[发明专利]多重防腐型可控膨胀挤压土体锚杆及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于土木工程领域的岩土锚固工程使用的锚杆及施工方法。

背景技术

在岩土工程领域内的边坡、堤岸、基坑、隧道和地下洞室锚固工程，以及建筑物抗浮和构筑物基础抗拔等技术领域中，通常需要采用永久性系统锚杆锚固，或采用抗浮锚杆等技术手段对各类建、构筑物予以锚定加固，对于永久型土层锚杆的基本要求是耐久性和承载力。采用传统的抗拉、抗剪或抗拔锚固技术手段所施做的锚杆或锚桩在工程地质条件较为复杂的地层内，如地质体松散、地下水水头较高、动水压力较大，特别对于地层或地下水对混凝土和筋材具有较强腐蚀性条件下，永久性锚固、抗浮或抗拔工程的耐久性和承载力很难得到有效保障。而对于在已污染的地层和地下水环境中实施建、构筑物的加固、纠偏，以及废弃污染物处置场地内的边坡加固工程，同样需要一种能够对锚固体及其内含筋材进行多重保护的锚杆结构型式及配套锚固工艺来保障锚固工程达到设计工作寿命。

针对工程地质环境的复杂程度和不同地层条件，锚杆通常采用包裹、隔离和注浆密实等防腐技术措施。主要方法有筋材镀锌、环氧树脂涂层、套管包裹和注浆包裹等。在同一根锚杆中采用三种及以上防腐手段的称为多重防腐。传统防腐锚固技术中，所用筋材一般采用包裹镀锌层的螺纹钢筋或包裹套管的钢绞线，结合注浆密实包裹层和/或环氧树脂涂层构成双重或三重防腐锚杆。其缺点是由于整个锚固段处于地层中，在长期荷载作用下，注浆固结体易产生裂隙，地层中的腐蚀性水、气体等流体易通过裂隙与锚杆筋材接触，逐步腐蚀锚杆，导致锚杆可能在服役期内失效。

中国发明专利申请200610052634.7公开了一种锚杆孔口端局部带有波纹结构囊体的防腐锚杆，锚杆杆体被孔口端囊体和连接在囊体小头端的套管包裹，再通过向囊体和套管层与锚杆筋材间的空腔中注入浆液固结杆体来达到双重防腐防护。该技术能够提供在钻孔深度较小、采用单根钢筋作为筋材、锚固力较低的锚杆的双重或多重防腐，但对于需要高锁定力锚固的软弱地层和高陡边坡，采用该技术需要打设数量较多、深度较大的锚孔，套管须多次连接才能够满足锚杆全长的耐久性防护要求，因此大大增加了施工难度和成本。此外，该专利申请中的锚杆锚固头部分的防护仍存在一定问题，在具有腐蚀性土体和水体环境中，该锚杆锚固头部分的耐久性难以得到有效保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于各类复杂、软弱地层，尤其适用于具有腐蚀性的土层和/或地下水体，注浆体大小可控、能有效包裹注浆固结体、抑制注浆体浆液流失，并可实施高预应力锁定，能够以较低成本有效地提高单锚承载力，减少锚杆总数量，降低工程造价，加快施工速度，对锚杆锚固体实施多重防护，具有整体性抗腐蚀性好，耐久性高的多重防腐型可控膨胀挤压土体锚杆及施工方法。

本发明的多重防腐型可控膨胀挤压土体锚杆，包括锚固段、自由张拉段、外锚头、注浆管、一个以上的传力构件和一个以上的承载板，自由张拉段内设有用于支撑注浆管和每个传力构件的对中支架，传力构件的底端与承载板固定相连，所述锚固段包括岩土工程用可控膨胀挤压土体装置，岩土工程用可控膨胀挤压土体装置包括上套筒组件，上套筒组件的顶端固定有上盖板，上套筒组件内的上部设有上弹性密封件，上套筒组件的下部与膨胀挤压筒顶端的上开口相连，膨胀挤压筒采用柔性材料制成，所述上套筒组件、所述上盖板和所述上弹性密封件上沿轴线方向设有与所述膨胀挤压筒的上开口相通的注浆管上过孔和至少一个传力构件上过孔，所述注浆管的下部穿过注浆管上过孔并伸入所述膨胀挤压筒内，每个所述传力构件穿过所述传力构件上过孔并伸入膨胀挤压筒内，膨胀挤压筒内填充有水泥基浆液或含膨胀剂的水泥基浆液。

本发明多重防腐型可控膨胀挤压土体锚杆，其中所述承载板位于膨胀挤压筒内，所述膨胀挤压筒外包覆有土层或水泥土层，所述上弹性密封件采用具有弹性的橡胶或沥青或聚四氟乙烯材料制成。

本发明多重防腐型可控膨胀挤压土体锚杆，其中所述传力构件采用表面镀锌的螺纹钢筋或表层涂刷环氧树脂的钢绞线或玻璃纤维筋(GFRP)或碳纤维筋(CFRP)或芳纶纤维筋(AFRP)制成，传力构件位于所述自由张拉段处的螺纹钢筋或钢绞线的表面包裹有低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC)套管。

本发明多重防腐型可控膨胀挤压土体锚杆，其中所述传力构件位于所述膨胀挤压筒内的螺纹钢筋或钢绞线的表面包裹有低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC)套管。