專利名稱：內(nèi)置式可回收擴體錨索及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域的巖土臨時錨固工程使用的錨索及用該錨索對巖土進行錨固的施工方法。
背景技術(shù)：
深基坑工程施工中殘留鋼絞線對周邊環(huán)境的影響是新時期巖土工程研發(fā)的熱點之一，在一些短期的臨時性施工工程中，臨時開挖階段結(jié)束以后，存在于土體中的高強度鋼絞線不僅對本工程的地下環(huán)境造成了影響，同時也極大的影響了周邊環(huán)境的未來開發(fā)建設(shè)。支護工程施工作業(yè)完成后的鋼絞線如不及時回收，周邊環(huán)境后續(xù)開發(fā)勢必會造成重復(fù)施工，增加額外的鋼絞線處理成本，不僅浪費大量的人力物力，增加工程建設(shè)費用，同時，鋼絞線的機械拆除施工會擾動原有的地下建筑結(jié)構(gòu)，破壞原有的應(yīng)力平衡，給前期構(gòu)筑物穩(wěn)定帶來不利影響。 隨著工程施工難度的增加，建筑本體周邊的環(huán)境日趨復(fù)雜，對能夠提供單錨高倍承載力的錨桿或錨索的需求越來越大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)置式可回收擴體錨索，其鋼絞線可回收并且承載力較聞。本發(fā)明的另一目的是提供一種使用內(nèi)置式可回收擴體錨索對巖土進行錨固的施工方法，該方法提高錨固強度，適應(yīng)軟弱土體。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種內(nèi)置式可回收擴體錨索，包括注漿管、鋼絞線、柔性伸縮套，柔性伸縮套套在注漿管上，還包括擴體展開臂、鋼絞線自由滑移倉、固定承載裝置，所述注漿管上部套有鋼絞線自由滑移倉，所述注漿管下端設(shè)有固定承載裝置，所述注漿管中部設(shè)有單向注漿裝置，若干根擴體展開臂周向均布于所述注漿管外圍，所述各擴體展開臂上端均固定于所述鋼絞線自由滑移倉底部，各擴體展開臂下端均固定于所述固定承載裝置頂部，并且所述各擴體展開臂中部均為彎折部，各彎折部均設(shè)有彈性內(nèi)線夾，所述鋼絞線自由滑移倉相對所述注漿管沿軸向可移動，所述若干根鋼絞線的中部從所述固定承載裝置底部繞過，所述若干根鋼絞線兩端分別可滑動連接于所述鋼絞線自由滑移倉上并且兩端部分別伸出所述鋼絞線自由滑移倉，所述每根鋼絞線均從所述注漿管兩側(cè)的兩個擴體展開臂的彈性內(nèi)線夾內(nèi)穿過，所述鋼絞線自由滑移倉相對所述注漿管沿軸向向下移動時，所述擴體展開臂的彎折部帶動所述鋼絞線沿徑向向外擴張，所述柔性伸縮套套在所述擴體展開臂及鋼絞線外，并且所述柔性伸縮套上端密封固定于所述鋼絞線自由滑移倉底部、下端密封固定于所述固定承載裝置上。本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索，其中，所述注漿管上部設(shè)有螺紋，所述鋼絞線自由滑移倉底部端面上設(shè)有中心螺紋孔，所述注漿管上部螺接于所述中心螺紋孔內(nèi)、下端部相對所述固定承載裝置軸向固定、徑向可轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索，其中，所述鋼絞線自由滑移倉底部固定有上鎖定裝置，所述固定承載裝置底部通過直肋板連接有下鎖定裝置，并且所述上下鎖定裝置表面均設(shè)有若干道相互平行的周向卡槽，所述柔性伸縮套上端套在所述上鎖定裝置上，并通過上定位卡套卡固在所述上鎖定裝置的周向卡槽內(nèi)，所述柔性伸縮套下端套在所述下鎖定裝置上，并通過下定位卡套卡固在所述下鎖定裝置的周向卡槽內(nèi)。本發(fā)明內(nèi)置式可回收 擴體錨索，其中，還包括鉆尖，所述鉆尖固定于所述下鎖定裝直底部端面中心。本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索，其中，所述鉆尖帶有緩震體。本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索，其中，所述下鎖定裝置底部端面中心設(shè)有軸向螺紋固定槽，所述緩震體為圓錐形，并且所述緩震體上設(shè)有軸向安裝孔，所述鉆尖螺接于所述軸向安裝孔內(nèi)，并且所述鉆尖室外兩端均伸出所述緩震體外，其中所述鉆尖的安裝端)螺接于所述下鎖定裝置的軸向螺紋固定槽內(nèi)。