CN114059532B - 承压扩体囊式锚固结构以及软土地质的锚固方法 - Google Patents

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CN114059532B CN202111269224.9A CN202111269224A CN114059532B CN 114059532 B CN114059532 B CN 114059532B CN 202111269224 A CN202111269224 A CN 202111269224A CN 114059532 B CN114059532 B CN 114059532B
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Abstract

本发明公开了承压扩体囊式锚固结构以及软土地质的锚固方法，解决了现有技术中承压扩体囊式锚索对软土地质地层进行锚固时存在的张拉达不到设计值、后期应力易损失的技术问题。承压扩体囊式锚固结构，包括钻孔以及设于钻孔内的囊式锚索和填充结构；囊式锚索包括至少两个钢绞线、对钢绞线头部进行固定的锚头和对钢绞线尾部进行固定的锚具；囊式锚索还包括沿锚索的轴向依次设置的第一锚固组件、第二锚固组件和第三锚固组件；钻孔包括沿锚索的轴向依次设置的第一孔体、第二孔体和第三孔体；所述第三孔体的直径大于所述第二孔体和第一孔体的直径；填充结构包括第一锚固体和第二锚固体；第二锚固体的强度大于第一锚固体的强度。

Description

承压扩体囊式锚固结构以及软土地质的锚固方法
技术领域
本发明涉及软土地质锚固的技术领域，具体而言，涉及承压扩体囊式锚固结构以及软土地质的锚固方法。
背景技术
承压扩体囊式锚索是近年来新兴的一种锚索形式，主要应用于基坑支护或工程抗浮领域。承压扩体囊式锚索通过扩大头锚固段锚入持力层，其优点为锚固段可不锚入岩层，较普通锚索节约了锚索长度，且其承拉能力远大于普通锚索。但在对软土地质土层进行锚固时，常常出现张拉达不到设计值、后期应力易损失等缺点。
发明内容
本发明的主要目的在于提供用于软土地质的承压扩体囊式锚索、用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构以及软土地质的锚固方法，以解决现有技术中承压扩体囊式锚索对软土地质地层进行锚固时存在的张拉达不到设计值、后期应力易损失的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了用于软土地质的承压扩体囊式锚索。技术方案如下：
用于软土地质的承压扩体囊式锚索，包括至少两个钢绞线、对钢绞线头部进行固定的锚头和对钢绞线尾部进行固定的锚具；囊式锚索还包括沿锚索的轴向依次设置的第一锚固组件、第二锚固组件和第三锚固组件；所述第一锚固组件包括间隔排列于钢绞线上的第一架线环以及与钢绞线配合的套管；所述第二锚固组件包括间隔排列于钢绞线上的紧箍环和第二架线环，所述紧箍环捆扎固定钢绞线从而使所述至少两个钢绞线不相平行；所述第三锚固组件包括设于钢绞线外部的承压囊结构。
进一步地是，囊式锚索包括四个钢绞线。
进一步地是，所述第二锚固组件的长度大于第三锚固组件的长度。
进一步地是，所述第一架线环包括第一环体以及位于第一环体外侧的第一缺口，所述第一缺口与套管适配。
进一步地是，所述第二架线环包括第二环体以及位于第二环体外侧的第二缺口，所述第二缺口与钢绞线适配。
进一步地是，相邻两个第一架线环的间距为1500～2500mm；相邻两个第二架线环的间距为500～1500mm。
进一步地是，所述紧箍环由铁丝紧密绕制而成；所述紧箍环位于相邻两个第二架线环之间的中部。
进一步地是，所述承压囊结构包括第一穿线环、第二穿线环和囊体，第一穿线环与钢绞线焊接，第二穿线环与锚头焊接，囊体两端分别与第一穿线环和第二穿线环压接。
进一步地是，囊式锚索还包括注浆组件，所述注浆组件包括居中放置于锚索内的囊内注浆管和囊外注浆管。
进一步地是，所述囊内注浆管的出口端与囊体头部的间距为囊体长度的0.25～0.35倍；所述囊外注浆管的出口端与囊体尾部的间距为100～200mm。
为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构。技术方案如下：
