CN114908749A - 一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法，包括根据施工位置处的土壤密实度确定预钻孔的尺寸；利用设备在螺旋锚的施工位置处按照预钻孔的尺寸进行钻孔，得到预钻引孔；将螺旋锚穿过引孔打入地下。本发明通过在螺旋锚施工前进行预钻引孔，减少了螺旋锚在土壤中的下行阻力，解决了螺旋锚在密实度较高的土质条件下施工困难的问题。

Description

一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法。

背景技术

螺旋锚基础作为一种原状土基础，能够充分利用原状岩土层的承载性能，具有重量轻、刚性好、运输施工方便、承载性能高等优点，而且施工过程简便，广泛被应用于岩土工程领域。螺旋锚基础主要应用于软土等强度、密实度较低的土质地基中，而在坚硬黏性土及较密实的粉土、砂土、碎石土中，螺旋锚基础存在经济性较差、施工装备功率大、应用范围窄、应用难度大等问题，严重制约了螺旋锚基础在不同土质条件下的推广应用。在密实度较高的土壤中，螺旋锚在旋拧过程中会产生因扭矩过大而无法拧入甚至变形、断掉等情况，应用难度大。

发明内容

为了解决螺旋锚在密实度较高的土壤中施工困难的问题，本发明提出了一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法，包括：

根据施工位置处的土壤密实度确定预钻孔的尺寸；

利用设备在螺旋锚的施工位置处按照所述预钻孔的尺寸进行钻孔，得到预钻引孔；

将所述螺旋锚穿过所述引孔打入地下。

优选的，所述根据施工位置处的土壤密实度确定预钻孔的尺寸，包括：

当施工位置处于中密实地区，所述引孔的直径等于所述螺旋锚的锚杆的直径，所述引孔的深度等于所述螺旋锚位于土层中的深度；

当施工位置处于高密实地区，所述引孔的直径等于所述锚杆直径与所述螺旋锚的锚叶的直径之和的一半；所述引孔的深度比所述螺旋锚位于地下的深度大所述螺旋锚位于地下深度的1/10～1/5。

优选的，还包括在所述螺栓锚施工前对所述引孔进行保护处理。

优选的，所述在所述螺栓锚施工前对所述引孔进行保护处理包括：在所述引孔中插入保护件或在所述引孔内灌注浆料。

优选的，所述保护件的形状包括圆柱或圆管。

优选的，所述圆柱的直径或所述圆管的外径等于所述引孔的直径，所述圆柱或所述圆管的长度等于所述引孔的深度。

优选的，所述保护件的一端连接有帽头，所述帽头位于所述引孔上方。

优选的，所述帽头的外形包括圆形，所述圆形的直径大于所述引孔的直径。

优选的，所述浆料包括泥浆。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法，包括根据施工位置处的土壤密实度确定预钻孔的尺寸；利用设备在螺旋锚的施工位置处按照预钻孔的尺寸进行钻孔，得到预钻引孔；将螺旋锚穿过引孔打入地下。引孔的尺寸根据土壤密实度、螺旋锚的尺寸和预定深度确定。本发明通过在螺旋锚施工前预钻引孔，减少了螺旋锚在土壤中的下行阻力，使得螺旋锚能够顺利施工，解决了螺旋锚在密实度较高的土质条件下施工困难的问题。

附图说明

图1为本发明提供的在螺旋锚施工前预钻引孔的示意图；

图2为本发明提供的在土层中预钻引孔后进行螺旋锚施工的示意图；

图3为本发明提供的螺旋锚拧入土层后的示意图；

图4为本发明实施例2提供的利用保护件保护引孔的示意图；

图5为本发明提供的螺旋锚的结构示意图；

图6为本发明提供的圆盘形锚片的结构示意图；

图7为本发明提供的渐开线形锚片的结构示意图；

图8为本发明提供的圆角方形锚片的结构示意图；

图9为本发明提供的单斜面锚头的结构示意图；

图10为本发明提供的双斜面锚头的结构示意图；

图11为本发明提供的四斜面锚头的结构示意图；

图12为本发明提供的钝圆椎锚头的结构示意图；

图13为螺旋锚现场旋拧的施工图。

图中：1、土层；2、引孔；3、锚杆；4、锚叶；5、锚头；6、保护件；7、帽头；8、锚杆外径；9、锚叶直径。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图对本发明的内容做进一步的说明。