本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索，其中，所述每根擴體展開臂均包括相互鉸接的擴體展開上臂和擴體展開下臂，所述擴體展開上臂上端固定于所述鋼絞線自由滑移倉下端面，所述擴體展開下臂下端固定于所述固定承載裝置上端面。采用上述內(nèi)置式可回收擴體錨索施工的方法，包括以下步驟A、在預(yù)定位置打直孔并在直孔末端打擴孔段，B、將本發(fā)明可回收擴體錨索通過上述直孔放入所述擴孔段內(nèi)，通過所述注漿管將高壓漿體注入所述柔性伸縮套內(nèi)，所述柔性伸縮套在壓力驅(qū)動下展開形成柱狀膨脹體，并對柔性伸縮套周圍的土體進行擠壓，C、旋轉(zhuǎn)所述注漿管，所述鋼絞線、擴體展開臂在所述鋼絞線自由滑移倉的帶動下沿所述注漿管下滑，所述鋼絞線、擴體展開臂中部沿徑向向外擴張，增大了所述鋼絞線前端的曲率半徑，D、所述柔性伸縮套內(nèi)的注漿經(jīng)過快速硬化并滿足養(yǎng)護期限后，對本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索進行張拉鎖定，然后按照上述A-D順序進行下一根內(nèi)置式可回收擴體錨索的施工作業(yè)，E、在本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索的使用功能完成以后，拉所述鋼絞線的一端，將整根鋼絞線抽出回收。本發(fā)明所述的施工方法，在所述步驟A中，采用帶套管的錨桿鉆機在預(yù)定的位置鉆孔并擴孔，鉆機鉆孔與下套管作業(yè)同時進行，并且整個鉆進的過程中，一直保持套管直通孔底，并在所述步驟C結(jié)束后將所述套管抽出。本發(fā)明所述的施工方法，在所述步驟A中，打孔結(jié)束后將水泥濃漿注入孔底部，置換成孔過程中的混合漿液。采用上述方案后，本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索由于鋼絞線中部繞在固定承載裝置上兩端可滑動固定于鋼絞線自由滑移倉，因此在施工結(jié)束后可將鋼絞線抽出收回，降低因錨固工程對地下環(huán)境造成的影響，回收的后的鋼絞線可以降低等級或者以其它方式回收利用，大大降低了本工程及周邊工程的建設(shè)費用，并且鋼絞線、擴體展開臂可沿注漿管向下滑動并沿徑向向外擴張，增大了鋼絞線前端的曲率半徑，使錨索承載力更高，并增強了錨桿在軟弱土體中的承載能力，并且本發(fā)明的各部件可標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制，使用時可快速及時安裝，在工程搶險時具有極大的優(yōu)越性。另外，下鎖定裝置底部端面中心設(shè)有鉆尖，鉆尖帶有緩震體，因此在施工時更便于將錨桿置入錨桿孔內(nèi)。采用本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索施工的方法，由于在本施工方法中采用的錨索的鋼絞線可回收，因此降低施工成本并且減少地下污染，有利于節(jié)能減排。另外，本發(fā)明施工方法中，由于錨索采用承壓型囊式擴體錨固工藝，提高了擴體錨固段內(nèi)的注漿固結(jié)體質(zhì)量，提高錨固強度，適應(yīng)軟弱土體。還有，用帶套管的錨桿鉆機在預(yù)定的位置鉆孔并擴孔，套管可保護鉆桿避免破損。


圖I是本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索的主視剖視圖；圖2是本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索在土體中的注漿狀態(tài)圖；圖3是本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索的擴體展開臂和鋼絞線徑向擴張后的狀態(tài)圖；圖4是本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索的鋼絞線拆除狀態(tài)圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