[实用新型]一种自排水串式扩体锚杆支护结构

说明书

技术领域

本实用新型属于锚固工程技术领域，具体涉及一种自排水串式扩体锚杆支护结构。

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，且排水板在施设过程中对坡面的扰动较大，极易引起坡面土体垮塌，此外，该支护新型中所提供的排水与支护措施相互独立，加大了施工难度与投入。

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。本实用新型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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时具有排水功能和锚固作用的深基坑自排水串式扩体锚杆支护结构及施工方法。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种自排水串式扩体锚杆支护结构，包括自排水串式扩体锚杆，自排水串式扩体锚杆由变直径滤水钢管、中空钢管、吸水膨胀环、螺旋钻尖和虹吸管构成，自排水串式扩体锚杆最前端为螺旋钻尖，所述螺旋钻尖、变直径滤水钢管和中空钢管通过螺纹依次连接，吸水膨胀环套装在变直径滤水钢管上，

自排水串式扩体锚杆按照钻设角度钻进基坑土体中，在基坑的坡面设置格构框架和挡土板，并将自排水串式扩体锚杆的尾端固定在格构框架上，变直径滤水钢管上设置有滤水孔，为地基土提供排水通道，吸水膨胀环遇水膨胀形成扩大段提供锚固力，虹吸管插入中空钢管中，用抽水泵给虹吸管施加初始虹吸力，实施排水。

在上述技术方案中，所述变直径滤水钢管由至少一个大直径滤水钢管和至少一个小直径滤水钢管通过螺纹连接组成，吸水膨胀环套设在变直径滤水钢管的小直径滤水钢管上，大直径滤水钢管连接在小直径滤水钢管的锚入一侧作为吸水膨胀环的阻挡阶梯。

在上述技术方案中，变直径滤水钢管包括两个大直径滤水钢管和两个小直径滤水钢管，连接时，所述螺旋钻尖、一个大直径滤水钢管、一个小直径滤水钢管、另一个大直径滤水钢管、另一个小直径滤水钢管、中空钢管通过螺纹依次连接。

在上述技术方案中，所述螺旋钻尖长度为0.4m～0.6m，表面设置螺旋叶片，螺旋叶片最大直径略大于或等于吸水膨胀环的初始外径。

在上述技术方案中，所述大直径滤水钢管表面均匀开设滤水孔直径为5～10mm；土工滤布采用高强度合成纤维材料；小直径滤水钢管表面均匀开设的滤水孔直径为4～6mm。

在上述技术方案中，中空钢管的钻进端设置螺纹。

在上述技术方案中，吸水膨胀环采用高强度高膨胀率吸水橡胶材料，膨胀率为200～400％；吸水膨胀环内径略大于小直径滤水钢管的外径。