本發(fā)明涉及建筑基坑和邊坡支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種張拉傘狀錨固端。

背景技術(shù)：

地鐵明挖基坑、公路和鐵路沿線護(hù)坡工程以及民建基坑中，經(jīng)常需要對(duì)臨空面背后不穩(wěn)定的土體進(jìn)行支護(hù)，以防止基坑和邊坡變形、失穩(wěn)、塌方。錨固支護(hù)體系是基坑和邊坡工程中既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的新型技術(shù)之一，由擋土結(jié)構(gòu)物和錨索系統(tǒng)兩部分組成。錨固支護(hù)體系利用錨索（桿）將臨空面處擋土結(jié)構(gòu)承受的土壓以拉力的形式傳遞到深部穩(wěn)定土體中的錨固段，再通過錨固段與穩(wěn)定土體之間的相互作用將該拉力傳遞到錨孔周邊穩(wěn)定土體。

錨索（桿）型式多樣，按照錨固段型式及錨固段與穩(wěn)定土體之間作用方式劃分主要包括圓柱型、連續(xù)球體型和錨固端擴(kuò)大型三種。其中錨固端擴(kuò)大型錨索（桿）的錨固段與穩(wěn)定土層之間的作用由錨固體與土體間的粘結(jié)強(qiáng)度及擴(kuò)體處土層的端承強(qiáng)度兩部分組成，因此該類型的錨索（桿）能夠提供較高的抗拔力、顯著提高錨固支護(hù)體系的質(zhì)量、具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

國內(nèi)外對(duì)錨固端擴(kuò)大型錨桿的研究在不斷地深入，相繼出現(xiàn)了爆破法和水射流法為代表的非機(jī)械式擴(kuò)孔法以及壓張式機(jī)械擴(kuò)孔法和pcba擴(kuò)孔地錨為代表的機(jī)械式擴(kuò)孔法。以上擴(kuò)孔工法的顯著特征是：擴(kuò)孔形成以后錨固段漿液與錨筋粘結(jié)形成擴(kuò)大的錨固端，提供錨固力。但這些方法需應(yīng)用專門的擴(kuò)孔設(shè)備或材料，設(shè)備價(jià)格及施工費(fèi)用昂貴，施工工藝復(fù)雜，大體積擴(kuò)孔難度很高，錨固力的提高有限。因此亟需研究新型的錨固端擴(kuò)大型錨桿，確保錨固支護(hù)體系能夠提供較大的抗拔力，同時(shí)還應(yīng)兼顧施工的便利性和可操作性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種張拉傘狀錨固端，在鉆進(jìn)時(shí)可隨鉆桿一起向土層深部移動(dòng)，在到位后可通過拉動(dòng)錨索使錨固端中的錨定板向周邊擴(kuò)張嵌入鉆孔深部穩(wěn)定土體，從而提高支護(hù)體系的抗拔力和穩(wěn)定性。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種基于張拉傘狀錨固端的錨固體系，用于對(duì)土質(zhì)邊坡進(jìn)行支護(hù)，其特征在于：所述錨固體系至少包括張拉傘狀錨固端及錨索，所述張拉傘狀錨固端至少包括鋼管、導(dǎo)向板、可移動(dòng)法蘭盤、錨定板和兩塊限位板，其中所述導(dǎo)向板和所述可移動(dòng)法蘭盤套裝在所述鋼管的外圍并可在所述鋼管上滑動(dòng)，所述錨定板呈傾斜向外狀布置，其一端與所述可移動(dòng)法蘭盤鉸接，其板體與所述導(dǎo)向板焊接固定，兩塊所述限位板分別固定設(shè)置在所述鋼管的外圍且分別用于對(duì)所述導(dǎo)向板和所述可移動(dòng)法蘭盤進(jìn)行限位，在所述導(dǎo)向板和所述可移動(dòng)法蘭盤上分別開設(shè)有錨索孔，所述錨索通過所述錨索孔與所述導(dǎo)向板和所述可移動(dòng)法蘭盤相連接固定，所述錨索的張拉可使所述可移動(dòng)法蘭盤沿所述鋼管滑動(dòng)并帶動(dòng)所述錨定板沿所述導(dǎo)向板外緣呈傘狀向外圍擴(kuò)張。

