[发明专利]一种高压旋喷扩大头锚杆及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑、水利、公路等基坑或边坡支护工程技术领域，尤其是涉及一种高压旋喷扩大头锚杆及其施工方法。

背景技术

在建筑、水利、公路等基坑或边坡支护工程中，锚杆是常用的支护型式，所用的锚杆通常采用螺旋钻成孔或泥浆循环钻成孔两种成孔方式。螺旋钻成孔方式存在的缺点在于：一般不能在局部和底部形成扩大体，因而锚杆的拉拔力不高，并且有时会出现缩孔和塌孔现象，进一步影响锚杆的拉拔力和质量。对于砂层，一般是采用泥浆循环钻成孔方式，但施工过程中，由于泥浆的影响使得锚杆的拉拔力大大降低，并且也无法形成提高锚杆拉拔力的局部和底部扩大体。另外，采用上述两种方式所排出的土或泥浆，也会对环境造成一定的不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构设计合理、造价经济且能大大提高锚杆拉拔力的高压旋喷扩大头锚杆。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高压旋喷扩大头锚杆，其特征在于：包括锚杆体与设置在所述锚杆体中部的局部扩大头和/或设置在所述锚杆体底部的底部扩大头，所述局部扩大头的数量为一个或多个。。

本发明还提供了一种方法步骤操作简便、施工成本低且施工效果好的高压旋喷扩大头锚杆的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、锚杆体成孔施工，其施工过程如下：

101、在钻杆的前端部同轴密封安装一高压自动旋转喷头，并根据指定的锚杆位置和锚杆体成孔方向，对钻杆的钻进方向和钻进位置进行设定；所述高压自动旋转喷头包括安装在钻杆上的圆柱状喷头本体、同轴设置在圆柱状喷头本体底部的底部喷嘴和沿圆周方向均匀布设在圆柱状喷头本体中部外侧的多个侧翼喷嘴；

102、通过高压泵将水泥浆从钻杆后端部压入钻杆内部，并逐渐压进高压自动旋转喷头；

103、压进高压自动旋转喷头的高压水泥浆在高压泵的压力作用下，从底部喷嘴和侧翼喷嘴向外喷射，喷射过程中同步对周侧的土体或砂层进行切割；同时侧翼喷嘴在高压水泥浆的喷射反力作用下，带动高压自动旋转喷头旋转并逐渐向前推进；随着钻杆和高压自动旋转喷头不断向前推进，从高压自动旋转喷头喷出的高压水泥浆逐渐切割土体或砂层至设计深度，则完成锚杆体成孔施工，获得成形的锚杆孔；

步骤二、局部扩大体和/或底部扩大体施工：在钻杆和高压自动旋转喷头向前推进过程中，根据预先确定锚杆孔中部和/或底部扩大孔径的设计位置，当钻杆和高压自动旋转喷头推进至接近设计位置或到达设计位置时，相应缓慢向前推进或停滞一段时间不向前推进，使高压自动旋转喷头长时间连续旋转喷浆切割同一处的土体或砂层，从而相应在锚杆孔的中部形成局部扩大孔径和/或在锚杆孔的底部形成底部扩大孔径，则完成中部带局部扩大体和/或底部带底部扩大体的锚杆孔施工；

步骤三、拔出钻杆和高压自动旋转喷头，在所成形的带局部扩大体和/或底部扩大体的锚杆孔中放入锚杆钢筋或锚索；

步骤四、二次补浆成形高压旋喷扩大头锚杆：从步骤三中所述锚杆孔的孔口，二次注入水泥浆，则形成中部带局部扩大头和/或底部带底部扩大头的锚杆体。

步骤101中所述的高压自动旋转喷头和钻杆之间采用密封内空轴承连接。

步骤一中所述钻杆上套装有限定所述锚杆孔的最小孔径的定位环。

步骤101中所述侧翼喷嘴与圆柱状喷头本体的外表面相切。

步骤101中所述侧翼喷嘴的数量为3个。

所述定位环套装在钻杆前部。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所成形的高压旋喷扩大头锚杆结构设计合理，并且通过锚杆体底部和中部所设置的底部扩大头和局部扩大头能充分调动锚杆底部和侧壁的拉拔力，从而大大提高了锚杆的拉拔力。

2、适用范围广，锚杆体成孔采用旋喷方式，具体是旋转喷射水泥浆的方式进行锚杆体成孔施工，因而具有较强的穿透能力，可使用于较多地层，比如较硬的土层，砂层等地层。

3、锚杆体成孔施工效果好，由于采用水泥浆旋喷成孔，因而在锚杆体成孔施工时，不会产生塌孔，缩径等现象。

4、锚杆体成孔施工方法简便，操作方便，在采用高压水泥浆旋喷成孔过程中，通过在局部(即中部)或端部(即底部)缓慢推进或停滞一定时间不向前推进，即可实现扩大孔径，从而在锚杆体成孔的中部或底部对应形成局部扩大体或端部扩大体(即底部扩大体)，注浆后所形成锚杆的拉拔力则能大大提高。