一种钻杆带进式预应力锚杆及其使用方法.pdf

1、10申请公布号CN102128039A43申请公布日20110720CN102128039ACN102128039A21申请号201010010159322申请日20100120E21D21/00200601E21D20/00200601E02D5/7420060171申请人沙正地址110034辽宁省沈阳市皇姑区陵北街24号21272发明人张丙吉杨子东孙平平沙正74专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107代理人郭元艺54发明名称一种钻杆带进式预应力锚杆及其使用方法57摘要本发明属建筑基坑支护系统领域，尤其涉及一种钻杆带进式预应力锚杆及其使用方法。钻杆带进式预应力锚杆包括钻尖连接管2、

2、与所述钻尖连接管2端部固接的钻尖1、滑键套5及锚杆工作件托套3；锚杆工作件托套3与滑键套5的外壁固定套接；钻尖连接管2与滑键套5固定相接，其使用方法包括1将锚杆工作件固定套装于锚杆工作件托套上；将锚杆工作件托套与滑键套的外壁固定套接；3将钻尖连接管固定套接于滑键套的内壁；4一边旋转空心钻杆进行钻孔、注浆，一边将锚杆工作件托套带入土体中。本发明施工速度快，钻机扭矩要求小，单位面积锚固力大，适宜岩体破碎带松散体，钢绞线旋进顺畅。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页CN102128045A1/1页21一种钻杆带进式预应力锚杆，其特征在于，包括

3、钻尖连接管2、与所述钻尖连接管2端部固接的钻尖1、滑键套5及锚杆工作件托套3；所述锚杆工作件托套3与滑键套5的外壁固定套接；所述钻尖连接管2与滑键套5固定相接。2根据权利要求1所述的钻杆带进式预应力锚杆，其特征在于在所述钻尖连接管2的外壁固定设有隔离套板4。3根据权利要求1所述的钻杆带进式预应力锚杆，其特征在于所述锚杆工作件托套3的外壁固定设有钢绞线挂耳6。4根据权利要求3所述的钻杆带进式预应力锚杆，其特征在于在所述锚杆工作件托套3的外壁固定设有附加注浆管挂耳7。5根据权利要求3所述的钻杆带进式预应力锚杆，其特征在于所述钻尖连接管2一端部的横截面为“O”型结构；所述滑键套5内壁的横截面为“O”

4、型结构；所述钻尖连接管2与滑键套5内壁插接固定。6根据权利要求1、3、4或5所述的钻杆带进式预应力锚杆，其特征在于所述钻尖采用螺旋钻尖结构；所述螺旋钻尖包括一字钻尖10、侧壁配有出浆孔12的中空螺旋钻杆11；所述一字钻尖10的底部与中空螺旋钻杆11的顶部固定相接。7根据权利要求15之任一所述的钻杆带进式预应力锚杆，其特征在于所述钻尖采用三叶片钻尖结构。8一种如权利要求3所述钻杆带进式预应力锚杆的使用方法，其特征在于，按如下步骤依次实施1将锚杆工作件固定套装于锚杆工作件托套3上；2将锚杆工作件托套3与滑键套5的外壁固定套接；3将钻尖连接管2固定套接于滑键套5的内壁；4将空心钻杆9的端部与滑键套5

5、的端部连接；5一边旋转空心钻杆9进行钻孔、注浆，一边将锚杆工作件托套3带入土体中；6将步骤5中的空心钻杆9前端与滑键套5分离，将上述空心钻杆9移出，其余部件留在孔中。9根据权利要求8所述钻杆带进式预应力锚杆的使用方法，其特征在于所述步骤1中的锚杆工作件为钢绞线。10根据权利要求8所述钻杆带进式预应力锚杆的使用方法，其特征在于所述步骤1中的锚杆工作件为钢绞线及附加注浆管；当步骤6执行完毕后，通过留存在孔中的附加注浆管进行多次注浆。权利要求书CN102128039ACN102128045A1/4页3一种钻杆带进式预应力锚杆及其使用方法技术领域0001本发明属岩土锚固系统领域，尤其涉及一种钻杆带进式

6、预应力锚杆及其使用方法。背景技术0002随着我国经济建设的迅猛发展，各个城市的大型和超高层建筑大量涌现。迄今为止，全国高度超过200米的超高层建筑已达数十余幢。基坑工程呈现出场地紧凑、工程距离近、基础越来越深、规模和尺寸愈来愈大等特点。深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的环节，而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。0003基坑支护设计与施工要综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。基坑支护施工控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌与流砂等险情，并要根据地质、环境因

