CN210827460U - 一种用于边坡排水加固的排水锚钉及排水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于边坡排水加固的排水锚钉，包括依次相连的锚固段、排水自由段和张拉端，所述锚固段包括第一钢管以及位于第一钢管上的注浆孔和用于装配橡胶膜的卡喉，所述橡胶膜套设在所述注浆孔的外壁上，用于密封所述注浆孔，且所述橡胶膜的内部填充水泥浆形成外凸结构；所述排水自由段包括第二钢管和套在第二钢管外侧依次相连的的多根水钉节段；所述张拉端包括第三钢管和位于第三钢管端部的螺纹钢筋；所述第一钢管、第二钢管和第三钢管为一体式结构且第一钢管、第二钢管和第三钢管内部均充满水泥浆。该排水锚钉一方面实现了坡体排水与土体加固一体化，另一方面可以建立一套只需一次成孔便可实现加固、排水功能的支护结构。

Description

一种用于边坡排水加固的排水锚钉及排水系统

技术领域

本实用新型涉及排水锚钉技术领域，特别地，涉及一种用于边坡排水加固的排水锚钉及排水系统。

背景技术

近年来新建了大量的高速公路和高速铁路，产生了不少高陡边坡。高陡边坡在降雨等多种不利因素作用下，易发生滑坡、崩塌等地质灾害和工程事故，已成为公路、铁路与地质相关建设和管理部门广泛关注的难题。雨水渗入排水不畅使得坡体抗剪强度降低、下滑力增大。因此，支挡加固和有效排水是防治滑坡崩塌的主要措施。

目前，支护和排水结构加固坡体主要采用支护结构和排水结构分别施做，相应支护结构形式有双排抗滑桩加固边坡、预应力锚索框架梁加固边坡、预应力锚索框架梁与抗滑桩的组合支护结构，锚钉框架梁-双排抗滑桩结构加固边坡、坡面绿色防护等，但上述单一的加固方法造价高，方法单一或寿命不长，不能满足工程实践的需求。并且传统的注浆型锚固技术扩大头需要采用专门的机械进行扩孔，或采用高压水喷射破坏土体，形成扩大头空腔，然而土的力学性质参差不齐，形成的空腔的形状具有不确定性，甚至根本形成不了，浆液向四周流动，注浆量不好控制，锚固段的质量难以保证，承载力难以正确计算。一种名叫水钉的由毛细排水带制成的管状结构比传统的PVC管排水功能强、效率高，解决了传统排水结构易发生堵塞甚至丧失排水功能的问题，但水钉仅具有排水功能，尚没有加固强化功能。

因此，业内急需一种同时具有锚固、排水功能的锚钉的新型技术。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种用于边坡排水加固的排水锚钉，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于边坡排水加固的排水锚钉，所述排水锚钉包括依次相连的锚固段、排水自由段和张拉端，所述锚固段包括第一钢管以及位于第一钢管上的注浆孔和用于装配橡胶膜的卡喉，所述橡胶膜套设在所述注浆孔的外壁上，用于密封所述注浆孔，且所述橡胶膜的内部填充水泥浆形成外凸结构；所述排水自由段包括第二钢管和套在第二钢管外侧依次相连的多根水钉节段，所述排水自由段水钉节段的出水口连接有二通管或者三通管，第二钢管水平穿过与之相连的二通管或者三通管的另一端与张拉端相连，所述张拉端包括第三钢管和位于第三钢管端部的螺纹钢筋；所述第一钢管、第二钢管和第三钢管为一体式结构且第一钢管、第二钢管和第三钢管内部均充满水泥浆。

进一步的，所述橡胶膜的两端通过不锈钢扎带绑扎在钢管的卡喉内。

进一步的，所述的橡胶膜为天然橡胶膜。

进一步的，所述外凸结构截面为圆环，其环宽为外浆层的1.5-2.0倍。

进一步的，所述的排水自由段中的多根水钉节段通过水钉接头连接。

进一步的，所述的水钉节段为由PVC管外裹一层毛细式透排水带组成。

进一步的，所述锚固段钢管端部嵌入透水石，所述透水石的直径与钢管内径相匹配，透水石的厚度为5-10mm。

进一步的，所述螺纹钢筋为氧焊精轧螺纹钢筋，所述氧焊精轧螺纹钢筋通过垫板和锚具固定在坡面。

本实用新型还提供了一种用于边坡的排水系统，所述排水系统包括多个上述的排水锚钉和排水管，所述排水锚钉和排水管通过二通管或者三通管相连。

进一步的，所述排水锚钉与地面间的夹角为3°～15°。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，包括依次相连的锚固段、排水自由段和张拉端。其中，锚固段通过橡胶膜、钢管与土的摩擦及水泥球的嵌固作用实现锚固作用，排水自由段通过多根水钉节段实现自由排水的作用，张拉端通过螺纹钢筋、垫板和锚具固定在坡面上实现锚钉的张拉作用。