在所述土質(zhì)邊坡的外側(cè)設(shè)置有擋土結(jié)構(gòu)，所述錨索通過錨頭鎖緊，所述錨頭通過腰梁與所述擋土結(jié)構(gòu)相連接固定。

在所述鋼管的底部外圍固定設(shè)置有翼型鉆進(jìn)片，所述翼型鉆進(jìn)片以對(duì)稱狀均勻布置在所述鋼管的底部外圍。

一種涉及上述的基于張拉傘狀錨固端的錨固體系的應(yīng)用方法，其特征在于：用于對(duì)土質(zhì)邊坡進(jìn)行支護(hù)，所述方法至少包括以下步驟：

通過張拉傘狀錨固端中將張拉傘狀錨固端與錨索固定連接；

鉆機(jī)就位，同時(shí)將所述張拉傘狀錨固端與鉆桿相連接，將所述張拉傘狀錨固端作為鉆進(jìn)端鉆入土體直至設(shè)計(jì)深度；

在拔出所述鉆桿前，拉緊所述錨索，使所述張拉傘狀錨固端的導(dǎo)向板與錨定板之間的焊接點(diǎn)受力破壞，使可移動(dòng)法蘭盤沿鋼管滑動(dòng)并帶動(dòng)所述錨定板沿所述導(dǎo)向板的外緣向周邊外圍擴(kuò)張并嵌入鉆孔深部穩(wěn)定土體；

通過反鉆將所述鉆桿與所述張拉傘狀錨固端脫開，并拔出所述鉆桿；

向鉆孔內(nèi)部注漿，待鉆孔中漿液凝固達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)所述錨索進(jìn)行張拉并施加預(yù)緊力，待預(yù)緊力達(dá)到設(shè)計(jì)值后，將所述錨索與錨頭連接牢固形成錨固體系。

在所述張拉傘狀錨固端與所述鉆桿的鉆進(jìn)過程中，向所述鉆桿內(nèi)壓力注漿，壓力漿液通過所述張拉傘狀錨固端的薄壁鋼管的下端注入鉆孔中，沖刷并置換鉆進(jìn)過程中形成的土體殘?jiān)?，并在鉆孔周圍形成保護(hù)層。

鉆進(jìn)結(jié)束后，拉緊所述錨索的拉力大于所述導(dǎo)向板與錨定板之間的焊接點(diǎn)的極限承載力，在所述錨索的拉緊過程中記錄拉力和位移，當(dāng)其位移接近于所述可移動(dòng)法蘭盤及其對(duì)應(yīng)的限位板之間的長度時(shí)停止。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：采用所述的錨固端及由其構(gòu)成的錨固體系（主要構(gòu)件有：新型張拉傘狀錨固端、錨索、擋土結(jié)構(gòu)、腰梁、墊板及錨頭）進(jìn)行基坑和邊坡支護(hù)，錨固端的錨定板受拉張開并嵌入穩(wěn)定土層，與深部穩(wěn)定土體形成整體，錨固段除了能夠利用錨固段與體層之間的粘結(jié)摩阻力提供抗拔力外，還通過錨定板與穩(wěn)定土層之間的作用提供較大的抗拔力，可顯著提高基坑和邊坡的穩(wěn)定性；本發(fā)明鉆進(jìn)、注漿和成錨一次完成、工藝簡單、造價(jià)低廉、施工便捷，降低基坑和邊坡工程的風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明初始狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中a-a向剖視圖；

圖3為圖1中b-b向剖視圖；

圖4為本發(fā)明擴(kuò)張狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中翼型鉆進(jìn)片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明連接錨索系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1-7所示，圖中標(biāo)號(hào)1-22分別表示為：鉆桿連接卡扣1、限位板2、焊接點(diǎn)3、導(dǎo)向板4、錨索孔5、錨定板6、限位板7、薄壁鋼管8、固定銷釘9、可移動(dòng)法蘭盤10、錨索孔11、翼型鉆進(jìn)片12、錨頭13、墊板14、錨索15、張拉傘狀錨固端16、穩(wěn)定土層17、不穩(wěn)定土層18、擋土結(jié)構(gòu)19、錨索自由段20、錨索錨固段21、腰梁22。

