專利名稱：一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錨桿施工的擴孔法，尤其是利用高壓液體噴射擴孔的方法。特別適用于予應(yīng)力錨桿、非予應(yīng)力錨桿以及土釘?shù)鹊臄U孔。
在基坑支護、邊坡支護、滑坡治理以及建筑物抗浮工程中，錨桿被大量采用?，F(xiàn)行的錨桿施工工藝一般是先用鉆機(包括各種專用的錨桿機)成孔，再將錨桿桿體放入孔內(nèi)，然后向孔內(nèi)灌漿，漿液凝固后錨桿即可承受拉力。用鉆機鉆成的錨孔一般都是園柱形的，直徑也較小，錨桿抗拔力受到限制。為了顯著提高錨桿的抗拔力，需要將錨孔進行擴大，尤其是對錨固段局部的擴大形成葫蘆狀或葫蘆串狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的發(fā)明人是長期從事巖土工程、特別是錨桿作業(yè)的專業(yè)人士。根據(jù)文獻(xiàn)檢索，為了進行擴孔，現(xiàn)有技術(shù)一直在鉆孔機具上進行改進。如中國專利公開了一種申請?zhí)枮?7221000、發(fā)明名稱為“錨桿擴底鉆頭”的實用新型專利；中國專利還公開了另一種申請?zhí)枮?4108778、發(fā)明名稱為“大頭錨桿施工方法及其使用的專用鉆機”的發(fā)明專利申請技術(shù)等等。這些技術(shù)從理論上看可行，能進行擴孔，但通過工程實踐經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)主要存在如下缺點1、鉆機擴孔時對土層的擾動較大，容易引起塌孔，使錨桿桿體無法放入錨孔內(nèi)，導(dǎo)致工程施工失??；2、對鉆機設(shè)備改動大，鉆機復(fù)雜；3、鉆孔施工困難，尤其是由于錨桿直徑小(一般10cm左右)，在孔內(nèi)難以操作，也不能適應(yīng)惡劣的鉆孔條件；4、必須擴完孔后才能放錨桿；5、普通鉆機不能使用。綜上所述，在鉆機上進行改進的現(xiàn)有技術(shù)，適用性差，不具有實質(zhì)性的技術(shù)進步。迄今為止，在實際工程中尚無應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)擴孔成功的實例，也未見專業(yè)學(xué)術(shù)刊物有過類似的報道。
本發(fā)明的目的是提出一種操作方便、適用性強、效果好的用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，尤其是解決土層產(chǎn)生塌孔所帶來的問題和高壓噴射擴孔裝置與錨桿灌漿設(shè)備合二為一的問題。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，在錨孔成形之后，包括如下工藝步驟a、將接有高壓管的噴頭放入錨孔內(nèi)，高壓管的另一端接高壓泵；b、用高壓泵使待噴射液體增壓；c、通過高壓管將增壓后的液體送到噴頭上經(jīng)噴嘴噴射出來，沖擊錨孔孔壁的土體使錨孔擴大。
在步驟b之前，將錨桿桿體放入錨孔內(nèi)預(yù)定位置。
高壓泵使液體產(chǎn)生的高壓值為5至40Mpa。
高壓泵使液體產(chǎn)生的高壓值為12至40Mpa。
噴頭的中部附近橫截面上均勻間隔120°設(shè)置3個沿徑向布置的噴嘴。
噴射液體是水、油或各種水溶液。
噴射液體是水泥漿液、膠液或各種化學(xué)漿液。
噴頭首先停留在錨孔的底部進行定點噴射，然后對錨孔的全程孔壁進行定點或連續(xù)噴射擴孔，在錨孔內(nèi)形成葫蘆狀或葫蘆串狀的擴大頭。
使高壓管轉(zhuǎn)動，帶動噴頭旋轉(zhuǎn)，形成旋轉(zhuǎn)噴射。
