[发明专利]一种带有吸水膨胀环的串式扩体锚杆及其施工方法

说明书

本发明公开了一种带有吸水膨胀环的串式扩体锚杆及其施工方法，包括螺旋钻尖、变直径钢管、尾端钢管和吸水膨胀环，串式扩体锚杆最前端为螺旋钻尖，所述螺旋钻尖、变直径钢管和尾端钢管通过螺纹依次连接；所述吸水膨胀环套设在变直径钢管上，锚杆锚入基坑土体后，吸水膨胀环遇水膨胀形成扩大段提供锚固力。本发明创造性地将吸水膨胀橡胶技术引入到扩大头锚固技术中，解决了在软土地区的深基坑工程中，高压喷射扩体锚杆存在成孔难、锚固段注浆体抗压强度不足、施工质量可控性差等一系列问题。同时，本发明的带有吸水膨胀环的串式扩体锚杆制造工艺简单，成本低，便于施工。

技术领域

本发明属于锚固工程技术领域，具体涉及一种带有吸水膨胀环的串式扩体锚杆及其施工方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，高层建筑和城市地下工程不断增多，由此而产生了大量深基坑开挖支护工程。随着基坑规模和深度的加大，工程事故和施工难题逐渐增多，尤其在我国沿海地区，软土地层分布广泛，土体含水率高、物理力学性质差，使得深基坑稳定性与锚固技术之间的矛盾变得非常紧迫而突出。传统锚固技术所采用的注浆锚杆很难为软土边坡提供理想的锚固效果，而扩大头锚杆凭借自身高承载力的特点在软土地区得到推广应用。目前，深基坑支护工程中采用较多的扩大头锚杆是高压喷射扩体锚杆，但在软土地区的深基坑工程中，高压喷射扩体锚杆存在成孔难、锚固段注浆体抗压强度不足、施工质量可控性差等一系列问题。然而，对于软弱土坡的治理不应只局限于提高支护结构承载力，提高土体力学特性同样值得重视，深基坑降水设计是基坑施工前重点考虑的关键问题之一，是提高土体力学强度的有效措施。因此，将扩大头锚固技术与排水技术相结合，是一种提高深基坑工程稳定性的较为有效的支护措施。

申请号为201420805558.2，名称为排水复合自钻胎串式锚杆支护结构的专利公开了一种将排水措施与扩大头锚固技术相结合的支护方法，其特征为自钻胎串式锚杆由中空杆体、胎体和钻杆连接而成，通过向自钻胎串式锚杆的胎体内充气，使胎体膨胀形成扩大段来为坡面提供较高承载力，依靠锚具和钢垫板将自钻胎串式锚杆固定于格梁，构成空间支护结构将软弱土坡锚固于稳定土体，通过在坡面施设排水板来达到基坑降水的目的，该方法能够有效排出坡面水分，且自钻胎串式锚杆具有较好的锚固效果，但是，相对来讲自钻胎串式锚杆的制造工艺较复杂、成本高、不便于施工，因此，需要一种制造工艺简单，成本低，便于施工的新型串式扩体锚杆。

吸水膨胀橡胶技术是一种在橡胶的弹性基体中引入亲水基团或亲水性组分的新型技术，当与水接触时，水分子会进入基体中，与橡胶中的亲水性基团形成极强的亲和力，并将橡胶中的亲水性物质溶解或溶胀，在橡胶内外形成渗透压差，这种压差促进水向橡胶内部渗透。亲水性物质不断吸收水分，致使橡胶发生形变。吸水膨胀橡胶遇水可膨胀至自身质量或体积的数倍乃至数百倍，能适应结构变形，并产生较大膨胀压力，在保持基体的弹性和强度的同时，还具有保水止水的能力。本发明将吸水膨胀橡胶技术引入到扩大头锚固技术中，并结合排水锚杆技术提出一种深基坑自排水串式扩体锚杆支护结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带有吸水膨胀环的串式扩体锚杆及其施工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种带有吸水膨胀环的串式扩体锚杆，包括螺旋钻尖、变直径钢管、尾端钢管和吸水膨胀环，串式扩体锚杆最前端为螺旋钻尖，所述螺旋钻尖、变直径钢管和尾端钢管通过螺纹依次连接；所述吸水膨胀环套设在变直径钢管上，锚杆锚入基坑土体后，吸水膨胀环遇水膨胀形成扩大段提供锚固力。

在上述技术方案中，所述变直径钢管由至少一个大直径钢管和至少一个小直径钢管通过螺纹连接组成，吸水膨胀环套设在变直径钢管的小直径钢管上，大直径钢管连接在小直径钢管的锚入一端作为吸水膨胀环的阻挡阶梯。

在上述技术方案中，所述变直径钢管的大直径钢管、小直径钢管以及吸水膨胀环的安装个数根据基坑安全等级、锚固深度等设计要求而定。