實(shí)施例：如圖1所示，本實(shí)施例中的張拉傘狀錨固端薄壁鋼管8，在薄壁鋼管8的頂部設(shè)置有用于與鉆桿相連接固定的鉆桿連接卡扣1，使得張拉傘狀錨固端可隨著鉆桿一起鉆進(jìn)并向土體深層移動(dòng)。結(jié)合圖1和圖3所示，在薄壁鋼管8的底部外圍設(shè)置有三塊翼型鉆進(jìn)片12，三塊翼型鉆進(jìn)片12以薄壁鋼管8的圓心為中心呈中心對(duì)稱布置，以保證鉆進(jìn)土層時(shí)的受力均勻。如圖5所示，翼型鉆進(jìn)片12為燕尾形異形鋼板，其一側(cè)表面為斜面，該斜面使得三塊翼型鉆進(jìn)片12可構(gòu)成錐尖狀，從而便于薄壁鋼管8鉆進(jìn)入土層。

如圖1所示，沿薄壁鋼管8管體由底至頂方向，在其管體外圍設(shè)置有可移動(dòng)法蘭盤10以及導(dǎo)向板4，導(dǎo)向板4和可移動(dòng)法蘭盤10分別可在薄壁鋼管8的管體上上下滑動(dòng)。在在導(dǎo)向板4的外圍設(shè)置有四塊錨定板6，如圖2所示，四塊錨定板6以薄壁鋼管8的圓心為中心呈中心對(duì)稱布置。四塊錨定板6的一端分別通過固定銷釘9鉸接在可移動(dòng)法蘭盤10上，四塊錨定板6的板體分別與導(dǎo)向板4在焊接點(diǎn)3的位置臨時(shí)焊接固定。在導(dǎo)向板4上開設(shè)有錨索孔5，在可移動(dòng)法蘭盤10上開設(shè)有錨索孔11，錨索孔5和錨索孔11均用于與錨索相連接。

如圖1所示，在可移動(dòng)法蘭盤10的上方設(shè)置有限位板7，在導(dǎo)向板4的上方設(shè)置有限位板2，其中限位板7用于對(duì)可移動(dòng)法蘭盤10在薄壁鋼管8上的向上滑動(dòng)進(jìn)行限位，而限位板一方面用于對(duì)導(dǎo)向板4在薄壁鋼管8上的向上滑動(dòng)進(jìn)行限位，另一方面用于在鉆進(jìn)過程中頂推導(dǎo)向板4使錨固端可在土體中旋轉(zhuǎn)前進(jìn)。

結(jié)合圖4、圖5和圖6所示，錨索通過錨索孔5和錨索孔11分別與導(dǎo)向板4和可移動(dòng)法蘭盤10相連接。薄壁鋼管8通過鉆桿連接卡扣1與鉆桿連接。在鉆進(jìn)過程中，由于限位板2的作用，鉆桿帶動(dòng)張拉傘狀錨固端16和錨索15一起在土體中旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，鉆桿中的壓力漿液通過薄壁鋼管8的下端注入鉆孔中，沖刷并置換鉆進(jìn)過程中形成的土體殘?jiān)?，并在鉆孔周圍形成保護(hù)層防止塌孔。當(dāng)張拉傘狀錨固端16鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度時(shí)，拔出鉆桿前，拉緊錨索15帶動(dòng)可移動(dòng)法蘭盤10向鉆孔口部移動(dòng)（張拉），錨定板6會(huì)沿著導(dǎo)向板4外緣向周邊擴(kuò)張（傘狀）嵌入鉆孔深部穩(wěn)定土體，即由圖1所示的初始狀態(tài)變換為如圖4所示的擴(kuò)張狀態(tài)；當(dāng)可移動(dòng)法蘭盤10移動(dòng)至限位板7時(shí)即停止張拉錨索15，拔出鉆桿。