(2)本实用新型提供的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，一方面实现了坡体排水与土体加固一体化，另一方面解决了以往单一加固方法带来的造价高，方法单一及寿命不长的问题，成功地建立一套只需一次成孔便可实现加固、排水功能的支护结构。而且该排水锚钉在施工过程中可达到锚钉注浆量可控、形状可控、承载力可控的目的。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的排水锚钉排水自由段的断面图；

图3是本实用新型优选实施例的排水锚钉锚固段的断面图；

图4是本实用新型优选实施例的第三钢管与螺纹钢筋氧焊示意图；

图5是本实用新型优选实施例的排水系统横断面布置示意图；

图中：1-水钉节段，2-水钉接头，3-第一钢管，4-螺纹钢筋，5-垫板，6-锚具，7-水泥球，8-透水石，9-二通管，10-三通管，11-排水管，12-格构梁，13-水泥砂浆封口，14-第二钢管，15-第三钢管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，一种用于边坡排水加固的排水锚钉，所述排水锚钉包括依次相连的锚固段、排水自由段和张拉端，所述锚固段包括第一钢管3以及位于第一钢管上的注浆孔和用于装配橡胶膜的卡喉，所述橡胶膜套设在所述注浆孔的外壁上，用于密封所述注浆孔，且所述橡胶膜的内部填充水泥浆形成外凸结构；所述排水自由段包括第二钢管14和套在第二钢管外侧依次相连的多根水钉节段1，多根水钉节段1通过水钉接头2连接，所述排水自由段水钉节段1的出水口连接有二通管9或者三通管10，第二钢管14水平穿过与之相连的二通管9或者三通管10的另一端与张拉端相连，所述张拉端包括第三钢管15和位于第三钢管端部的螺纹钢筋4；所述第一钢管、第二钢管和第三钢管为一体式结构且第一钢管、第二钢管和第三钢管内部均充满水泥浆。

如图2所示，在一个具体实施方式中，所述水钉节段11为由PVC管外裹一层毛细式透排水带组成。所述水钉节段1的长度为1m或2m，内外径分别为63mm和66.16mm，排水自由段由水钉接头2联结水钉节段1形成的水钉套在第二钢管14外侧而成，并且内部第二钢管14承担张拉锚固土层作用，水钉承担排水作用。

如图3所示，在一个具体实施方式中，所述锚固段的外凸结构截面为圆环，其环宽为外浆层的1.5-2.0倍，即在第一钢管3外部形成多个水泥球7。所述水泥球7为钢管在相应位置开孔、绑扎橡皮膜、灌浆所形成，开孔尺寸22mm，不在同一断面开孔。在安装时需在橡胶膜外部再套一层橡胶膜，并在橡胶膜外表均匀绑有高强钢丝，使用不锈钢扣卡将橡胶膜绑扎固定在钢管上。锚固段通过橡胶膜、钢管与土的摩擦及水泥球7的嵌固作用实现锚固作用，具体锚固长度根据土层性质及所需张拉力决定。

在一个具体实施方式中，本实用新型所述锚固段钢管3端部嵌入一块透水石8，所述透水石8的直径与钢管内径相匹配，厚5mm。

在一个具体实施方式中，所述张拉端中的螺纹钢筋4为氧焊精轧螺纹钢筋。图4是第三钢管15与螺纹钢筋4的氧焊示意图。所述氧焊精轧螺纹钢筋通过垫板5和锚具6固定在坡面上实现锚钉的张拉作用。

如图5所示，将多个上述的排水锚钉和排水管11通过二通管9或者三通管10相连形成坡面汇排水系统。所述排水锚钉与水平面间的夹角为3°～15°，锚固段高程大于张拉端高程。