索包括注漿管I、擴體展開臂2、鋼絞線3、鋼絞線自由滑移倉4、固定承載裝置5、柔性伸縮套6、上、下鎖定裝置71、72，緩震橡膠體8、鉆尖9，其中，注漿管I中部設(shè)有單向注漿裝置11、上部設(shè)有螺紋，鋼絞線自由滑移倉4底部端面上設(shè)有中心螺紋孔，注漿管I上部螺接于鋼絞線自由滑移倉4的中心螺紋孔內(nèi)、下部通過旋轉(zhuǎn)式固定夾片12設(shè)置于固定承載裝置5上，固定承載裝置5底面為圓弧形表面，并且圓弧形表面上設(shè)有多條相互平行的橫向圓弧形溝槽，及一條與上述多條相互平行的橫向圓弧形溝槽呈十字交叉的縱向圓弧形溝槽，橫向圓弧形溝槽與縱向圓弧形溝槽位于固定承載裝置5表面的不同深度處，四根擴體展開臂2周向均布于注漿管I外圍，每根擴體展開臂2包括相互鉸接的擴體展開上臂21和擴體展開下臂22，擴體展開上臂21和擴體展開下臂22相互鉸接的鉸接處設(shè)有彈性內(nèi)線夾10，擴體展開上臂21上端焊接于鋼絞線自由滑移倉4下端面，擴體展開下臂22下端焊接于固定承載裝置5上端面，多根鋼絞線3的中部從固定承載裝置5底部繞過并且各鋼絞線3分別設(shè)置于一個圓弧形溝槽內(nèi)，多根鋼絞線3兩端分別從鋼絞線自由滑移倉4的底部端面穿過并伸出鋼絞線自由滑移倉4，并在鋼絞線自由滑移倉4內(nèi)添加密封填料41堵塞各接縫，每根鋼絞線3均從注漿管I兩側(cè)的兩個擴體展開臂2上的彈性內(nèi)線夾10內(nèi)穿過，鋼絞線3可以是無粘結(jié)鋼絞線、表面涂油的鋼絞線、套管鋼絞線、涂油的鋼絲繩等，上鎖定裝置71焊接于鋼絞線自由滑移倉4底部、下鎖定裝置72通過直肋板51焊接于固定承載裝置5底部，并且上下鎖定裝置71、72表面均設(shè)有多道相互平行的周向卡槽，柔性伸縮套6套在擴體展開臂2、鋼絞線3外，并且柔性伸縮套6上端套在上鎖定裝置71上，并通過上定位卡套711卡固在上鎖定裝置71的周向卡槽內(nèi)，柔性伸縮套6下端套在下鎖定裝置72上，并通過下定位卡套721卡固在下鎖定裝置72的周向卡槽內(nèi)，柔性伸縮套6為高強度伸縮材料，可以滿足壓力在O. 2-5Mpa內(nèi)的壓力要求，在膨脹前是兩端開口的束緊的袋裝，膨脹后呈圓柱狀，下鎖定裝置72底部端面的中心設(shè)有軸向螺紋固定槽，緩震橡膠體8、鉆尖9，緩震橡膠體8為圓錐形，在緩震橡膠體8上設(shè)有軸向安裝孔，鉆尖9螺接于該軸向安裝孔內(nèi)，并且鉆尖9兩端均伸出緩震橡膠體8外，其中鉆尖9的安裝端91螺接于下鎖定裝置72的軸向螺紋固定槽內(nèi)。鋼絞線自由滑移倉4、上鎖定裝置71、固定承載裝置5、直肋板51、下鎖定裝置72可采用碳鋼、不銹鋼，或采用塑料，自由滑移倉4與上鎖定裝置71 一體成型，固定承載裝置5、直肋板51、下鎖定裝置72 —體成型。在施工過程中，首先用錨桿鉆機到達預(yù)定的位置鉆孔并擴孔，可根據(jù)土層情況，選用機械擴孔、高壓噴射擴孔或爆破擴孔等工藝打直孔并在直孔末端打擴孔段15，如圖2所示，在土體較松軟的情況下，也可以直接采用注漿擠擴的方法得到直孔及擴孔段15，隨即進行錨索灌漿及注漿置換，將水灰比為O. 35、. 6的水泥濃漿注入孔底部，置換成孔過程中的混合漿液。然后將本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索通過上述直孔放入擴孔段15內(nèi)，將注漿管I將高壓漿體注入柔性伸縮套6內(nèi)，柔性伸縮套6在高壓注漿的壓力驅(qū)動下，逐漸展開，形成柱狀膨脹體，并對柔性伸縮套6周圍的土體進行擠壓，旋轉(zhuǎn)注漿管1，鋼絞線3、擴體展開臂2在鋼絞線自由滑移倉4的帶動下沿注漿管I下滑，鋼絞線3、擴體展開臂2徑向擴張，如圖3所示，增大了鋼絞線3前端的曲率半徑，柔性伸縮套6內(nèi)的注漿經(jīng)過快速硬化并滿足養(yǎng)護期限后，對本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索進行張拉鎖定，張拉值要達到設(shè)計值的I. 05^1. 2倍，然后將鉆機移位準(zhǔn)備下一根內(nèi)置式可回收擴體錨索的施工作業(yè)。