实施例1：

本实施例提供一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法，包括：根据施工位置处的土壤密实度确定预钻孔的尺寸；利用设备在螺旋锚的施工位置处按照预钻孔的尺寸进行钻孔，得到预钻引孔；将螺旋锚穿过引孔打入地下。

如图5所示，螺旋锚包括锚杆3和锚叶4，锚杆3的顶部设有螺栓孔或法兰盘，用于与动力设备的连接。锚杆3的底部设有锚头5，便于向下打入土层1中。锚头5可以与锚杆3设计为一体式，也可以通过焊接、螺纹连接等固连在锚杆3的底部。锚杆3为空心或实心的杆状结构，可采用无缝钢管、钢筋等制成，在本实施例中，锚杆3由无缝钢管制成。锚叶4呈螺旋状，可通过焊接固连在锚杆3的中下部杆身上。锚叶4的数量可以为一个或多个，本实施例中锚叶4为2个。锚叶4可以根据实际需求设计为多种形状，例如圆盘形、渐开线形、圆角方形等，分别如图6、图7和图8所示。锚头5的形状根据受力情况可设计为不同的形式，例如单斜面、双斜面、四斜面、钝圆椎等，分别如图9、图10、图11和图12所示。为使螺旋锚获得较长的使用寿命，可分别对锚杆3和锚叶4进行防腐蚀处理，防腐措施例如涂防腐漆、涂润滑油、镀锌等。

如图13所示，为螺旋锚旋拧的施工图。螺旋锚基础施工时利用动力头等旋拧机具，将螺旋锚像螺丝钉一样拧入土层1中，利用锚叶4在土体中的旋转提供下压力，将锚杆3打入地下。螺旋锚施工无须像传统基础一样进行土方开挖，施工时主要靠动力头等旋拧机具将螺旋锚拧入土层中，锚杆3在下行过程中会产生挤土作用，因此螺旋锚在旋拧过程中势必会受到土壤的阻力，施工质量和进度很大程度上取决于土壤的密实度。当基础所在地土质较软时，锚杆3可以很轻易的将土体挤开，下行至一定深度，而在土壤密实度较高的地区，例如青海戈壁密实碎石土地区进行螺旋锚施工时，土壤的阻力可能会超过锚叶4旋转提供的下压力，这种情况下螺旋锚就会发生因扭矩过大而无法拧入甚至变形、断掉等情况，从而导致施工受阻，影响工程进度甚至无法施工。

如图1所示，该螺旋锚施工方法为，在螺旋锚基础定位完成后，未开始旋拧施工前，利用工程地质钻、气动钻机等设备预先在螺旋锚基础定位处预钻引孔2，目的是将螺旋锚下沉所需要的空间内原有的土壤清除，以减少螺旋锚在旋拧施工下旋的过程中受到的阻力。

预钻引孔2可以有效减少螺旋锚在旋拧施工下旋的过程中受到的阻力。引孔2的尺寸根据施工位置的土壤密实度确定。如果施工位置在中密实的地区，引孔2的直径宜选择与锚杆外径8相同，引孔2的深度为锚杆3打入地下的预设深度；如果施工位置在高密实地区，引孔2的直径宜选择为锚杆外径8与锚叶直径9之和的一半，为防止螺旋锚旋拧过程中的落土堵住引孔2底部的空间，引孔2的深度应大于锚杆3打入地下的预设深度，两者的差值依据锚杆3打入地下的预设深度而定，该差值的范围一般可选为锚杆3的预设深度的1/10～1/5，土壤密实度越高，引孔2的深度越深。

预钻引孔2的作用一是为了保证螺旋锚施工的顺利进行，二是作为螺旋锚旋拧下行的引导，因此引孔2需达到一定的质量要求，以便保证后期的螺旋锚施工顺利进行。引孔2的质量要求包括但不限于：引孔2的倾斜度误差不超过1°，引孔2的孔中心的定位误差不超过30mm，引孔2的深度误差不超过50mm。