用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构，包括钻孔以及设于钻孔内的囊式锚索和填充结构；囊式锚索包括至少两个钢绞线、对钢绞线头部进行固定的锚头和对钢绞线尾部进行固定的锚具；囊式锚索还包括沿锚索的轴向依次设置的第一锚固组件、第二锚固组件和第三锚固组件；其中，所述第一锚固组件包括间隔排列于钢绞线上的第一架线环以及与钢绞线配合的套管；所述第二锚固组件包括间隔排列于钢绞线上的紧箍环和第二架线环，所述紧箍环捆扎固定钢绞线从而使所述至少两个钢绞线不相平行；所述第三锚固组件包括设于钢绞线外部的承压囊结构；钻孔包括沿锚索的轴向依次设置的第一孔体、第二孔体和第三孔体；其中，所述第一孔体与所述第一锚固组件配合；所述第二孔体与部分第二锚固组件配合；所述第三孔体与剩余部分的第二锚固组件以及第三锚固组件配合，所述第三孔体的直径大于所述第二孔体和第一孔体的直径；填充结构包括第一锚固体和第二锚固体；其中，所述第一锚固体填充于第二孔体以及填充于第三孔体中第三锚固组件的外部；所述第二锚固体填充于第三孔体中第三锚固组件的内部；第二锚固体的强度大于第一锚固体的强度。
进一步地是，相邻两个第一架线环的间距为1500～2500mm；相邻两个第二架线环的间距为500～1500mm。
进一步地是，所述紧箍环由铁丝紧密绕制而成；所述紧箍环位于相邻两个第二架线环之间的中部。
进一步地是，所述承压囊结构包括第一穿线环、第二穿线环和囊体，第一穿线环与钢绞线焊接，第二穿线环与锚头焊接，囊体两端分别与第一穿线环和第二穿线环压接。
进一步地是，囊式锚索还包括注浆组件，所述注浆组件包括居中放置于锚索内的囊内注浆管和囊外注浆管。
进一步地是，所述第二锚固组件的长度大于第三锚固组件的长度；第二孔体和第三孔体的长度之和大于第一孔体的长度。
进一步地是，所述第三孔体的直径为500～700mm；所述第二孔体和第一孔体的直径为100～200mm。
进一步地是，囊式锚固结构还包括设于护壁桩与锚具之间的腰梁组件，所述腰梁组件包括梁体结构，所述梁体结构包括第一梁体和第二梁体，所述钢绞线穿过第一梁体和第二梁体之间后与锚具连接。
进一步地是，所述腰梁组件还包括：第一垫板，所述第一垫板设于梁体结构和护壁桩之间；加强筋，所述加强筋连接第一梁体和第二梁体；第二垫板，所述第二垫板设于梁体结构和锚具之间。
为了实现上述目的，根据本发明的第三个方面，提供了软土地质的锚固方法。技术方案如下：
软土地质的锚固方法，采用第一方面所述的用于软土地质的承压扩体囊式锚索或采用第二方面所述的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构。
可见，本发明的承压扩体囊式锚索以及承压扩体囊式锚固结构的结构简单，部件均能在现场快速组装，注浆后能够高效地对软土地质地层进行锚固，使用时能够显著简化软土地质的锚固工艺，并且锚固后的张拉力强，后期应力不易损失，能够长期维持优异的锚固效果，非常适合于对软土地质地层进行锚固，具有极强的实用性。
下面结合附图和具体实施方式对本说明书提供的发明创造的实施例做进一步的说明.本说明书提供的发明创造的实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本说明书提供的发明创造的实施例的实践了解到。
附图说明
构成本说明书提供的发明创造的实施例的一部分的附图用来辅助对本说明书提供的发明创造的实施例的理解，附图中所提供的内容及其在本说明书提供的发明创造的实施例中有关的说明可用于解释本说明书提供的发明创造的实施例，但不构成对本说明书提供的发明创造的实施例的不当限定。在附图中：
图1为本发明的用于软土地质的承压扩体囊式锚索的实施例的结构示意图。
图2为图1中的A1-A1向剖视图。
图3为图1中的B1-B1向剖视图。
图4为图1中的C1-C1向剖视图。
图5为图1中的D1-D1向剖视图。
图6为本发明的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构的实施例的结构示意图。
图7为图6中的A2-A2向剖视图。
图8为图6中的B2-B2向剖视图。
图9为图6中的C2-C2向剖视图。
图10为图6中的D2-D2向剖视图。
图11为图6中的E-E向剖视图。
