CN114934520B - 一种组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构及支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构及支护方法，该支护结构包括：杆体，杆体上开设有固定槽和出浆槽；固定槽一端设有辅助杆体进入土层的破土装置；破土装置包括传动杆，该传动杆贯穿固定槽并延伸至杆体外，传动杆上设有破土块；破土块上开设有水槽，水槽内设有滑动板，滑动板远离传动杆杆体的一端设有破土头，水槽内设有润湿件；固定槽内设有固定装置；出浆槽内设有出浆装置。本发明通过破土装置、固定装置以及出浆装置的配合使用，展开板在运动过程中展开，形成与土层稳固的抓手，将杆体与土层的作用力扩大到更为广泛的土层，同时排出水泥浆，由水泥浆使杆体与土层固定，达到调整土层的受力状态、抑制土层变形、实现加固土层、维护土体稳定目的。

Description

一种组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构及支护方法

技术领域

本发明涉及锚杆基坑支护结构及支护方法，尤其涉及一种组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构及支护方法。

背景技术

锚杆支护作为一种支护方式，与传统的支护方式有着根本的区别，传统的支护方式常常是被动地承受坍塌岩体土体产生的荷载，而锚杆可以主动地加固岩土体，有效地控制岩土体变形，防止坍塌的发生。

其中的土锚固通过埋设在地层中的锚杆，将结构物与地层紧紧地联系在一起，依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固，以保持结构物和土体稳定。与其它支护形式相比，锚杆支护具有以下特点：提供开阔的施工空间，极大地方便土方开挖和主体结构施工；对岩土体的扰动小：在地层开挖后，可施加预应力；锚杆的作用部位、方向、间距、密度和施工时间可以根据需要灵活调整；用锚杆代替钢或钢筋混凝土支撑，可以节省钢材，改善施工条件，尤其对于面积很大、支撑布置困难的基坑。

但是，锚杆在使用时，需要伸入土层，而传统的锚杆在伸入土层时容易遇到干燥坚硬的土层，而导致伸入困难，无法破土伸入。同时现有的锚杆结构简单，功能单一，其稳固性不佳，投入使用后易出现松动，无法很好的固定。其次，锚杆安装完成后需要使用水泥浆进行固定，而现有的水泥浆无法伸入内部进行固定，使用稳定性不佳，且仅靠锚杆与土层之间的摩擦力来达到稳定效果，极为不稳定；投入使用后易出现松动，无法很好的固定；再者，锚杆安装完成后需要使用水泥浆进行固定，而现有的水泥浆无法伸入内部进行固定，仅能填充在土层与锚杆连接处的表面，导致内部无法进行固定，易受外力松动，使用稳定性不佳，且锚杆与土层之间连接的紧密性不高。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足之处，本发明提出一种组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构及支护方法，通过破土装置、固定装置以及出浆装置之间的配合使用，在杆体受力时，使得展开板在此运动过程中展开，扎根土层，形成与土层稳固的抓手；且在杆体移动的过程中排出水泥浆，达到调整土层的受力状态、抑制土层变形、实现加固土层、维护土体稳定目的。

技术方案：本发明组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构包括：

杆体，该杆体上开设有固定槽和出浆槽；

固定槽一端设有辅助杆体进入土层的破土装置；破土装置包括传动杆，传动杆贯穿固定槽并延伸至杆体外，传动杆上设有破土块；破土块上开设有水槽，水槽内设有滑动板，滑动板远离传动杆杆体的一端设有破土头，水槽内设有润湿件；

固定槽内设有固定装置，固定装置包括开设在固定槽侧壁的展开槽，展开槽底部设有转轴，转轴上设有固定组件；

出浆槽内设有出浆装置，出浆装置对杆体外壁释放水泥浆。

该固定组件包括设置在转轴上的展开板，展开板的端部设有凹槽，固定槽上设有阻挡板，阻挡板远离固定槽的一侧与展开板相抵，固定槽侧壁设有与传动杆连接的推动板。

该凹槽为弧形凹槽。

展开板在杆体的作用下挤压推动板并张开有角度。

出浆装置包括设在出浆槽上并与传动杆连接的挤压板，出浆槽侧壁开设有出浆孔，传动杆侧壁设有滑动的闭合板，闭合板侧壁与出浆孔相抵。

闭合板与出浆槽之间设有启闭出浆孔的闭合弹簧。

破土头延伸至水槽外。

润湿件包括开设在水槽上的经流槽，水槽的侧壁上设有破土弹簧，破土弹簧的一端与水槽相抵，破土弹簧的另一端与滑动板相抵。

本发明组合式倾斜桩锚杆基坑支护方法如下：

(1)将杆体的破土块一端插入地层中，另一端与工程构筑物连接；破土头在伸入土层时回缩挤压滑动板，使得破土弹簧压缩，使得滑动板越过经流槽，此时水槽内的水由经流槽流出并包裹在破土头上对土层进行润湿；