導(dǎo)向板4通過焊接點(diǎn)3、可移動(dòng)法蘭盤10通過固定銷釘9與錨定板6形成獨(dú)立部件，在鉆桿連接卡扣1、限位板2、限位板7、薄壁鋼管8和翼型鉆進(jìn)片12隨回轉(zhuǎn)鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)土層的過程中，該部件不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，只會(huì)在限位板2的頂推作用下和鉆桿一起向土層深部移動(dòng)，并且?guī)?dòng)錨索15一起伸長。為確保導(dǎo)向板4、可移動(dòng)法蘭盤10、錨定板6和錨索15不隨薄壁鋼管及翼型鉆進(jìn)片12旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)向板4和可移動(dòng)法蘭盤10的中部開孔直徑應(yīng)略大于薄壁鋼管8的外徑，一般優(yōu)選為1-2cm。

結(jié)合圖6和圖7所示，本實(shí)施例中的張拉傘狀錨固端16在使用時(shí)，結(jié)合錨索15、擋土結(jié)構(gòu)19、腰梁22、墊板14及錨頭13等構(gòu)件組成錨固體系。如圖7所示，張拉傘狀錨固端16穿過不穩(wěn)定土層18以持力于穩(wěn)定土層17上，以保證錨固力的穩(wěn)定。擋土結(jié)構(gòu)19設(shè)置在不穩(wěn)定土層18的外圍以對(duì)其進(jìn)行支護(hù)。錨索15與擋土結(jié)構(gòu)19之間通過腰梁22相連接固定。錨索15在土層內(nèi)分為錨索自由段20、錨索錨固段21，其中錨索自由段20指的是未注漿段，錨索錨固段21指的是注漿段。

本實(shí)施例具有如下施工步驟：

1）根據(jù)邊坡高度、地層物性參數(shù)及規(guī)范要求，計(jì)算支護(hù)方案，確定單個(gè)錨索系統(tǒng)抗拔力、錨固段21長度、錨索15間距等。

2）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，制作張拉傘狀錨固端16，并與錨索15連接；

3）鉆機(jī)就位，按照設(shè)計(jì)的間距和方向?qū)埨瓊銧铄^固端16鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度，拔出鉆桿前，拉緊錨索15，導(dǎo)向板4和錨定板6之間的焊接點(diǎn)3受力破壞，可移動(dòng)法蘭盤10向上滑動(dòng)引起錨定板6繞著固定銷釘9處的鉸接點(diǎn)逐步旋轉(zhuǎn)并沿著導(dǎo)向板4外緣向周邊擴(kuò)張嵌入鉆孔深部穩(wěn)定土體，從而提高支護(hù)體系的抗拔力和穩(wěn)定性。錨定板6的擴(kuò)張動(dòng)作直至可移動(dòng)法蘭盤10移動(dòng)至限位板7時(shí)停止。

4）通過反鉆將鉆桿與張拉傘狀錨固端16脫開，并拔出鉆桿。

5）向錨固段21注漿，待鉆孔中漿液凝固達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將錨索15與錨頭13處的張拉設(shè)備連接，并施加預(yù)緊力，待預(yù)緊力達(dá)到設(shè)計(jì)值后，在擋土結(jié)構(gòu)19的外側(cè)安裝腰梁22和墊塊14，再將錨頭13鎖緊錨索15形成穩(wěn)定可靠的錨固體系。

6）對(duì)錨固體系中的各個(gè)錨索系統(tǒng)重復(fù)1）-5）的步驟完成整個(gè)錨固體系施工。

本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí)：錨索15可以是連接錨頭13和可移動(dòng)法蘭盤10的鋼絲、鋼絞線或玻璃纖維筋。

為了確保鉆進(jìn)的順利進(jìn)行，避免錨定板6在鉆進(jìn)過程中已嵌入周邊土體，錨定板6的初始張開直徑應(yīng)小于翼型鉆進(jìn)片12的張開直徑。

錨定板6的數(shù)量可選為4-8片，但其分布同樣應(yīng)以薄壁圓管8的圓心為中心呈中心對(duì)稱布置；同樣地，錨索15數(shù)量為2-4束，用于連接錨索15的錨索孔5和錨索孔11也應(yīng)以薄壁圓管8的圓心為中心呈中心對(duì)稱開設(shè)在導(dǎo)向板4和可移動(dòng)法蘭盤10上。

雖然以上實(shí)施例已經(jīng)參照附圖對(duì)本發(fā)明目的的構(gòu)思和實(shí)施例做了詳細(xì)說明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在沒有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對(duì)本發(fā)明作出各種改進(jìn)和變換，故在此不一一贅述。