图12为本发明的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构中腰梁组件的实施例的侧视图。
图13为本发明的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构中腰梁组件的实施例的正视图。
上述附图中的有关标记为：
110-钢绞线，120-锚头，130-锚具，210-第一架线环，220-套管，310-第二架线环，320-紧箍环，410-第一穿线环，420-第二穿线环，430-囊体，510-囊内注浆管，530-囊外注浆管，610-第一孔体，620-第二孔体，630-第三孔体，710-第一锚固体，720-第二锚固体，810-护壁桩，821-第一梁体，822-第二梁体，830-第一垫板，840-第二垫板，850-加强筋。
具体实施方式
下面结合附图对本说明书提供的发明创造的实施例进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本说明书提供的发明创造的实施例。在结合附图对本说明书提供的发明创造的实施例进行说明前，需要特别指出的是：
本说明书提供的发明创造的实施例中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案、技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案、技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本说明书提供的发明创造的实施例的实施例通常仅是本说明书提供的发明创造的实施例的一分部实施例而不是全部实施例，因此，基于本说明书提供的发明创造的实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书提供的发明创造的实施例保护的范围。
关于本说明书提供的发明创造的实施例中术语和单位：本说明书提供的发明创造的实施例的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。此外，本说明书提供的发明创造的实施例中的其他相关术语和单位，均可基于本说明书提供的发明创造的实施例相关内容得到合理的解释。
图1为本发明的用于软土地质的承压扩体囊式锚索的实施例的结构示意图。图2为图1中的A1-A1向剖视图。图3为图1中的B1-B1向剖视图。图4为图1中的C1-C1向剖视图。图5为图1中的D1-D1向剖视图。
如图1-5所示，用于软土地质的承压扩体囊式锚索，包括四个钢绞线110、对钢绞线110头部进行固定的锚头120、对钢绞线110尾部进行固定的锚具130、注浆组件以及沿锚索的轴向依次设置的第一锚固组件、第二锚固组件和第三锚固组件。
所述第一锚固组件包括间隔排列于钢绞线110上的第一架线环210以及与钢绞线110配合的套管220；所述第一架线环210包括第一环体以及位于第一环体外侧的第一缺口，所述第一缺口与套管220适配；相邻两个第一架线环210的间距为1500～2500mm，在第一架线环210的作用下，四个钢绞线110平行设置；通过设置套管220，可以避免第一锚固组件固定处的钢绞线110与水泥浆体结合，确保预应力的施加；套管220优选采用PVC或钢质的波纹管，套管220内涂有黄油，便于钢绞线110穿过。
所述第二锚固组件包括间隔排列于钢绞线110上的紧箍环320和第二架线环310；所述第二架线环310包括第二环体以及位于第二环体外侧的第二缺口，所述第二缺口与钢绞线110适配；所述紧箍环320由铁丝紧密绕制而成，所述紧箍环320捆扎固定钢绞线110从而使所述至少两个钢绞线110不相平行；由此，弯曲布置的钢绞线110可以显著提升钢绞线110与水泥浆体结合后的张拉力，延缓应力损失；当相邻两个第二架线环310的间距为500～1500mm，并且所述紧箍环320位于相邻两个第二架线环310之间的中部时，钢绞线110与水泥浆体结合后的锚固效果最佳。
所述第三锚固组件包括设于钢绞线110外部的承压囊结构；所述承压囊结构包括第一穿线环410、第二穿线环420和囊体430，第一穿线环410与钢绞线110焊接，第二穿线环420与锚头120焊接，囊体430两端分别与第一穿线环410和第二穿线环420压接；囊体430内的四个钢绞线110平行设置；囊体430采用2mm厚的帆布或纤维复合布。
