[实用新型]压力分散型扩大头锚杆的结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种旋喷锚杆的结构，属于固定建筑物的土层的钻进技术领域。

背景技术

旋喷锚桩是一种有效的土体支护与加固技术，目前在国内外已经得到了广泛的应用，具有成本低、功效快等优点。但是传统旋喷锚杆设有5～10米的锚固段，锚固段的水泥掺量约12％～18％，水泥土的强度在7～30天的强度普遍较低，由于强度较低，锚杆无法做成压力型锚杆，只能做成拉力型锚杆，锚杆的抗拔力是由锚固段与土体的侧摩擦力提供，受限于锚固段的水泥土的低强度，锚杆的抗拔力也普遍偏低，尤其是软弱土层中更为明显，已不能满足工程对锚杆在较短养护期即满足张拉标准的要求。同时拉力型锚索不具备拆芯回收的条件，因此，传统旋喷锚杆又无法拆芯回收，传统旋喷锚一直以来都受到抗拔力低、不可拆芯回收的困扰，严重影响旋喷锚杆的应用。

传统旋喷锚杆施工方法如下：1)使用三页钻头进行水旋喷，孔径150～200mm，旋喷深至锚杆底，水无压力；2)退出钻杆和钻头，使用带有高压喷嘴的钻杆将杆体推入锚孔中；3)推放到位后，进行高压水泥浆旋喷，压力15～25MPa，边旋喷边退出钻杆，旋喷部分即为传统意义上的锚固段，锚固段为8～12米，在锚固的端头约0.5～1米段有时会增加一遍旋喷，锚固段每米水泥量110kg；4)锚固段旋喷结束后，退出钻杆。

见图1和图2，传统旋喷锚杆与混凝土桩墙形成基坑支护的结构，包括水压力旋喷切割钻进段1和水泥浆压力旋喷切割钻进段2，水泥浆压力旋喷切割钻进段2内的水泥浆硬化并包裹固定锚索承载板和锚索3一端，锚索3另一端穿过水压力旋喷切割钻进段1并固定在锚头上。

实际工程施工时，由于工期需要，锚杆养护期仅约7～21天，这样锚杆早期强度就是指7～21天的水泥浆压力旋喷切割钻进段2内水泥土的强度。申请人经过反复试验，发现传统旋喷锚杆，存在以下问题：

由于传统旋喷锚杆的水泥浆压力旋喷切割钻进段2的钻杆旋喷钻进速度是25～50cm/min，钻杆旋喷钻进速度快，形成的水泥浆压力旋喷切割钻进段2的横截面最大内径与水压力旋喷切割钻进段1的横截面内径差别不大，另外传统旋喷锚杆的水泥浆压力旋喷切割钻进段2内的水泥浆的水泥掺量是12％～18％，同时，传统旋喷锚杆的抗拔力是由桩体与土体间的摩阻力产生，属于拉力型锚杆，这样为了提供足够的抗拔承载力，将水泥浆压力旋喷切割钻进段2的长度做的较长，这样导致了水泥浆压力旋喷切割钻进段2内的水泥浆硬化很慢，使得传统旋喷锚杆早期强度低，不能提供足够的抗拔承载力，因此锚杆抗拔力低。

实用新型内容

本实用新型要解决的第一个技术问题是，针对现有技术不足，提出水泥土硬化早期强度高以及抗拔承载力高的压力分散型扩大头锚杆的结构。

本实用新型要解决的第二个技术问题是，在解决第一个技术问题基础上，提出一种锚索可拆芯回收的压力分散型扩大头锚杆的结构。

本实用新型为解决上述第一个技术问题提出的技术方案是：一种压力分散型扩大头锚杆的结构，在土层内由外到里分别形成相接通的水压力旋喷切割钻进段和水泥浆压力旋喷切割钻进段，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段内的水泥浆硬化并包裹固定锚索承载板和锚索，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的长度为2～4米，所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的横截面最大内径为600～800毫米，水压力旋喷切割钻进段与所述水泥浆压力旋喷切割钻进段内径的比值的范围为0.2～0.4。

本实用新型的水泥浆压力旋喷切割钻进段内的保留水泥土的水泥掺量，是以在设计中规定的占水泥浆压力旋喷切割钻进段内的土体质量百分比确定的。土体每1立方米的质量一般在1600～2000kg。当土层是粘土层、粉质粘土层或粉土层时，泥浆压力旋喷切割钻进段内的保留水泥土的水泥掺量达到30％～40％，当土层是砂性土层时，水泥浆压力旋喷切割钻进段内的保留水泥土的水泥掺量达到15％～30％。

本实用新型由于采用钻杆在土层内先后顺序进行水压力旋喷切割钻进和水泥浆压力旋喷切割钻进，水泥浆压力旋喷切割钻进段是一次性钻进，当开始该一次性钻进时，控制所述钻杆的钻进速度为4～8cm/min，控制所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的长度为2～4米，使所述水泥浆压力旋喷切割钻进段的横截面最大内径为600～800毫米，水压力旋喷切割钻进段与水泥浆压力旋喷切割钻进段内径的比值的范围为0.2～0.4，并控制在不同土层中相比传统旋喷锚杆的水泥浆压力旋喷切割钻进段内的保留水泥土的水泥掺量大幅度提高，由此带来：