一種高壓噴射擴孔裝置，由高壓泵、一端與高壓泵連接的高壓管、以及連接在高壓管另一端的帶有噴嘴的噴頭所組成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、容易操作，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺點。而且，更重要的技術(shù)進步在于1、突破了傳統(tǒng)的思維定式，克服了人們一直認(rèn)為“錨桿擴孔只能在鉆頭上想辦法”的偏見，用最‘簡單’的方法解決了業(yè)界長期困擾的技術(shù)難題；2、可以在錨桿桿體放入錨孔之后再進行擴孔，從而避免了擴孔時可能發(fā)生的塌孔而致使工程施工失敗的事故；3、用噴管、噴頭代替鉆機擴孔，更加靈活、方便，可以很方便地對錨孔的全程孔壁進行噴射擴孔，清除孔壁的泥皮，使孔壁變糙，摩阻力增加，在錨孔內(nèi)形成葫蘆狀或葫蘆串狀的擴大頭，錨桿抗拔力大大提高；4、本發(fā)明可以對現(xiàn)有的錨桿灌漿設(shè)備進行改造，使之又能擴孔又能灌漿，還能使高壓噴射擴孔與錨桿灌漿兩道工序一步完成；5、在噴射擴孔過程中即使出現(xiàn)塌孔也不再會出現(xiàn)施工困難的情況，相反地，塌方的土粒尤其砂粒能很好地與水泥漿混合成為很好的固結(jié)體，錨桿的擴大頭更大，抗拔力更高。
下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步描述

圖1為本發(fā)明的高壓噴射擴孔裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例一參照圖1，一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其高壓噴射擴孔裝置由高壓泵2、一端連接在高壓泵2上的高壓管3、以及安裝在高壓管3另一端的帶有噴嘴6的噴頭7所組成。在錨孔5成孔后，將安裝在高壓管3一端的帶有噴嘴6的噴頭7放入錨孔5內(nèi)，由與高壓管3另一端相連的高壓泵2使液體增壓并通過高壓管3將高壓液體輸送到噴頭7并經(jīng)噴頭7上的噴嘴6噴射出來，從而沖擊錨孔5孔壁的土體而使錨孔5擴大。在上述方案中，為了避免由于高壓噴射擴孔可能引起的塌孔而致使錨桿桿體4無法放入到錨孔5之中，可以在錨桿桿體4放入到錨孔5中的預(yù)定位置之后再由高壓泵2使液體增壓并通過高壓管3、噴頭7和噴嘴6進行高壓噴射擴孔。上述方案中，噴射液體可以為水泥漿，包括以水泥為主劑添加了其他輔助材料的漿液，也可以為水，還可以是其他化學(xué)漿液。上述方案中，高壓泵2使液體產(chǎn)生的壓力值應(yīng)根據(jù)土層的性狀和錨孔5擴孔大小的要求來確定，一般來說，土層越硬，錨孔5擴孔要求越大，則所需的壓力值就越高。對于較松散的砂土層，壓力值可以為5至40Mpa或更高；對于一般砂層和粘土層，壓力值可以為12-40Mpa或更高；對于較硬的粘土層，壓力值應(yīng)不低于20Mpa；對于堅硬的粘土層或巖石層，壓力值應(yīng)為20-40Mpa或更高。
在圖1中，噴頭7可為中空的柱狀、錐狀或半球狀物，它與高壓管3相連的一端為開口狀且與高壓管的內(nèi)空腔是相連通的。噴頭7與高壓管3的連接方式可以是螺紋連接、卡式連接以及粘合連接等高壓密封連接方式。噴頭7上最好有2-4個噴嘴6，這些噴嘴6最好布置在噴頭7的一個法向平面內(nèi)且呈對稱型放射狀徑向布置。噴嘴6是分布在噴頭7側(cè)壁上的小孔，其直徑為2-5mm，其形狀可以是圓柱形、圓錐形、帶喇叭口的流線形等。噴頭7的作用是將高壓管3輸送來的高壓液體經(jīng)噴頭7的內(nèi)空腔分配給各個噴嘴6噴射出來。高壓管3一端連接在高壓泵2的出口上，其作用是把高壓泵2輸出的高壓液體輸送給噴頭7。高壓管3可以是軟管如鋼絲纏繞液壓膠管、鋼絲網(wǎng)襯膠管以及鋼板襯膠管等，也可以是硬管如各種硬塑管、鋼管、銅管等。高壓管3的外徑應(yīng)較小，以方便放入錨孔5中并可方便取出。高壓泵2是一種常規(guī)的增壓設(shè)備，它從其他常規(guī)裝置或容器如水箱、水泥攪拌機、漿槽等中取得液體并把這些液體增壓后經(jīng)連接在出口上的高壓管3輸出。高壓泵2可以是各種類型的高壓水泵，其輸送液體可以是水、油或各種水溶液；也可以是各種類型的高壓泥漿泵，其輸送液體可以是水泥漿液、膠液或各種化學(xué)漿液。