所述第二锚固组件的长度大于第三锚固组件的长度；由此，确保承压扩体囊式锚索使用后能够取得最佳的锚固效果。
所述注浆组件包括居中放置于锚索内的囊内注浆管510和囊外注浆管530；所述囊内注浆管510的出口端与囊体430头部的间距为囊体430长度的0.25～0.35倍，由此确保囊体430被充分地撑开；所述囊外注浆管530的出口端与囊体430尾部的间距为100～200mm，由此，防止对已注入的囊内浆体造成破坏；囊外注浆管530的出口端采用塑料胶带密封2～3层，防治囊式锚索插入钻孔以及囊内注浆时囊外注浆管530被堵塞，该塑料胶带可通过注浆压力冲破而不影响囊外注浆；先进行囊内注浆，待囊内浆体初凝后再进行囊外注浆；囊内注浆优选采用低压(0.2～0.3MPa)灌浆。
图6为本发明的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构的实施例的结构示意图。图7为图6中的A2-A2向剖视图。图8为图6中的B2-B2向剖视图。图9为图6中的C2-C2向剖视图。图10为图6中的D2-D2向剖视图。图11为图6中的E-E向剖视图。图12为本发明的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构中腰梁组件的实施例的侧视图。图13为本发明的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构中腰梁组件的实施例的正视图。
如图6-13所示，用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构包括钻孔、设于钻孔内的囊式锚索和填充结构以及腰梁组件；囊式锚索采用图1-5所示的用于软土地质的承压扩体囊式锚索。
钻孔包括沿锚索的轴向依次设置的第一孔体610、第二孔体620和第三孔体630；其中，所述第一孔体610与所述第一锚固组件配合；所述第二孔体620与部分第二锚固组件配合；所述第三孔体630与剩余部分的第二锚固组件以及第三锚固组件配合，所述第三孔体630的直径大于所述第二孔体620和第一孔体610的直径，所述第三孔体630的直径为500～700mm，所述第二孔体620和第一孔体610的直径为100～200mm。
所述第二锚固组件的长度大于第三锚固组件的长度，第二孔体620和第三孔体630的长度之和大于第一孔体610的长度；由此，确保承压扩体囊式锚固结构具有最佳的锚固效果。
填充结构包括第一锚固体710和第二锚固体720；其中，所述第一锚固体710填充于第二孔体620以及第三孔体630中第三锚固组件的外部；所述第二锚固体720填充于第三孔体630中第三锚固组件的内部；第一孔体610内部注浆；第二锚固体720的强度大于第一锚固体710的强度，第二锚固体720采用M30水泥砂浆，抗压强度≥30MPa，第一锚固体710采用素水泥浆，型号为P.O42.5R，R表示早强，P.O代表水泥的标号。
所述腰梁组件设于护壁桩810与锚具130之间，所述腰梁组件包括梁体结构、第一垫板830、加强筋850和第二垫板840，所述梁体结构包括第一梁体821和第二梁体822，所述钢绞线110穿过第一梁体821和第二梁体822之间后与锚具130连接，所述第一垫板830设于梁体结构和护壁桩810之间，所述加强筋850连接第一梁体821和第二梁体822，所述第二垫板840设于梁体结构和锚具130之间。
本发明的软土地质的锚固方法的实施例为采用图1-5所示的用于软土地质的承压扩体囊式锚索或采用图6-13所示的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构。
以上对本说明书提供的发明创造的实施例的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本说明书提供的发明创造的实施例。基于本说明书提供的发明创造的实施例的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他优选实施方式和实施例，都应当属于本说明书提供的发明创造的实施例保护的范围。

Claims (6)

1.用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构，包括钻孔以及设于钻孔内的囊式锚索和填充结构；囊式锚索包括至少两个钢绞线(110)、对钢绞线(110)头部进行固定的锚头(120)和对钢绞线(110)尾部进行固定的锚具(130)；其特征在于：
