CN113622439A - 一种组合式柔性支护结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式柔性支护结构，包括钢筋网框、柔性锚索和混凝土，钢筋网框与柔性锚索、混凝土相连；柔性锚索包括绳索、端部骨架、活动套筒，第一抵抗板和第二抵抗板，绳索上嵌套有活动套筒，端部骨架的两端分别与第一抵抗板、第二抵抗板相连，第一抵抗板、第二抵抗板均与绳索相连；混凝土设置在绳索、钢筋网框上。本发明还公开了一种组合式柔性支护结构的施工方法。本发明锚固效果好，抗剪能力好，不容易拔出脱落，养护成本较低；钢筋网框结构单元的体积较小，重量较轻，运输便捷，便于根据实际使用需求组装；柔性锚索采用预制构件，施工方便高效，支护组合方式灵活多变；组合式柔性支护结构锚固力提高，有效保护表层岩土体的稳定。
Description
技术领域
本发明属于支护结构及施工方法，具体为一种组合式柔性支护结构及其施工方法。
背景技术
支护结构是将岩土体与围护体加固再一起，提高围岩的稳定性。广泛应用在地下工程、基坑工程、边坡工程中，防止变形和坍塌问题。随着国家建设的发展，然而在一些工程中，普通的锚杆支护结构已经不能满足工程安全的需要。所以针对目前工程中的岩土体边坡的移动导致的支护结构失效，包括锚杆被拉断或者锚杆尾端的边坡表面滑落掉层等。研究出一种组合式的柔性支护结构。现有锚杆的研究已经远远落后于工程实践，制约了支护技术的发展。
申请号为201721369195.2的中国专利公开了一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆。虽然很好的解决了锚杆容易折损、容易发生剪切破坏等问题。但是没有考虑道锚杆尾端的边坡表面的岩土体的稳定性，可能会发生表层土体塌落等问题。
申请号201810346507.0的中国专利发明了一种预制快装型格构梁体系及其施工方法，提出相邻模块由混凝土制作，且端部预留钢筋露出，搭接采用混凝土浇筑段连接，虽然装配速度快，但是混凝土构件自重大，且搭接部位的钢筋无法保证施工质量。
总的来说，现有锚杆在运输时注意事项也较多，不容易运输，而且养护成本较高；抗剪能力一般，有待进一步提高，且容易拔出脱落，锚固失效。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种灵活多变、锚固效果好的组合式柔性支护结构，本发明的另一目的是提供一种运输方便、养护成本低的组合式柔性支护结构的施工方法。
技术方案：本发明所述的一种组合式柔性支护结构，包括钢筋网框、柔性锚索和混凝土，钢筋网框与柔性锚索、混凝土相连；柔性锚索包括绳索、端部骨架、活动套筒、第一抵抗板和第二抵抗板，绳索上嵌套有活动套筒，端部骨架的两端分别与第一抵抗板、第二抵抗板相连，第一抵抗板、第二抵抗板均与绳索相连；混凝土设置在绳索、钢筋网框上。
进一步地，端部骨架包括上支架、下支架和螺栓，上支架与下支架通过螺栓相连。绳索与活动套筒通过混凝土固连。绳索与第一抵抗板活动连接，与第二抵抗板固定连接。
进一步地，钢筋网框包括互相交叉的杆体，杆体的一端设置预制接口一，另一端设置预制接口二，预制接口一、预制接口二相匹配。杆体包括覆盖层和芯层，覆盖层由钢材制成，芯层由聚丙烯纤维制成。预制接口一由外向内依次包括凸环、挡板一和橡胶垫，挡板一沿杆体周向间隔设置；预制接口二包括由外向内依次包括挡板二、过渡段和螺纹，挡板二沿杆体周向间隔设置。凸环与螺纹相匹配，橡胶垫与过渡段相连，挡板一与挡板二能够互相嵌套，挡板二的弧长略小于相邻挡板一的间距，确保端部相互连接，旋转后咬合提供拉力。
上述组合式柔性支护结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，清理边坡，钻孔；
步骤二，根据边坡滑移深度值，确定活动套筒的数量，将绳索连接在第一抵抗板、第二抵抗板上，将端部骨架与第一抵抗板、第二抵抗板相连，套进绳索，安装活动套筒，确保多个活动套筒在距离边坡表面较近的位置；
步骤三，放入钻孔，对绳索施加拉力，端部骨架被撑开，能够提供阻力，促使上支架、下支架撑开，增加锚杆尾端与注浆体的接触面积；
