确定承压钢板I的尺寸后，根据槽钢槽内平直段高度要略大于承压钢板I的边长的要求，确定槽钢型号。
4、承压钢板II尺寸及厚度验算：
当锚具直径大于等于无缝钢管内径时，承压钢板II只承受压应力，起到将锚具荷载传递给无缝钢管的作用，其只需按构造要求选择尺寸及厚度即可，即边长a不小于无缝钢管外径R+20mm，厚度不小于10mm。
当锚具直径小于无缝钢管内径时，锚具作用于承压钢板II上的荷载
q4=锚杆设计轴力/（承压钢板II边长a的平方-孔洞面积πr2）；
无缝钢管作用于承压钢板II上的
荷载q3=锚杆设计轴力/无缝钢管直边截面积Sz，
以无缝钢管直边管壁中心作为支点，根据结构力学方法计算弯矩及剪力，确定相应的承压钢板II的尺寸及板厚；
基坑侧壁或边坡开挖一层，坡面尽量平整，当采用爆破开挖时，侧壁或边坡面宜采用光面爆破技术。开挖标高一般至设计锚杆位置以下30-80cm，已锚杆施工机械操作方便为宜。
锚杆孔位测量定位，锚杆钻机就位钻孔，达到设计深度后，安装锚杆体，注浆饱满，锚杆杆体外露一定长度（槽钢厚度+承压钢板I厚度+无缝钢管高度+承压钢板II厚度+锚具厚度+张拉预留长度），锚杆杆体自由段与外露预留长度均设外套软管进行隔离，避免与浆体胶结。
紧贴槽钢腰梁位置之下，在侧壁上钻孔安装托筋，托筋直径一般25-28mm，钻孔深度一般不少于10d，孔内采用快用水泥或植筋胶锚固，外露以超过预计的槽钢腿为准。
对基坑侧壁或边坡采用挂网喷射混凝土防护，钢筋网片直径4-8mm，网格尺寸150mm-300mm,喷射混凝土厚度一般60-100mm，腰梁部位应挂线找平，以便后续安装的槽钢与喷射砼支护面板均匀接触。
槽钢每段长度一般6m或9m，安装槽钢前，现场测量锚杆位置尺寸，在槽钢上现场打孔（车床或气焊打孔）以便穿锚杆外露段进行安装，对端部进行打孔，以进行各段槽钢的连接。
承压钢板I、承压钢板II、无缝钢管均事先切割好，打孔准备好，锚具及夹片准备好，其中一次性腰梁采用一次性锚具，需拆卸周转的腰梁使用可拆卸锚具。
人工抬起一段槽钢穿锚索安装放置于托筋之上，依次在锚杆孔位安装承压钢板I、无缝钢管、注意无缝钢管斜边朝向槽钢，短边朝上，然后安装承压钢板II，将承压钢板II以外的锚杆体套管割除，安装锚具及夹片固定。
安装下一段槽钢腰梁，并通过连接板、固定螺栓，与前一段槽钢进行上下拼接固定。
对支护面板进行洒水养护，一般不少于7昼夜。
当支护面板强度达到张拉能够承受的荷载以后，可依次套入限位板、千斤顶、工具锚及夹片，使用油压千斤顶进行锚杆的预应力张拉并锁定。
开挖下一层，重复以上工序，直至基坑底部或边坡底部。
对于临时性基坑或边坡，回填时分层进行，回填一层拆除一层，重复利用。拆除方法简单，将可拆卸锚具的螺帽拧下来，抽出螺栓。即可拆卸掉锚具，钢腰梁构件即可全部拆卸。
对于永久性边坡，安装之前或之后应对所有构件涂刷防锈层，以后使用运行期间定期维护。
本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种单拼槽钢锚杆腰梁结构 ，其特征在于：包括作为钢腰梁的主体槽钢、承压钢板I、一端斜边设置的无缝钢管、承压钢板II、锚具、锚杆及夹具；
当钢腰梁不拆卸时，锚具采用常规的一次性锚具；一次性锚具包括一次性锚座，在一次性锚座上通透设置有锥度孔，在锥度孔中安装有夹具；夹具包括若干花瓣式的夹片；若干夹片抱合锚杆形成锥套结构；
当钢腰梁要拆卸重复利用时，锚具采用可拆卸式锚具；可拆卸式锚具包括可拆卸锚座件，可拆卸锚座件包括母锚座，在母锚座两侧设置有公锚座；母锚座与公锚座咬合设置；母锚座的半锥孔与公锚座的半锥孔抱合形成锥度孔；在锥度孔中安装有夹具；夹具包括若干花瓣式的夹片；若干夹片抱合锚杆形成锥套结构；
母锚座与公锚座通过连接螺栓螺母组件连接为一体；