實施例二參照圖1，一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，為實施例一的特例，噴頭7的前端為錐頭狀的中空園柱體，材料為不銹鋼，噴頭7的中部附近橫截面上均勻間隔120°設(shè)置3個沿徑向布置的噴嘴6，噴嘴6為園柱形，直徑2mm，噴頭7與高壓管3密封螺紋連接。高壓管3為鋼襯板高壓膠管。高壓泵2為三柱塞泵，它與高壓管3也采用密封螺紋連接。噴射液體為水，高壓泵2的進口1與水池相連并從中吸水。在錨桿施工時，當(dāng)錨孔5形成之后，將與高壓管3一端連接的噴頭7放入錨孔5的底部附近，啟動高壓泵2通過進口1取水并增壓至20MPa，通過高壓管3將高壓水輸送至噴頭7，最后經(jīng)噴頭7上的三個徑向噴嘴6噴射出來沖擊切割錨孔5孔壁的土體。為了在錨孔5的孔底形成較大的擴大頭，可以讓噴頭7在此處停留一段時間定點噴射，然后慢慢連續(xù)地外拔高壓管3而使噴頭7慢慢連續(xù)地移動，對錨孔5的全程孔壁進行噴射擴孔、沖洗泥皮、孔壁增糙，直至到錨固段結(jié)束為止，最后關(guān)閉高壓泵2，從錨孔5內(nèi)撥出高壓管3，然后按照一般的錨桿施工工藝和方法，將錨桿桿體4放入錨孔5內(nèi)并進行灌漿。
此例適合于巖層和堅硬的粘土層等不易塌孔的土層，其優(yōu)點是噴射擴孔的效果顯著，錨孔5擴孔后形狀比較均勻?qū)ΨQ。
實施例三參照圖1，一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，為實施例一的又一特例。噴頭7的前端為錐頭狀的中空柱體，材料為不銹鋼。噴頭7中部附近同一橫截面上間隔120°設(shè)置3個沿徑向布置的噴嘴6，噴嘴6為園錐形，平均直徑為3mm。高壓泵2為高壓泥漿泵，工作壓力20Mpa。高壓管3為鋼襯板高壓耐磨膠管，它與高壓泵2和噴頭7均為密封螺紋連接。噴射液體為水泥漿，高壓泵2的進口1與其他常規(guī)的水泥漿攪拌機連接。錨桿施工，當(dāng)錨孔5形成之后，將錨桿桿體4放入錨孔5中的預(yù)定位置(與高壓管3連接的噴頭7可以與錨桿桿體4同時放入錨孔5之中，也可以先于或后于錨桿桿體4放入錨孔5之中。)，然后啟動高壓泵2通過進口1從水泥攪拌機中吸取水泥漿，經(jīng)高壓泵2增壓至20MPa左右，然后通過高壓管3將高壓水泥漿輸送至噴頭7并經(jīng)噴嘴6噴射出來沖擊錨孔孔壁土體。為了在錨孔5底部形成較大的擴大頭，可以將噴頭7放在錨孔5的底部附近一段時間進行定點噴射，然后慢慢連續(xù)外撥高壓管3而使噴頭7慢慢連續(xù)地移動，對錨孔5的全程孔壁進行噴射擴孔、沖洗泥皮、孔壁增糙，直至到錨固段結(jié)束為止。錨孔5孔口冒出較濃的水泥漿后一段時間之后，可以減小高壓泵2的壓力至0.5MPa左右，或關(guān)閉高壓泵2，同時從錨孔5中完全拔出高壓管3。至此，不僅完成了錨孔5的噴射擴孔，而且錨桿施工灌漿也同時完成了，無須按錨桿施工的常規(guī)工藝另行灌注水泥漿。
此例適合于砂層以及容易塌孔的土層，其優(yōu)點一是噴射擴孔液體采用水泥漿，與常規(guī)錨桿施工的灌漿漿液相同，噴射擴孔與常規(guī)錨桿施工的灌漿工序合二為一，無需另行灌漿；二是高壓噴射擴孔與錨桿灌漿只需一套設(shè)備；三是由于在噴射擴孔之前已將錨桿桿體4放入錨孔5中，在噴射擴孔過程中即使出現(xiàn)塌孔也不再會出現(xiàn)施工困難的情況，相反地，塌孔的土粒尤其砂粒能很好地與高壓噴射水泥漿混合成為很好的固結(jié)體，錨桿的擴大頭更大，抗拔力更高。