如图2和图3所示，预钻引孔2后，进行螺旋锚的旋拧施工，按引孔2所确定的下行引导方向将锚杆3旋拧入土层1至预定深度，完成螺旋锚基础的施工。

该螺旋锚施工方法主要针对密实度较高土质条件下螺旋锚施工困难的问题，通过预钻引孔降低螺旋锚在土壤中的下行阻力，从而保证了螺旋锚施工的顺利进行。该技术方案对所需机具要求不高，引孔2可直接采用工程勘测所用的工程地质钻或石油钻机等现有的设备进行施工，可行性高。

实施例2：

本实施例提供的一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法，包括：根据施工位置处的土壤密实度确定预钻孔的尺寸；利用设备在螺旋锚的施工位置处按照预钻孔的尺寸进行钻孔，得到预钻引孔；在螺栓锚施工前对所述引孔进行保护处理；将螺旋锚穿过引孔打入地下。

由于现场施工安排和机械协调，在预钻引孔2结束后，螺旋锚基础施工前可能会有间歇，为了防止引孔2变形或坍塌，需要对引孔2进行保护处理。保护处理的方式包括但不限于以下两种：

1)在引孔2中插置保护件6。保护件6可选用圆柱或圆管形状的钢件或PVC件，在本实施例中，保护件6选用钢管，钢管的外径与引孔2的直径相同，钢管的长度等于或大于引孔2的深度。如图4所示，钢管的顶部还可连接有帽头7，防止钢管掉落以及便于钢管的吊装。帽头7的形状不限，可以为杆状，如方杆或圆杆，帽头7还可以是直径大于引孔2直径的圆盘形状。帽头7与钢管的连接方式可以为焊接、螺纹连接、过盈压装等。保护件6可通过吊装置于引孔2内，对引孔2进行保护，螺旋锚施工时，先将保护件6移除，再进行螺旋锚的旋拧施工。

2)在引孔2内灌注浆料进行保护。该保护方法适用于不方便吊装保护件6的施工现场，具体过程为，将具有一定粘性的浆料灌注到引孔2内，由于浆料对孔壁具有静压力而在孔壁上形成保护皮，可以有效地防止孔壁坍塌，维持引孔2的形状不变。浆料可以为泥浆，泥浆的成分和稠度可根据钻孔方法和地层情况来确定，例如可使用水、粘土和添加剂组成具有一定粘性的泥浆。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种超前引孔旋拧的螺旋锚施工方法，其特征在于，包括：

根据施工位置处的土壤密实度确定预钻孔的尺寸；

利用设备在螺旋锚的施工位置处按照所述预钻孔的尺寸进行钻孔，得到预钻引孔；

将所述螺旋锚穿过所述引孔打入地下。

2.如权利要求1所述的螺旋锚施工方法，其特征在于，所述根据施工位置处的土壤密实度确定预钻孔的尺寸，包括：

当施工位置处于中密实地区，所述引孔的直径等于所述螺旋锚的锚杆(3)的直径，所述引孔的深度等于所述螺旋锚位于土层中的深度；

当施工位置处于高密实地区，所述引孔的直径等于所述锚杆(3)直径与所述螺旋锚的锚叶(4)的直径之和的一半；所述引孔的深度比所述螺旋锚位于地下的深度大所述螺旋锚位于地下深度的1/10～1/5。

3.如权利要求1所述的螺旋锚施工方法，其特征在于，还包括在所述螺栓锚施工前对所述引孔进行保护处理。

4.如权利要求3所述的螺旋锚施工方法，其特征在于，所述在所述螺栓锚施工前对所述引孔进行保护处理包括：在所述引孔中插入保护件(6)或在所述引孔内灌注浆料。

5.如权利要求4所述的螺旋锚施工方法，其特征在于，所述保护件(6)的形状包括圆柱或圆管。

6.如权利要求5述的螺旋锚施工方法，其特征在于，所述圆柱的直径或所述圆管的外径等于所述引孔的直径，所述圆柱或所述圆管的长度等于所述引孔的深度。

7.如权利要求4所述的螺旋锚施工方法，其特征在于，所述保护件(6)的一端连接有帽头(7)，所述帽头(7)位于所述引孔上方。

8.如权利要求7所述的螺旋锚施工方法，其特征在于，所述帽头(7)的外形包括圆形，所述圆形的直径大于所述引孔的直径。

9.如权利要求4所述的螺旋锚施工方法，其特征在于，所述浆料包括泥浆。

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