本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索的使用功能完成以后，基坑支護結(jié)束，應(yīng)用液壓油缸或是挖掘機械在鋼絞線3的端頭張拉，將整根鋼絞線3抽出回收，如圖4所示。另外，施工過程中，還可采用帶套管的錨桿鉆機在預(yù)定的位置鉆孔并擴孔，鉆機鉆孔與下套管作業(yè)同時進行，整個鉆進的過程中，一直保持套管直通孔底，得到直孔及直孔末端的擴孔段，并將水灰比為O. 35、. 6的水泥濃漿注入孔底部，置換成孔過程中的混合漿液，然后將鉆桿提出，套管提升至直孔段，將本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索經(jīng)直孔放置入擴孔段，經(jīng)注漿管將高壓漿體注入柔性伸縮套6內(nèi)，柔性伸縮套6在高壓注漿的壓力驅(qū)動下，逐漸展開，形成柱狀膨脹體，并對柔性伸縮套6周圍的土體進行擠壓，旋轉(zhuǎn)注漿管1，鋼絞線3、擴體展開臂2在鋼絞線自由滑移倉4的帶動下沿注漿管I下滑，鋼絞線3、擴體展開臂2徑向擴張，如圖3所示，增大了鋼絞線3前端的曲率半徑，這時將套管抽出，柔性伸縮套6內(nèi)的注漿經(jīng)過快速硬化并滿足養(yǎng)護期限后，對本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索進行張拉鎖定，張拉值要達到設(shè)計值的I. 05^1. 2倍，然后將鉆機移位準(zhǔn)備下一根內(nèi)置式可回收擴體錨索的施工作業(yè)。本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索的使用功能完成以后，基坑支護結(jié)束，應(yīng)用液壓油缸或是挖掘機械在鋼絞線3的端頭張拉，將整根鋼絞線3抽出回收，如圖4所
示。
以上所述實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置式可回收擴體錨索，包括注漿管(I)、鋼絞線(3)、柔性伸縮套(6)，柔性伸縮套(6)套在注漿管(I)上，其特征在干還包括擴體展開臂(2)、鋼絞線自由滑移倉(4)、固定承載裝置(5)，所述注漿管(I)上部套有鋼絞線自由滑移倉(4)，所述注漿管(I)下端設(shè)有固定承載裝置(5)，所述注漿管(I)中部設(shè)有單向注漿裝置(11)，若干根擴體展開臂(2)周向均布于所述注漿管(I)外圍，所述各擴體展開臂(2)上端均固定于所述鋼絞線自由滑移倉(4)底部，各擴體展開臂(2)下端均固定于所述固定承載裝置(5)頂部，并且所述各擴體展開臂(2)中部均為彎折部，各彎折部均設(shè)有彈性內(nèi)線夾(10)，所述鋼絞線自由滑移倉(4)相對所述注漿管(I)沿軸向可移動，所述若干根鋼絞線(3)的中部從所述固定承載裝置(5)底部繞過，所述若干根鋼絞線(3)兩端分別可滑動連接于所述鋼絞線自由滑移倉(4)上并且兩端部分別伸出所述鋼絞線自由滑移倉(4)，所述每根鋼絞線(3)均從所述注漿管(I)兩側(cè)的兩個擴體展開臂(2)的弾性內(nèi)線夾(10)內(nèi)穿過，所述鋼絞線自由滑移倉(4)相對所述注漿管(I)沿軸向向下移動時，所述擴體展開臂(2)的彎折部帶動所述鋼絞線(3)沿徑向向外擴張，所述柔性伸縮套(6)套在所述擴體展開臂(2)及鋼絞線(3)タト，并且所述柔性伸縮套(6)上端密封固定于所述鋼絞線自由滑移倉(4)底部、下端密封固定于所述固定承載裝置(5)上。
2.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)置式可回收擴體錨索，其特征在于所述注漿管(I)上部設(shè)有螺紋，所述鋼絞線自由滑移倉(4)底部端面上設(shè)有中心螺紋孔，所述注漿管(I)上部螺接于所述中心螺紋孔內(nèi)、下端部相對所述固定承載裝置(5)軸向固定、徑向可轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要2所述的內(nèi)置式可回收擴體錨索，其特征在于所述鋼絞線自由滑移倉(4)底部固定有上鎖定裝置(71)，所述固定承載裝置(5)底部通過直肋板(51)連接有下鎖定裝置(72)，并且所述上下鎖定裝置(71、72)表面均設(shè)有若干道相互平行的周向卡槽，所述柔性伸縮套(6)上端套在所述上鎖定裝置(71)上，并通過上定位卡套(711)卡固在所述上鎖定裝置(71)的周向卡槽內(nèi)，所述柔性伸縮套(6)下端套在所述下鎖定裝置(72)上，并通過下定位卡套(721)卡固在所述下鎖定裝置(72)的周向卡槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)置式可回收擴體錨索，其特征在于還包括鉆尖(9)，所述鉆尖(9)固定于所述下鎖定裝置(72)底部端面中心。