(2)杆体进入土层后，杆体在外力作用下移动，破土块在土壤压力下固定，杆体沿着传动杆移动使得展开板挤压推动板而张开并固定于土层内；

(3)在杆体沿着传动杆移动的过程中，出浆槽内部的水泥浆排出，分布在杆体的外部进行加固；

(4)将杆体外露于地面的一端通过锚头固定。

步骤(3)中，在杆体沿着传动杆移动的过程中，挤压板挤压出浆槽内的水泥浆，进而挤压闭合板和闭合弹簧，将出浆孔打开，水泥浆由出浆孔排出并将杆体与土层凝合。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明通过固定装置以及出浆装置之间的配合使用，在杆体受力时，杆体向外移动，此时破土块在土壤压力下无法移动，即可使得杆体在传动杆的外侧壁上移动，使得展开板在此运动过程中展开，扎根土层，形成与土层稳固的抓手，将杆体与土层的相互作用力扩大到更为广泛的土层，使得稳定性更强。

(2)在杆体移动的过程中，排出水泥浆，由水泥浆使杆体与土层固定，解决了内部水泥浆难以灌入的问题，使得杆体与土层之间的连接更加紧密，通过杆体入土层内部与土体融为一体，达到改善土体的力学性能、调整土层的受力状态、抑制土层变形、实现加固土层、维护土体稳定目的。

(3)本发明中通过破土装置的设置，破土头在伸入土层时受到土层的挤压力，进而使得破土头回缩挤压滑动板，而使得破土弹簧压缩，使得滑动板越过经流槽，此时水槽内部的水流将会由经流槽流出包裹在破土头的外侧壁上，对破土头进行润湿，使得破土头接触的土层润湿，使得插入土层的效率更高，缩短了工程时间。

附图说明

图1为本发明组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构的整体结构示意图；

图2为本发明组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构的结构剖视图；

图3为本发明组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构中的局部结构俯剖图；

图4为本发明图2中A的结构放大图；

图5为本发明图2中B的结构放大图。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构包括杆体1，破土装置，固定装置和出浆装置。

杆体1，杆体1的内侧壁上开设有固定槽2，杆体1的内侧壁上设置有出浆槽16；

破土装置，破土装置设置在杆体1靠近固定槽2的一端，破土装置用于辅助杆体1进入。

破土装置包括活动设置在固定槽2内侧壁上的传动杆9，传动杆9贯穿固定槽2远离出浆槽16的侧壁，传动杆9延伸至杆体1的外部，传动杆9远离固定槽2的一端固定设置有破土块10，破土块10的内侧壁上开设有水槽12，水槽12的内侧壁上活动设置有滑动板13，滑动板13在水槽12的内侧壁上滑动，滑动板13远离杆体1的一侧固定设置有破土头14，破土头14延伸至水槽12的外部，水槽12内设置有润湿件。

将杆体1的破土头14一端对准土层，另一端与工程构筑物相连接。

润湿件包括开设在水槽12侧壁用于出水的经流槽11，水槽12的侧壁上设置有破土弹簧15，破土弹簧15的一端与水槽12的侧壁相抵，破土弹簧15靠近滑动板13的一端与滑动板13的侧壁相抵。

通过破土装置的设置，破土头14在伸入土层时，将受到土层的挤压力，进而使得破土头14回缩挤压滑动板13，而使得破土弹簧15压缩，使得滑动板13越过经流槽11，此时水槽12内部的水流将会由经流槽11流出包裹在破土头14的外侧壁上，对破土头14进行润湿，使得破土头14接触的土层润湿，使得插入土层的效率更高，缩短了工程时间。

固定装置设置在固定槽2的内部，固定装置用于将杆体1与土层固定。

固定装置包括开设在固定槽2外侧壁上的展开槽3，展开槽3的底部活动设置有转轴4，转轴4在展开槽3的内侧壁上转动，转轴4的外侧壁上固定设置有固定组件，该固定组件包括设置在转轴4上的展开板5，该展开板5的端部设置有弧形凹槽7，固定槽2的内侧壁上固定设置有阻挡板6，阻挡板6远离固定槽2的一侧与展开板5的侧壁相抵紧，固定槽2的内侧壁上活动设置有推动板8，推动板8的侧壁与传动杆9之间固定连接。