其配套有锚杆机或钻机，在基坑侧壁或边坡岩土体的支护面板或桩处设置钻孔；在钻孔中设置锚杆并注浆，形成锚杆支撑；在基坑侧壁或边坡岩土侧壁上设置有喷射砼找平层，喷射砼找平层采用喷射混凝土对在腰梁范围的一层锚杆连接线部位找平形成。
2.根据权利要求1所述的单拼槽钢锚杆腰梁结构 ，其特征在于：在主体槽钢上配干有与锚杆对应的通孔，并对通孔去刺；在锚杆上依次安装主体槽钢、承压钢板I、无缝钢管、承压钢板II、锚具及夹具；主体槽钢凹面背向基坑侧壁或边坡面；无缝钢管的斜面倾角与锚杆倾斜角度对应，从而保证承压钢板II与锚杆垂直。
3.根据权利要求1所述的单拼槽钢锚杆腰梁结构 ，其特征在于：锚杆端头外露于夹具，配套有千斤顶，千斤顶牵拉锚杆端头进行预应力张拉锁定；
相邻的主体槽钢之间具有接缝部，在接缝部设置有L型的连接板，连接板扣在主体槽钢的侧帮处，并通过固定螺栓与主体槽钢侧帮连接；
在支护面板或桩上设置有位于主体槽钢下方的托筋，以托举主体槽钢。
4.根据权利要求1所述的单拼槽钢锚杆腰梁结构 ，其特征在于：在无缝钢管的填充腔中注浆；
主体槽钢采用18#-28#热轧槽钢，牌号Q215-Q235，承压钢板I和承压钢板II均为热轧钢板，承压钢板I的边长a取值范围150-300mm，且等于或小于槽钢的槽内平直段高度，承压钢板II的边长应大于无缝钢管外径R不少于20mm，钢板厚度b选择范围在10-30mm内，牌号Q235-Q345；槽钢及承压钢板打设的孔眼尺寸r以能顺利通过锚杆体的外露段为准；
无缝钢管采用牌号10-45#钢，直径R根据锚杆体外径及槽钢型号选择，范围为140-203mm，壁厚t根据锚杆设计轴力进行验算，t不小于5mm，一端切口垂直于钢管轴线，另一端为斜切口，倾角θ与锚杆与水平面的倾角大小一致，无缝钢管长度以承压钢板II在主体槽钢腿以外为准，短边长度范围为60-100mm；
托筋直径d范围为25-28mm，钻孔深度取值不少于10d，孔内采用快用水泥或植筋胶锚固，外露以超过预计的主体槽钢的槽钢腿为准；
连接板采用热轧钢板，牌号选择范围为Q235-Q345，长度L范围为250-400mm，宽度c与主体槽钢的槽钢腿宽相同，连接板板厚f及限位凸起厚度e不小槽钢腿部厚度，选择范围取12-15mm；
锚具材质采用45#铸钢；
在主体槽钢与侧壁或边坡接触部位有平整的防护面板或桩。
5.一种单拼槽钢锚杆腰梁施工方法，其特征在于：借助于单拼槽钢锚杆腰梁结构；包括以下方法；
S1，制作腰梁结构各部件，主体槽钢根据边坡稳定性、锚杆设计轴力情况，采用18#-28#热轧槽钢，牌号Q215-Q235，承压钢板I和承压钢板II均为热轧钢板，承压钢板I的边长a取值范围150-300mm，且等于或小于槽钢的槽内平直段高度，承压钢板II的边长应大于无缝钢管外径R不少于20mm，钢板厚度b根据锚杆设计轴力大小进行验算，选择范围在10-30mm内，牌号Q235-Q345；槽钢及承压钢板打设的孔眼尺寸r以能顺利通过锚杆体的外露段为准；
无缝钢管采用牌号10-45#钢，直径R根据锚杆体外径及槽钢型号选择，范围为140-203mm，壁厚t根据锚杆设计轴力进行验算，t不小于5mm，一端切口垂直于钢管轴线，另一端为斜切口，倾角θ与锚杆与水平面的倾角大小一致，无缝钢管长度以承压钢板II在主体槽钢腿以外为准，短边长度范围为60-100mm；
托筋直径d范围为25-28mm，钻孔深度取值不少于10d，孔内采用快用水泥或植筋胶锚固，外露以超过预计的主体槽钢的槽钢腿为准；
连接板采用热轧钢板，牌号选择范围为Q235-Q345，长度L范围为250-400mm，宽度c与主体槽钢的槽钢腿宽相同，连接板板厚f及限位凸起厚度e不小槽钢腿部厚度，选择范围取12-15mm；
锚具材质采用45#铸钢；
在主体槽钢与侧壁或边坡接触部位有平整的防护面板或桩；
S2，对单拼槽钢锚杆腰梁结构进行验算；