7、素的变化适时地调整支护方案。0004钻杆带进式预应力锚杆是目前深基坑支护工程中采用较多的一种支护方式。作为一种先进的支护加固技术，在岩土质高边坡和大跨度地下工程，特别是在不良地质条件下，国内外已进行了广泛而成功的应用。0005现有注浆锚杆普遍存在施工速度慢，钻机扭矩要求大，单位面积锚固力小，不能用于岩体破碎带松散体，钢绞线在旋进过程中易绞线等问题。发明内容0006本发明旨在克服现有技术的不足之处而为锚固施工提供一种造价低廉，工期快，钢绞线旋进平稳、顺畅，施工占地小，施工简单，安全性好，钻机扭矩要求小，适宜多种土体的钻杆带进式预应力锚杆。0007本发明还提供一种与上述装置相配套的钻杆带进式预应力

8、锚杆使用方法。0008为达到上述目的，本发明是这样实现的0009一种钻杆带进式预应力锚杆，它包括钻尖连接管、与所述钻尖连接管端部固接的钻尖、滑键套及锚杆工作件托套；所述锚杆工作件托套与滑键套的外壁固定套接；所述钻尖连接管与滑键套固定相接。0010作为一种优选方案，本发明在所述钻尖连接管的外壁固定设有隔离套板。0011作为另一种优选方案，本发明所述锚杆工作件托套的外壁固定设有钢绞线挂耳。0012进一步地，本发明在所述锚杆工作件托套的外壁固定设有附加注浆管挂耳。0013更进一步地，本发明所述钻尖连接管一端部的横截面为“O”型结构；所述滑键套内壁的横截面为“O”型结构；所述钻尖连接管与滑键套内壁插接

9、固定。0014另外，本发明所述钻尖可采用螺旋钻尖结构；所述螺旋钻尖包括一字钻尖、侧壁配有出浆孔的中空螺旋钻杆；所述一字钻尖的底部与中空螺旋钻杆的顶部固定相接。0015其次，本发明所述钻尖采用三叶片钻尖结构。说明书CN102128039ACN102128045A2/4页40016上述钻杆带进式预应力锚杆的使用方法，可按如下步骤依次实施00171将锚杆工作件固定套装于锚杆工作件托套上；00182将锚杆工作件托套与滑键套的外壁固定套接；00193将钻尖连接管固定套接于滑键套的内壁；00204将空心钻杆的端部与滑键套的端部连接；00215一边旋转空心钻杆进行钻孔、注浆，一边将锚杆工作件托套带入土体中；

10、00226将步骤5中的空心钻杆前端与滑键套分离，将上述空心钻杆移出，其余部件留在孔中。0023作为一种优选方案，本发明所述步骤1中的锚杆工作件为钢绞线。0024作为另一种优选方案，本发明所述步骤1中的锚杆工作件为钢绞线及附加注浆管；当步骤6执行完毕后，通过留存在孔中的附加注浆管进行多次注浆。0025本发明钻杆带进式预应力锚杆最大的优点是在同等级抗拉能级锚杆的基础上抗剪能力提高数倍以上。抗弯能力提高数倍以上，而且土体注浆作业可以通过钻锚一次完成，使得本发明锚杆能够适应于任何岩土地层。0026本发明通过设置锚杆工作件托套外挂钢绞线形式，可使施工速度明显加快，同时，由于旋进方式的改进，使钻机扭矩要求

11、减小，单位面积锚固力增大，钢绞线旋进平稳、顺畅；如果配合理想的钻尖，本发明可广泛适宜各类岩体破碎带松散体。附图说明0027下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。0028图1为本发明一种实施方式整体结构示意图；0029图21为本发明钻尖及钻尖连接管结构示意图；0030图22为本发明钻尖连接管AA向剖视图；0031图23为本发明钻尖连接管BB向剖视图；0032图3为本发明锚杆工作件托套结构示意图；0033图41为本发明滑键套结构示意图；0034图42为本发明滑键套CC向剖视图；0035图5为本发明另一种实施方式整体结构示意图；具体实施方式0036

12、如图1所示，一种钻杆带进式预应力锚杆，它包括钻尖连接管2、与所述钻尖连接管2端部固接的钻尖1、滑键套5及锚杆工作件托套3；所述锚杆工作件托套3与滑键套5的外壁固定套接；所述钻尖连接管2与滑键套5固定相接。0037参见图21、图22及图23所示，若钻尖采用三叶片钻尖结构，本发明在所述钻尖连接管2的外壁可固定设有隔离套板4。0038参见图3所示，为使钢绞线托挂方便，本发明所述锚杆工作件托套3的外壁可固定设有钢绞线挂耳6。0039参见图3所示，另外，为满足多次注浆的需要，本发明在所述锚杆工作件托套3的说明书CN102128039ACN102128045A3/4页5外壁可固定设有附加注浆管挂耳7。00