囊式锚索还包括沿锚索的轴向依次设置的第一锚固组件、第二锚固组件、第三锚固组件和注浆组件；其中，
所述第一锚固组件包括间隔排列于钢绞线(110)上的第一架线环(210)以及与钢绞线(110)配合的套管(220)；所述第一架线环(210)包括第一环体以及位于第一环体外侧的第一缺口，所述第一缺口与套管(220)适配；
所述第二锚固组件包括间隔排列于钢绞线(110)上的紧箍环(320)和第二架线环(310)，所述紧箍环(320)捆扎固定钢绞线(110)从而使所述至少两个钢绞线(110)不相平行；所述第二架线环(310)包括第二环体以及位于第二环体外侧的第二缺口，所述第二缺口与钢绞线(110)适配；
所述第三锚固组件包括设于钢绞线(110)外部的承压囊结构；所述承压囊结构包括第一穿线环(410)、第二穿线环(420)和囊体(430)，第一穿线环(410)与钢绞线(110)焊接，第二穿线环(420)与锚头(120)焊接，囊体(430)两端分别与第一穿线环(410)和第二穿线环(420)压接；
所述注浆组件包括居中放置于锚索内的囊内注浆管(510)和囊外注浆管(530)；所述囊内注浆管(510)的出口端与囊体(430)头部的间距为囊体(430)长度的0.25～0.35倍；所述囊外注浆管(530)的出口端与囊体(430)尾部的间距为100～200mm；
钻孔包括沿锚索的轴向依次设置的第一孔体(610)、第二孔体(620)和第三孔体(630)；其中，
所述第一孔体(610)与所述第一锚固组件配合；
所述第二孔体(620)与部分第二锚固组件配合；
所述第三孔体(630)与剩余部分的第二锚固组件以及第三锚固组件配合，所述第三孔体(630)的直径大于所述第二孔体(620)和第一孔体(610)的直径；
填充结构包括第一锚固体(710)和第二锚固体(720)；其中，
所述第一锚固体(710)填充于第二孔体(620)以及填充于第三孔体(630)中第三锚固组件的外部；
所述第二锚固体(720)填充于第三孔体(630)中第三锚固组件的内部；第二锚固体(720)的强度大于第一锚固体(710)的强度；
囊式锚固结构还包括设于护壁桩(810)与锚具(130)之间的腰梁组件，所述腰梁组件包括梁体结构，所述梁体结构包括第一梁体(821)和第二梁体(822)，所述钢绞线(110)穿过第一梁体(821)和第二梁体(822)之间后与锚具(130)连接；
所述腰梁组件还包括：
第一垫板(830)，所述第一垫板(830)设于梁体结构和护壁桩(810)之间；
加强筋(850)，所述加强筋(850)连接第一梁体(821)和第二梁体(822)；
第二垫板(840)，所述第二垫板(840)设于梁体结构和锚具(130)之间。
2.如权利要求1所述的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构，其特征在于：相邻两个第一架线环(210)的间距为1500～2500mm；相邻两个第二架线环(310)的间距为500～1500mm。
3.如权利要求1所述的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构，其特征在于：所述紧箍环(320)由铁丝紧密绕制而成；所述紧箍环(320)位于相邻两个第二架线环(310)之间的中部。
4.如权利要求1所述的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构，其特征在于：所述第二锚固组件的长度大于第三锚固组件的长度；第二孔体(620)和第三孔体(630)的长度之和大于第一孔体(610)的长度。
5.如权利要求1所述的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构，其特征在于：所述第三孔体(630)的直径为500～700mm；所述第二孔体(620)和第一孔体(610)的直径为100～200mm。
6.软土地质的锚固方法，其特征在于：采用权利要求1-5之一所述的用于软土地质的承压扩体囊式锚固结构。
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