所述用于边坡排水加固的排水锚钉的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤(1)根据工程地质情况，确定锚固段钢管的长度，然后根据钻孔深度，确定整个钢管(包括第一钢管、第二钢管和第三钢管，整体为一体式结构)的总长度，首先在锚固段钢管需要绑扎橡皮膜形成水泥球7的位置根据橡皮膜长度，在靠近中心位置不在同一截面开四个小孔，用以作为注浆时浆液进入橡皮膜通道。然后，在锚固段钢管端部嵌入一块透水石8，用于灌浆时排除空气。将加工好的锚固段钢管绑扎橡皮膜后运到现场，再通过套管连接其他无需打孔加工的正常钢管达到钢管总长度。

步骤(2)选用合适钻机成孔，将整个钢管送入预定深度，启动压浆机向钢管及橡皮膜内灌注水泥砂浆。根据天然橡胶应力应变曲线特征，选取拐点(即应力较小即可达到较大应变)处对应应变作为膨胀后橡胶膜的应变，因此有利于膨胀水泥球7形成，拟定注浆后橡胶膜膨胀体积，再采用柱孔扩张理论计算注浆压力及注浆量。橡胶膜膨胀后直径约增大1倍。

步骤(3)待锚固体形成，将用水钉接头2连接好的水钉节段1插入预先钻成并已放置钢管的孔中。水钉长度抵达锚固段钢管最靠近坡面的被橡胶膜包裹的扩大水泥球。

步骤(4)在水钉靠近边坡坡面100mm范围内接外径与排水管11外径相同的水管，便于其通过二通管9或三通管10实现与排水管11的连接，将水钉收集的水通过排水管汇集排出坡体。为了后续进行钢管的张拉，在二通管9或三通管10相应位置开孔使第二钢管14能顺利通过且伸出坡面外。

步骤(5)在伸出坡面外的第三钢管15端部氧焊精轧螺纹钢筋4，将锚垫板5安装在坡面格构梁12上，采用张拉设备进行钢管张拉。

步骤(6)在张拉端浇筑水泥砂浆封口13。

本实用新型提供的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，一方面实现了坡体排水与土体加固一体化，另一方面解决了以往单一加固方法带来的造价高，方法单一及寿命不长的问题，成功地建立一套只需一次成孔便可实现加固、排水功能的支护结构。而且该排水锚钉在施工过程中可达到锚钉注浆量可控、形状可控、承载力可控的目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于边坡排水加固的排水锚钉，其特征在于，所述排水锚钉包括依次相连的锚固段、排水自由段和张拉端，所述锚固段包括第一钢管以及位于第一钢管上的注浆孔和用于装配橡胶膜的卡喉，所述橡胶膜套设在所述注浆孔的外壁上，用于密封所述注浆孔，且所述橡胶膜的内部填充水泥浆形成外凸结构；所述排水自由段包括第二钢管和套在第二钢管外侧依次相连的多根水钉节段，所述排水自由段水钉节段的出水口连接有二通管或者三通管，第二钢管水平穿过与之相连的二通管或者三通管的另一端与张拉端相连，所述张拉端包括第三钢管和位于第三钢管端部的螺纹钢筋；所述第一钢管、第二钢管和第三钢管为一体式结构且第一钢管、第二钢管和第三钢管内部均充满水泥浆。

2.根据权利要求1所述的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，其特征在于，所述橡胶膜的两端通过不锈钢扎带绑扎在钢管的卡喉内。

3.根据权利要求1所述的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，其特征在于，所述的橡胶膜为天然橡胶膜。

4.根据权利要求1所述的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，其特征在于，所述外凸结构截面为圆环，其环宽为外浆层的1.5-2.0倍。

5.根据权利要求1所述的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，其特征在于，所述的排水自由段中的多根水钉节段通过水钉接头连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，其特征在于，所述的水钉节段为由PVC管外裹一层毛细式透排水带组成。

7.根据权利要求1所述的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，其特征在于，所述锚固段的第一钢管端部嵌入透水石，所述透水石的直径与钢管内径相匹配，透水石的厚度为5-10mm。

8.根据权利要求1所述的一种用于边坡排水加固的排水锚钉，其特征在于，所述螺纹钢筋为氧焊精轧螺纹钢筋，所述氧焊精轧螺纹钢筋通过垫板和锚具固定在坡面。

9.一种用于边坡的排水系统，其特征在于，所述排水系统包括多个如权利要求1-8任一所述的排水锚钉和排水管，所述排水锚钉和排水管通过二通管或者三通管相连。

10.根据权利要求9所述的一种用于边坡的排水系统，其特征在于，所述排水锚钉与地面间的夹角为3°～15°。

Images