步骤四，将钢筋网框与柔性锚索相连；根据边坡面积确定钢筋网框的用量，通过预制接口一、预制接口二相互连接，不仅运输方便，施工高效。
步骤五，采用湿拌法拌混合料，通过压降泵的压缩空气进行混凝土喷灌。
进一步地，活动套筒的数量根据公式x＝(L-b)/a-4得到，其中，L为边坡滑移深度值，x为活动套筒的数量，a为活动套筒的长度，b为端部骨架未撑开时的最长直线长度。上支架、下支架的长度为2a。
工作原理：柔性锚索打进边坡中，施加拉力致端部骨架撑开后注浆，增加锚索端部与土体的接触面积；安装钢筋网框与柔性锚索连接，边坡表面喷射混凝土，将互相连接的钢筋网框浇筑成整体，能够很好的起到护坡作用。。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：锚固效果好，抗剪能力好，不容易拔出脱落，养护成本较低；钢筋网框结构单元的体积较小，重量较轻，运输便捷，便于根据实际使用需求组装；柔性锚索采用预制构件，施工方便高效，支护组合方式灵活多变；钢筋网框和柔性锚索的组合式柔性支护结构锚固力提高，有效保护表层岩土体的稳定；柔性锚索的端部设置端部骨架，有利于增大锚固面积，增大抗拔力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明钢筋网框1的俯视图；
图3是本发明杆体11的剖视图；
图4是本发明预制接口一12的结构示意图；
图5是本发明预制接口二13的结构示意图；
图6是本发明柔性锚索2的结构示意图；
图7是本发明A处的局部放大图。
具体实施方式
如图1，组合式柔性支护结构，主要由钢筋网框1、柔性锚索2和混凝土3组成。柔性锚索2插入边坡，与钢筋网框1固定连接后，再喷射混凝土3，混凝土3喷射至柔性锚索2的中空和钢筋网框1的上表面都有。钢筋网框1铺在边坡表层，支护不同坡体时可以灵活组装支护面积。
如图2～3，钢筋网框1为预制构件，由若干互相交叉的杆体11组成，杆体11彼此互相垂直，交叉点处与柔性锚索2固定连接。杆体11包括覆盖层111和芯层112，覆盖层111由钢材制成，芯层112由高强度聚丙烯纤维制成，相比纯钢筋网框1，能够减轻重量。钢筋网框1的尺寸为2m×2m，运输及施工时，单人即可操作。杆体11的一端末梢设有预制接口一12，另一端末梢设有预制接口二13，预制接口一12、预制接口二13相匹配，能够旋转固定连接。
如图4，预制接口一12由外向内依次包括凸环121、挡板一122和橡胶垫123，挡板一122沿杆体11周向间隔设置。如图5，预制接口二13包括由外向内依次包括挡板二131、过渡段132和螺纹133，挡板二131沿杆体11周向间隔设置。凸环121与螺纹133相匹配，搭接时直接通过接头旋转凸环121与螺纹133，固定于末梢上。橡胶垫123与过渡段132相连，挡板一122与挡板二131能够互相嵌套，挡板二131的弧长略小于相邻挡板一122的间距，挡板一122的宽度略小于相邻挡板二131的间距，旋转后咬合提供拉力。
如图6～7，柔性锚索2包括绳索21、端部骨架22、活动套筒23、第一抵抗板24和第二抵抗板25，绳索21上嵌套有活动套筒23，端部骨架22的两端分别与第一抵抗板24、第二抵抗板25相连，第一抵抗板24、第二抵抗板25均与绳索21相连；混凝土3设置在绳索21、钢筋网框1上。端部骨架22包括上支架221、下支架222和螺栓223，上支架221与下支架222通过螺栓223相连。绳索21与活动套筒23通过混凝土3固连。绳索21与第一抵抗板24活动连接，与第二抵抗板25固定连接。
本实施例的组合式柔性支护结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，清理边坡，钻孔；
步骤二，根据边坡滑移深度值，确定活动套筒23的数量，将上支架221和下支架222通过螺栓223相互连接后，将绳索21连接在第一抵抗板24、第二抵抗板25上，将端部骨架22与第一抵抗板24、第二抵抗板25相连，套进绳索21，安装活动套筒23，确保多个活动套筒23在距离边坡表面较近的位置；
步骤三，放入钻孔，对绳索21施加拉力，端部骨架22被撑开，能够提供阻力，促使上支架221、下支架222撑开，增加锚杆尾端与注浆体的接触面积；