13、40参见图22、图41及图42所示，本发明所述钻尖连接管2一端部的横截面为“O”型结构；所述滑键套5内壁的横截面为“O”型结构；所述钻尖连接管2与滑键套5内壁插接固定。0041参见图5所示，本发明所述钻尖采用螺旋钻尖结构；所述螺旋钻尖包括一字钻尖10、侧壁配有出浆孔12的中空螺旋钻杆11；所述一字钻尖10的底部与中空螺旋钻杆11的顶部固定相接。当锚杆工作端到达设定位置时，可通过中空螺旋钻杆11中的出浆孔12向土体内进行注浆。0042本发明所述钻尖采用金刚石钻头或硬质合金钻头。0043一种钻杆带进式预应力锚杆的使用方法，可按如下步骤依次实施00441将锚杆工作件固定套装于锚杆工作件托套3上；00

14、452将锚杆工作件托套3与滑键套5的外壁固定套接；00463将钻尖连接管2固定套接于滑键套5的内壁；00474将空心钻杆9的端部与滑键套5的端部连接；00485一边旋转空心钻杆9进行钻孔、注浆，一边将锚杆工作件托套3带入土体中；00496将步骤5中的空心钻杆9前端与滑键套5分离，将上述空心钻杆9移出，其余部件留在孔中。0050本发明所述步骤1中的锚杆工作件可选择钢绞线。0051本发明所述步骤1中的锚杆工作件也可选择钢绞线及附加注浆管；当步骤6执行完毕后，通过留存在孔中的附加注浆管进行多次注浆。0052本发明钻杆带进式预应力锚杆是利用空心钻杆，在杆体端部通过锚杆工作件托套外挂钢绞线，并联接一次性

15、钻头，利用钻机将杆体打入地层，再通过杆体的中孔向地层注浆，使钢绞线外裹水泥砂浆或水泥净浆体，沿通长与周围土体接触，并形成一个结合体，以群体起作用。在土体发生变形的条件下通过与土体接触面上的粘结摩擦力，使锚杆被动受力，并主要通过受拉给土体以约束，加固或使其稳定。锚杆的设置方向与土体可能发生的主拉应变方向大体一致，接近水平并向下呈不大的倾角。0053本发明所述钻头依据土体结构不同可采用多种形式，较为理想的是螺旋叶片式钻头。0054本发明可通过内置于中空钻杆内的注浆管实现二次注浆，其具体施工步骤如下00551中空钻杆与滑键套连接；00562钢绞线固定于锚杆工作件托套上；00573将锚杆工作件托套安置

16、在滑键套上；00584钻头与滑键套相连接；00595采用螺旋叶片式钻头钻过自由段，在锚固段边钻进边注浆；00606如需二次注浆，可在中空钻杆内放置1根注浆管；00617取出中空钻杆钻杆，将钻头及钢绞线与注浆管留在孔中。0062本工法适用于一般工业与民用建构筑物的基坑槽和管沟临时性支护工程。在地下水位低的地区或能保持降水至基坑底面以下，有一定胶结能力和密实程度的地层，如粘土、粉土、砂土、圆砾与卵石地层均可应用，特别适用于普通锚杆或土钉无法成孔的说明书CN102128039ACN102128045A4/4页6砂卵石地层。应用于暗挖隧道超前支护、径向支护及高大边坡的防护方面，能很好的改良地层，达到理

17、想的支护效果。0063一、钻孔0064钻孔一般采用地质钻机，钻头视不同情况采用金刚石钻头、硬质合金钻头、麻花钻头等。钻孔要求保证长度、方向、倾斜度。扩孔采用偏铣钻进行扩孔。0065二、钢绞线的制作和安装0066钢绞线的直径为一般为18MM，钢绞线的端部可压有钢绞线托帽13，钢绞线加工前应进行调直、除油、除锈、去污等处理。锚杆安装前，检查注浆器具的工作性能。0067三、注浆0068注浆水泥为普硅425号水泥，砂子用质地坚硬的天然砂，注浆用水为拌制混凝土用水，外加剂可用XPM高效减水剂。注浆压力一序孔为15MPA二序孔为2MPA。施工时视现场具体情况及洞壁变形观测结果进行调整。浆液配比为水灰砂05

18、11，外加剂为水泥重量的5。0069四、锚杆端头处理0070待注浆强度达到70后，用高标号水泥砂浆将孔口抹平，锚杆外露部分用防腐漆涂上。0071五、检查安全监测0072周边收敛监测5米一个测量断面，3个测点，施工期每天测量两次采用收剑计用水平仪测量顶拱不沉，每20米设3个测点。施工期每天测两次。0073六、拉拔试验0074每300根锚杆取6根作拉拔试验，33米长锚杆拉拔力要求达到7吨。0075可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。说明书CN102128039ACN102128045A1/2页7图1图21图22图23说明书附图CN102128039ACN102128045A2/2页8图3图41图42图5说明书附图CN102128039A