当杆体1完全进入土层后，将杆体1向外拉动，或在杆体1受力时，杆体1向外移动，此时破土块10在土壤压力下无法移动，破土块10受阻挡无法移动，杆体1向外移动，杆体1在传动杆9的外侧壁上移动。杆体1向外移动时，使得展开板5侧壁上的弧形凹槽7抵紧推动板8的侧壁，在杆体1的持续移动中，使得展开板5挤压推动板8，进而使得展开板5向外张开有角度，张开的展开板5随着杆体1移动时，将会受土层的阻挡，使得张开的角度变为直角。

出浆装置设置在出浆槽16的内部，出浆装置用于对进入后的杆体1外壁释放水泥浆。

出浆装置包括活动设置在出浆槽16内侧壁上的挤压板17，传动杆9远离破土块10的一端贯穿固定槽2的侧壁，传动杆9延伸至出浆槽16的内部，传动杆9的端部与挤压板17的侧壁固定连接，出浆槽16侧壁上开设有出浆孔18，传动杆9的外侧壁上活动设置有闭合板19，闭合板19在传动杆9的外侧壁上滑动，闭合板19的外侧壁与出浆孔18相抵紧，传动杆9的外侧壁上套设有闭合弹簧20。闭合弹簧20靠近闭合板19的一侧与闭合板19的侧壁相抵，闭合弹簧20远离闭合板19的一侧与出浆槽16的侧壁相抵。

同时杆体1在移动的过程中，将使得挤压板17挤压出浆槽16内部的水泥浆，进而挤压闭合板19，使得闭合板19受到挤压而压缩闭合弹簧20，将出浆孔18打开，此时水泥浆由出浆孔18排出，包裹在杆体1的外部，使得水泥浆将杆体1与土层凝合到一起，使得稳固性更好，在水泥浆干透后，杆体1将稳定在土层中，用以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物或岩土体的稳定。

通过固定装置以及出浆装置之间的配合使用，在杆体1受力时，杆体1向外移动，此时破土块10在土壤压力下无法移动，即使得杆体1在传动杆9的外侧壁上移动，使得展开板5在此运动过程中展开，扎根土层，形成与土层稳固的抓手，将杆体1与土层的相互作用力扩大到更为广泛的土层，使得稳定性更强，同时移动的过程中，将排出水泥浆，由水泥浆使杆体1与土层固定，解决了内部水泥浆难以灌入的问题，使得杆体1与土层之间的连接更加紧密，通过杆体1入土层内部与土体融为一体，达到改善土体的力学性能、调整土层的受力状态、抑制土层变形、实现加固土层、维护土体稳定的目的。

一种组合式倾斜桩锚杆基坑支护方法如下：

(1)将杆体1的破土块10一端插入地层中，固定在稳定地层中，另一端与工程构筑物相联结；杆体1在通过破土块10插入时，将在压力的作用下使得破土头14回缩，使得水槽12内部的水液流出润湿前方土层；

(2)杆体1完全进入后，将杆体1向外拉动，或在杆体1受力时，杆体1向外移动，此时破土块10在土壤压力下无法移动，杆体1沿着传动杆9移动使得展开板5挤压推动板8而张开并固定于土层内。

(3)在杆体1沿着传动杆9移动的过程中，挤压板17挤压出浆槽16内的水泥浆，进而挤压闭合板19和闭合弹簧20，将出浆孔18打开，水泥浆由出浆孔排出并将杆体1与土层凝合进行加固。

本发明在使用时，将杆体1破土头14一端对准土层，另一端与工程构筑物相联结，破土头14在伸入土层时，将受到土层的挤压力，进而使得破土头14回缩挤压滑动板13，进而使得破土弹簧15压缩，使得滑动板13越过经流槽11，此时水槽12内部的水流将会由经流槽11流出包裹在破土头14的外侧壁上，对破土头14进行润湿，使得破土头14接触的土层润湿，提高了插入土层的效率。

当杆体1完全进入土层后，将其向外拉动，或在杆体1受力时，杆体1向外移动，此时破土块10在土壤压力下无法移动，破土块10受阻挡无法移动，杆体1向外移动，杆体1在传动杆9的外侧壁上移动，杆体1向外移动时，将使得展开板5侧壁上的弧形凹槽7抵紧推动板8的侧壁，在杆体1的持续移动中，使得展开板5挤压推动板8，进而使得展开板5向外张开有角度，张开的展开板5随着杆体1移动时，将受土层的阻挡，使得张开的角度变为直角。