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)置式可回收擴體錨索，其特征在于所述鉆尖(9)帶有緩震體(8)。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)置式可回收擴體錨索，其特征在于所述下鎖定裝置(72)底部端面中心設(shè)有軸向螺紋固定槽，所述緩震體(8)為圓錐形，并且所述緩震體(8)上設(shè)有軸向安裝孔，所述鉆尖(9)螺接于所述軸向安裝孔內(nèi)，并且所述鉆尖(9)兩端均伸出所述緩震體(8)外，其中所述鉆尖(9)的安裝端(91)螺接于所述下鎖定裝置(72)的軸向螺紋固定槽內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)置式可回收擴體錨索，其特征在于所述每根擴體展開臂(2)均包括相互鉸接的擴體展開上臂(21)和擴體展開下臂(22)，所述擴體展開上臂(21)上端固定于所述鋼絞線自由滑移倉(4)下端面，所述擴體展開下臂(22)下端固定于所述固定承載裝置(5)上端面。
8.采用上述I至7任一所述的內(nèi)置式可回收擴體錨索施工的方法，其特征在于包括以下步驟A、在預(yù)定位置打直孔并在直孔末端打擴孔段(15)， B、將本發(fā)明可回收擴體錨索通過上述直孔放入所述擴孔段(15)內(nèi)，通過所述注漿管(I)將高壓漿體注入所述柔性伸縮套(6)內(nèi)，所述柔性伸縮套(6)在壓カ驅(qū)動下展開形成柱狀膨脹體，并對柔性伸縮套(6)周圍的土體進行擠壓， C、旋轉(zhuǎn)所述注漿管(1)，所述鋼絞線(3)、擴體展開臂(2)在所述鋼絞線自由滑移倉(4)的帶動下沿所述注漿管(I)下滑，所述鋼絞線(3)、擴體展開臂(2)中部沿徑向向外擴張，增大了所述鋼絞線(3)前端的曲率半徑， D、所述柔性伸縮套(6)內(nèi)的注漿經(jīng)過快速硬化并滿足養(yǎng)護期限后，對本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索進行張拉鎖定，然后按照上述A-D順序進行下一根內(nèi)置式可回收擴體錨索的施工作業(yè)， E、在本發(fā)明的內(nèi)置式可回收擴體錨索的使用功能完成以后，拉所述鋼絞線(3)的一端，將整根鋼絞線(3)抽出回收。
9.如權(quán)利要求8所述的施工方法，其特征在于在所述步驟A中，采用帶套管的錨桿鉆機在預(yù)定的位置鉆孔并擴孔，鉆機鉆孔與下套管作業(yè)同時進行，并且整個鉆進的過程中，一直保持套管直通孔底，并在所述步驟C結(jié)束后將所述套管抽出。
10.如權(quán)利要求9所述的施工方法，其特征在于在所述步驟A中，打孔結(jié)束后將水泥濃漿注入孔底部，置換成孔過程中的混合漿液。
全文摘要
一種內(nèi)置式可回收擴體錨索及其施工方法，內(nèi)置式可回收擴體錨索包括注漿管、擴體展開臂、鋼絞線、鋼絞線自由滑移倉、固定承載裝置、柔性伸縮套，注漿管上部套有鋼絞線自由滑移倉、下端設(shè)有固定承載裝置，擴體展開臂均布于注漿管外圍，并且各擴體展開臂上端固定于鋼絞線自由滑移倉底部、下端固定于固定承載裝置頂部，鋼絞線自由滑移倉相對注漿管沿軸向可移動，若干根鋼絞線的中部從固定承載裝置底部繞過、兩端分別固定于鋼絞線自由滑移倉上并且兩端部分別伸出鋼絞線自由滑移倉，柔性伸縮套套在所述擴體展開臂及鋼絞線外。本發(fā)明內(nèi)置式可回收擴體錨索，其鋼絞線可回收并且承載力較高。
文檔編號E02D5/74GK102650132SQ201210151278
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者劉鐘, 張義, 楊松, 賈玉棟, 馬利軍 申請人:中冶建筑研究總院有限公司, 中國京冶工程技術(shù)有限公司