上述實施例中，在高壓噴射擴孔時，都還可以將噴頭7停止在錨孔5中間的一些部位進行一段時間的定點噴射擴孔，以在錨孔5的中部形成一些葫蘆狀或葫蘆串狀的擴大頭，提高錨桿的抗拔力。
上述實施例中，在高壓噴射擴孔時，都還可以通過轉(zhuǎn)動高壓管3而使噴頭7轉(zhuǎn)動，從而形動轉(zhuǎn)動噴射，使擴孔效果增強。
本發(fā)明所述錨桿，既包括予應(yīng)力錨桿、非予應(yīng)力錨桿以及土釘，還包括各種不同桿體材料的錨桿，如鋼筋錨桿、鋼鉸線錨桿以及竹筋錨桿等；本發(fā)明所述錨桿，還包括水平方向、傾斜方向以及豎直方向的錨桿。
本發(fā)明不僅僅適用于對巖土類材質(zhì)錨孔的擴孔，同樣也可以適合于對其它固體類材質(zhì)錨孔的擴孔，此時，只需對不同材質(zhì)調(diào)整噴射液體的沖擊壓力和噴嘴的孔徑即可。
權(quán)利要求
1.一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于，在錨孔成形之后，包括如下工藝步驟a、將接有高壓管的噴頭放入錨孔內(nèi)，高壓管的另一端接高壓泵；b、用高壓泵使待噴射液體增壓；c、通過高壓管將增壓后的液體送到噴頭上經(jīng)噴嘴噴射出來，沖擊錨孔孔壁的土體使錨孔擴大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于在步驟b之前，將錨桿桿體放入錨孔內(nèi)預(yù)定位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于高壓泵使液體產(chǎn)生的高壓值為5至40Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于高壓泵使液體產(chǎn)生的高壓值為12至40Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于噴頭的中部附近橫截面上均勻間隔120°設(shè)置3個沿徑向布置的噴嘴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于噴射液體是水、油或各種水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于噴射液體是水泥漿液、膠液或各種化學(xué)漿液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于噴頭首先停留在錨孔的底部進行定點噴射，然后對錨孔的全程孔壁進行定點或連續(xù)噴射擴孔，在錨孔內(nèi)形成葫蘆狀或葫蘆串狀的擴大頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法，其特征在于使高壓管轉(zhuǎn)動，帶動噴頭旋轉(zhuǎn)，形成旋轉(zhuǎn)噴射。
10.一種高壓噴射擴孔裝置，其特征在于由高壓泵、一端與高壓泵連接的高壓管、以及連接在高壓管另一端的帶有噴嘴的噴頭所組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于錨桿施工的高壓噴射擴孔法,它是利用高壓泵產(chǎn)生高壓水或高壓水泥漿,對錨孔孔壁土體進行高壓噴射切割而形成擴大頭。它不僅能顯著地提高錨桿抗拔力,而且操作簡便、成本低,能適合任何土層,尤其是有效地解決了砂土層塌孔所帶來的問題。本發(fā)明可以將現(xiàn)有錨桿灌漿設(shè)備進行改造,使之既能擴孔又能灌漿,有實用推廣價值。
文檔編號E02D7/00GK1319703SQ01103578
公開日2001年10月31日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者曾慶義, 熊磊 申請人:曾慶義