[发明专利]流砂层中掩护式成锚的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及岩土工程中对软弱土体加固和支护的一种地锚施工方法。

二、背景技术

在软弱土层中构建地下设施(地下室、人防工程、地下交通隧道等)，由于土体的软弱松散，土体本身的强度很低和自稳性很差，在构建这些地下建筑物时，必须对土体边坡进行加固与支护。目前通常采用锚杆、土钉、土锚及锚桩等方法，这些主动加固方法具有高效与低成本的特点，很受人们的青睐，但由于在含承压水流砂层中钻孔时的喷砂与塌孔，导致施工难度很大，使人们往往不得不放弃这类支护形式。为了使锚杆(桩)在承压水流砂层中得到广泛应用，必须采用一种掩护式施工方法。

三、发明内容

本发明专利的具体内容如下：

1、斜向旋喷掩护成锚方法，详见图1

在流砂层中成锚杆(桩)孔之前，先在成锚的位置上，预先采用高(中)压(压力10～20MPa)斜向旋喷机，按设计的锚杆(桩)位置施工一个旋喷桩体。施工斜向旋喷桩时，要求凿穿止水帷幕的旋喷钻头外径与钻杆外径之差在5mm以内，在止水帷幕处钻孔与钻杆之间的空隙将控制在5mm之内，旋喷时，被水泥浆置换出的泥浆能从这个空隙中排出，而流砂(粉砂或细砂)内的空隙被高(中)压水泥浆所充填，原空隙中的水被挤走，在钻杆周围一定范围内的流砂层失去了流动性。在钻杆周围形成的旋喷桩体，其直径大小与旋喷压力、水泥浆注入量及水泥浆的浓度有关。当旋喷钻杆达到设计锚杆(桩)的长度+500mm后，钻具回退，回退过程中要求继续旋喷水泥浆。到达孔口时，用事先緾有麻丝的木塞将孔口堵死，以防水砂和水泥浆液从孔口流出。

等待24～36小时后，取出堵孔的木塞，观察孔口，若无流砂流出时，就可以进行锚杆(桩)孔的钻孔施工了，若仍有流砂流出，则需再堵上该孔等待8小时。

施工锚杆孔的位置和方向(倾角和方位)要求必须与原预先施工的旋喷桩重合，锚杆孔应位于旋喷桩的中轴线上，且长度小于预先施工的旋喷桩长度，成孔的直径小于旋喷桩的直径。这时，在刚刚呈初凝状态的水泥土体(旋喷桩体)掩护下，锚杆成孔不再出现喷砂与塌孔现象，成孔非常安全，并能使施工的锚杆(桩)获得较高的锚固力。

2、便携装配式套管掩护成锚方法，详见图2

先用Φ150的合金钻头，凿止水帷幕厚度达4/5，在此位置上安装好便携装配式防喷套管，如图3所示，同时将防喷开关关闭；

换上一次成锚的钻具，带上锚锭板和锚筋，插入防喷套管中凿穿剩余的止水帷幕；

控制防喷套管上的溢流阀，控制泥浆的流出量，并使细砂不要流出；

按成锚的施工工艺要求，应采用一次成锚方法成锚，以防流砂层中塌孔。

锚杆(桩)安装完成后，取出防喷套管，并用快凝水泥堵住孔口。

四、附图说明

图1斜向旋喷掩护成锚的施工方法

1---止水帷幕(水泥土桩墙或地下连续墙)；2—安装锚杆或锚桩的成孔钻杆；3—流砂土层；4---成锚钻孔的钻头；5---旋喷水泥土桩体。

图2便携装配式套管掩护成锚的施工方法

1---止水帷幕(水泥土桩墙或地下连续墙)；2—安装锚杆或锚桩的成孔钻杆；3—流砂土层；4---成锚钻孔的钻头；5---便携装配式套管；6---安装的锚筋体。

图3便携装配式套管结构

7---套管组装的铰链；8---防喷控制阀；9---套管组装的密封层；10---密封作用的橡胶层；11---锚筋的引出孔；12---钻杆的引出孔；13---套管的把手。

五、具体实施方式

(一)、斜向旋喷掩护式成锚方法

施工工艺如下：

1、先用Φ60～80的合金钻头，凿穿止水帷幕，紧接着向流砂层中加压喷注水泥浆；

2、喷注水泥浆的水灰比为0.6～0.8，注浆压力10～20MPA，注浆量为75～100Kg/m桩长的水泥量；

3、当旋喷桩长达设计的锚杆(桩)长度后，退出钻杆，并用相应直径的木塞将孔口堵住；

4、等待24～36小时后，打开木塞后观察，若无流砂流出，则按步骤5施工锚杆(桩)，若仍有喷砂涌水现象，需再等待8小时；

5、换上成锚孔的钻具，钻出锚杆(桩)孔，要求钻孔位于预先施工的旋喷桩之中轴线上；

6、退出成锚孔的钻具，安装锚筋，结束后应用速凝水泥堵住孔口。

(二)、便携装配式套管掩护式成锚方法

施工工艺如下：

1、先用Φ150的合金钻头，凿穿止水帷幕4/5，安装好便携装配式防喷套管，同时将防喷开关关闭，以防流砂流出；