步骤四，将钢筋网框1与柔性锚索2相连；根据边坡面积确定钢筋网框1的用量，通过预制接口一12、预制接口二13相互连接，不仅运输方便，施工高效。
步骤五，采用湿拌法拌混合料，通过压降泵的压缩空气进行混凝土3喷灌。
有限元软件确定边坡滑移面位置，计算出边坡滑移深度值L。活动套筒23的数量根据公式x＝(L-b)/a-4得到，其中，L为边坡滑移深度值，x为活动套筒23的数量，a为活动套筒23的长度，b为端部骨架22未撑开时的最长直线长度。上支架221、下支架222的长度为2a。其中a可取值200mm，b可取值30mm，但不限于此值，满足上式即可。
Claims (10)
1.一种组合式柔性支护结构，其特征在于：包括钢筋网框(1)、柔性锚索(2)和混凝土(3)，所述钢筋网框(1)与柔性锚索(2)、混凝土(3)相连；所述柔性锚索(2)包括绳索(21)、端部骨架(22)、活动套筒(23)、第一抵抗板(24)和第二抵抗板(25)，所述绳索(21)上嵌套有活动套筒(23)，所述端部骨架(22)的两端分别与第一抵抗板(24)、第二抵抗板(25)相连，所述第一抵抗板(24)、第二抵抗板(25)均与绳索(21)相连；所述混凝土(3)设置在绳索(21)、钢筋网框(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种组合式柔性支护结构，其特征在于：所述端部骨架(22)包括上支架(221)、下支架(222)和螺栓(223)，所述上支架(221)与下支架(222)通过螺栓(223)相连。
3.根据权利要求1所述的一种组合式柔性支护结构，其特征在于：所述绳索(21)与活动套筒(23)通过混凝土(3)固连。
4.根据权利要求1所述的一种组合式柔性支护结构，其特征在于：所述绳索(21)与第一抵抗板(24)活动连接，与第二抵抗板(25)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种组合式柔性支护结构，其特征在于：所述钢筋网框(1)包括互相交叉的杆体(11)，所述杆体(11)的一端设置预制接口一(12)，另一端设置预制接口二(13)，所述预制接口一(12)、预制接口二(13)相匹配。
6.根据权利要求5所述的一种组合式柔性支护结构，其特征在于：所述杆体(11)包括覆盖层(111)和芯层(112)，所述覆盖层(111)由钢材制成，所述芯层(112)由聚丙烯纤维制成。
7.根据权利要求5所述的一种组合式柔性支护结构，其特征在于：所述预制接口一(12)由外向内依次包括凸环(121)、挡板一(122)和橡胶垫(123)，所述挡板一(122)沿杆体(11)周向间隔设置；预制接口二(13)包括由外向内依次包括挡板二(131)、过渡段(132)和螺纹(133)，所述挡板二(131)沿杆体(11)周向间隔设置。
8.根据权利要求7所述的一种组合式柔性支护结构，其特征在于：所述凸环(121)与螺纹(133)相匹配，所述橡胶垫(123)与过渡段(132)相连，所述挡板一(122)与挡板二(131)能够互相嵌套，所述挡板二(131)的弧长略小于相邻挡板一(122)的间距。
9.根据权利要求1～8任一所述的一种组合式柔性支护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，清理边坡，钻孔；
步骤二，根据边坡滑移深度值，确定活动套筒(23)的数量，将绳索(21)连接在第一抵抗板(24)、第二抵抗板(25)上，将端部骨架(22)与第一抵抗板(24)、第二抵抗板(25)相连，套进绳索(21)，安装活动套筒(23)；
步骤三，放入钻孔，对绳索(21)施加拉力，端部骨架(22)被撑开；
步骤四，将钢筋网框(1)与柔性锚索(2)相连；
步骤五，通过压降泵的压缩空气进行混凝土(3)喷灌。
10.根据权利要求9所述的一种组合式柔性支护结构的施工方法，其特征在于：所述活动套筒(23)的数量根据公式x＝(L-b)/a-4得到，其中，L为边坡滑移深度值，x为活动套筒(23)的数量，a为活动套筒(23)的长度，b为端部骨架(22)未撑开时的最长直线长度。
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