S2.1、无缝钢管壁厚验算：锚杆设计轴力/无缝钢管截面积S<已知的无缝钢材质的抗压强度，通过该验算公式确定无缝钢管壁厚；
S2.2、承压钢板I尺寸及厚度验算：
无缝钢管作用于承压钢板I上的均布荷载q2=锚杆设计轴力/无缝钢管斜边截面积Sx，
S2.3、基坑侧壁或边坡通过槽钢作用于承压钢板I上的均布荷载
q1=锚杆设计轴力/（承压钢板I边长a的平方-孔洞面积πr2），,以无缝钢管斜边管壁中心作为支点，根据结构力学方法计算弯矩及建立，确定相应的承压钢板I的尺寸及板厚；
S3，主体槽钢型号的选择，在确定承压钢板I的尺寸后，根据槽钢槽内平直段高度要大于承压钢板I的边长到达设定阈值的要求，确定槽钢型号。
S4，承压钢板II尺寸及厚度验算：
当锚具直径大于等于无缝钢管内径时，承压钢板II只承受压应力，起到将锚具荷载传递给无缝钢管的作用，其只需按构造要求选择尺寸及厚度即可，即边长a不小于无缝钢管外径R+20mm，厚度不小于10mm；
当锚具直径小于无缝钢管内径时，锚具作用于承压钢板II上的荷载
q4=锚杆设计轴力/（承压钢板II边长a的平方-孔洞面积πr2）；
S5，无缝钢管作用于承压钢板II上的荷载q3=锚杆设计轴力/无缝钢管直边截面积Sz，
以无缝钢管直边管壁中心作为支点，根据结构力学方法计算弯矩及剪力，确定相应的承压钢板II的尺寸及板厚；
S6，基坑侧壁或边坡开挖一层，坡面尽量平整；
如果采用爆破开挖时，侧壁或边坡面采用光面爆破技术；
开挖标高至设计锚杆位置以下30-80cm。
6.根据权利要求5所述的单拼槽钢锚杆腰梁施工方法，其特征在于：S7，首先，锚杆孔位测量定位；然后，在锚杆钻机就位钻孔，达到设计深度后，安装锚杆体，注浆饱满，锚杆杆体外露设定长度，设定长度=槽钢厚度+承压钢板I厚度+无缝钢管高度+承压钢板II厚度+锚具厚度+张拉预留长度；其次，锚杆杆体自由段与外露预留长度均设外套软管进行隔离，避免与浆体胶结；再次，在紧贴主体槽钢腰梁位置之下，在主体槽钢侧壁上钻孔安装托筋，托筋直径d为25-28mm，钻孔深度不少于10d，孔内采用快用水泥或植筋胶锚固，外露尺寸以超过预计的槽钢腿为准；
S8，对基坑侧壁或边坡采用挂网喷射混凝土防护，钢筋网片直径取值范围为4-8mm，网格尺寸范围为150mm-300mm,喷射混凝土厚度尺寸范围为60-100mm，腰梁部位通过挂线找平，喷射混凝土掺加早强剂，以提高早期强度；
S9，首先，对每段主体槽钢长度标准化为6m或9m；然后，在安装槽钢前，现场测量锚杆位置尺寸，在槽钢上现场打孔以便穿锚杆外露段进行安装；其次，对主体槽钢的端部进行打孔，以进行各段槽钢的连接；
S10，首先，预制并备齐承压钢板I、承压钢板II、无缝钢管，锚具及夹片；然后，人工抬起一段槽钢穿锚杆安装放置于托筋之上，依次在锚杆孔位安装承压钢板I、无缝钢管，其中，无缝钢管斜边朝向槽钢，短边朝上；其次，安装承压钢板II，将承压钢板II以外的锚杆体套管割除，安装锚具及夹片固定；
S11，安装下一段槽钢腰梁，并通过连接板、固定螺栓，与前一段槽钢进行上下拼接固定；
S12，对支护面板进行洒水养护；
S13，当支护面板强度达到张拉能够承受的荷载以后，依次套入限位板、千斤顶、工具锚及夹片，使用油压千斤顶进行锚杆的预应力张拉并锁定；
S14，开挖下一层，重复以上工序，直至基坑底部或边坡底部；
S15，对于临时性基坑或边坡，回填时分层进行，回填一层拆除一层，重复利用，将可拆卸锚具的螺帽拧下来，抽出螺栓；
对于永久性边坡，安装之前或之后应对所有构件涂刷防锈层，以后使用运行期间定期维护。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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