同时杆体1移动的过程中，将使得挤压板17挤压出浆槽16内部的水泥浆，进而挤压闭合板19，使得闭合板19受到挤压而压缩闭合弹簧20，将出浆孔18打开，此时水泥浆即由出浆孔18排出，包裹在杆体1的外部，使得水泥浆将杆体1与土层凝合到一起，使得稳固性更好。

在水泥浆干透后，杆体1将稳定的插在土层中，用以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物或岩土体的稳定。

(4)将杆体1外露于地面的一端用锚头固定，将锚头直接附着结构上并满足结构的稳定。

Claims (6)

1.一种组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构，其特征在于：包括：

杆体（1），所述杆体（1）上开设有固定槽（2）和出浆槽（16）；

所述固定槽（2）一端设有辅助杆体（1）进入土层的破土装置；所述破土装置包括传动杆（9），所述传动杆（9）贯穿固定槽（2）并延伸至杆体（1）外，传动杆上设有破土块（10）；所述破土块（10）上开设有水槽（12），所述水槽内设有滑动板（13），所述滑动板远离传动杆杆体的一端设有破土头（14），所述水槽内设有润湿件；

所述固定槽（2）内设有固定装置，所述固定装置包括开设在固定槽（2）侧壁的展开槽（3），所述展开槽底部设有转轴（4），所述转轴（4）上设有固定组件；

所述出浆槽（16）内设有出浆装置，所述出浆装置对杆体（1）外壁释放水泥浆；

所述固定组件包括设置在转轴（4）上的展开板（5），所述展开板（5）的端部设有凹槽（7），所述固定槽（2）上设有阻挡板（6），所述阻挡板（6）远离固定槽（2）的一侧与展开板（5）相抵，所述固定槽（2）侧壁设有与传动杆（9）连接的推动板（8）；

所述展开板（5）在杆体（1）的作用下挤压推动板（8）并张开有角度；

所述出浆装置包括设在出浆槽（16）上并与传动杆连接的挤压板（17），所述出浆槽（16）侧壁开设有出浆孔（18），所述传动杆侧壁设有滑动的闭合板（19），所述闭合板（19）侧壁与出浆孔（18）相抵；

所述闭合板（19）与出浆槽（16）之间设有启闭出浆孔（18）的闭合弹簧（20）。

2.根据权利要求1所述的组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构，其特征在于：所述凹槽（7）为弧形凹槽。

3.根据权利要求1所述的组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构，其特征在于：所述破土头（14）延伸至水槽（12）外。

4.根据权利要求1所述的组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构，其特征在于：所述润湿件包括开设在水槽（12）上的经流槽（11），所述水槽（12）的侧壁上设有破土弹簧（15），所述破土弹簧（15）的一端与所述水槽（12）相抵，所述破土弹簧（15）的另一端与所述滑动板（13）相抵。

5.一种组合式倾斜桩锚杆基坑支护方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的组合式倾斜桩锚杆基坑支护结构来实施，所述方法如下：

（1）将杆体（1）的破土块（10）一端插入地层中，另一端与工程构筑物连接；破土头（14）在伸入土层时回缩挤压滑动板（13），使得破土弹簧（15）压缩，使得滑动板（13）越过经流槽（11），此时水槽（12）内的水由经流槽（11）流出并包裹在破土头（14）上对土层进行润湿；

（2）杆体（1）进入土层后，杆体（1）在外力作用下移动，破土块（10）在土壤压力下固定，杆体（1）沿着传动杆（9）移动使得展开板（5）挤压推动板（8）而张开并固定于土层内；

（3）在杆体（1）沿着传动杆（9）移动的过程中，出浆槽（16）内部的水泥浆排出，分布在杆体（1）的外部进行加固；

（4）将杆体（1）外露于地面的一端通过锚头固定。

6.根据权利要求5所述的组合式倾斜桩锚杆基坑支护方法，其特征在于：步骤（3）中，在杆体（1）沿着传动杆（9）移动的过程中，挤压板（17）挤压出浆槽（16）内的水泥浆，进而挤压闭合板（19）和闭合弹簧（20），将出浆孔（18）打开，水泥浆由出浆孔排出并将杆体（1）与土层凝合。