[发明专利]一种自适应预应力锚杆复合土钉墙及施工方法

权利要求书

1.一种自适应预应力锚杆复合土钉墙，包括自缩土钉（1）、挡土板（2）、装配式框架（3）、预应力锚杆（4），其特征在于：自缩土钉（1）由外套管（6）、内注浆管（7）、锚固管（8）、纤维袋（9）、环形挡板（10）、单向挡片（11）构成；外套管（6）为金属圆管，环形挡板（10）为圆环形钢板，将外套管（6）的一端管口紧贴在环形挡板（10）一侧板面上，使外套管（6）的管口中心与环形挡板（10）的内圆中心对齐，并通过焊接方式连接；内注浆管（7）为一端设内螺纹的中空钢管，锚固管（8）为一端设外螺纹的中空钢管，内注浆管（7）两端焊接单向挡片（11），内注浆管（7）一端与锚固管（8）螺纹相连，并在二者连接处将环形挡板（10）焊接在锚固管（8）上，另一端从外套管（6）带有环形挡板（10）的一端穿入，直至单向挡片（11）从外套管（6）另一端露出，通过碳纤维浸渍胶将纤维袋（9）胶结在两个环形挡板（10）外缘上；挡土板（2）为中心开设圆形孔（13）的方形钢板；装配式框架（3）由H型钢（14）和十字形连接件（15）构成，十字形连接件（15）为四周带有嵌入式凹槽（16）和锚孔（17）的钢构件，H型钢（14）腹板两端和其中一侧翼缘中部开设螺栓孔；将H型钢（14）的腹板插入嵌入式凹槽（16）中，并用螺栓将H型钢（14）和十字形连接件（15）连接；挡土板（2）通过圆形孔（13）套在自缩土钉（1）外露端头上，并通过单向挡片（11）锁住，将H型钢（14）翼缘边与挡土板（2）四边通过螺栓连接，预应力锚杆（4）穿过锚孔（17）并用锚具锚固在装配式框架（3）上，构成自适应预应力锚杆复合土钉墙。

2.根据权利要求1所述的自适应预应力锚杆复合土钉墙，其特征在于：所述的环形挡板（10）的外直径与自缩土钉（1）孔直径相同，内直径小于外套管（6）直径，大于内注浆管（7）直径。

3.根据权利要求1所述的自适应预应力锚杆复合土钉墙，其特征在于：所述的锚固管（8）表面等间距梅花形开设出浆孔（12）。

4.根据权利要求1所述的自适应预应力锚杆复合土钉墙，其特征在于：所述的单向挡片（11）由L型钢片（5）和可回弹活页（18）构成，可回弹活页（18）一边与L型钢片（5）长边焊接，另一边焊接在内注浆管（7）上；内注浆管（7）外表面沿轴线方向对称焊接单向挡片（11），单向挡片（11）间距相同。

5.根据权利要求1所述的自适应预应力锚杆复合土钉墙，其特征在于：所述的挡土板（2）的中心圆形孔（13）直径大于内注浆管（7）的直径且小于外套管（6）直径，挡土板（2）四边开设的螺栓孔与H型钢（14）翼缘中部开设的螺栓孔相同。

6.根据权利要求1所述的自适应预应力锚杆复合土钉墙，其特征在于：所述的嵌入式凹槽（16）的两肢钢板中部设置螺栓孔。

7.自适应预应力锚杆复合土钉墙的施工方法，其特征在于，其步骤为：

（1）预制自缩土钉（1）：根据工程设计要求，确定外套管（6）、内注浆管（7）、锚固管（8）所用钢管的型号和尺寸，确定环形挡板（10）、单向挡片（11）所用钢板的型号和尺寸，按照设计预制外套管（6）、内注浆管（7）、锚固管（8）、环形挡板（10）和单向挡片（11）；外套管（6）的管口对接在环形挡板（10）一侧板面上，使外套管（6）的管口的中心与环形挡板（10）的内圆中心对齐，并通过焊接方式连接，单向挡片（11）焊接在内注浆管（7）两端，内注浆管（7）一端与锚固管（8）螺纹相连，并在二者连接处将环形挡板（10）焊接在锚固管（8）上，另一端从外套管（6）带有环形挡板（10）的一端穿入，直至单向挡片（11）从外套管（6）另一端露出，通过碳纤维浸渍胶将纤维袋（9）胶结在两个环形挡板（10）外缘上，构成自缩土钉（1）；

（2）预制挡土板（2）和装配式框架（3）：根据设计要求，预制挡土板（2）、H型钢（14）、十字形连接件（15）；H型钢（14）腹板两端和翼缘一边中部均开设螺栓孔，十字形连接件（15）四周带有嵌入式凹槽（16），在十字交点处设锚孔（17），挡土板（2）四边中部开设相应的螺栓孔，中心开设圆形孔（13）；

（3）放线和定位：根据工程设计要求，用测量仪器确定自缩土钉（1）、预应力锚杆（4）施设位置；

（4）施工自缩土钉（1）：在边坡上按照设计角度开设孔洞，自缩土钉（1）放置于坡体孔洞内；在内注浆管（7）内进行压力注浆，并使浆体完全从出浆孔（12）渗出直至锚固管（8）的环形挡板（10）位置处，与周围稳定土层粘结形成内锚固段；再运用底部注浆法从外套管（6）处沿着外套管（6）的外表面进行注浆直至坡面形成外锚固段；按照上述方法进行施工所有自缩土钉（1）；

（5）基础桩施工：在坡脚处开设桩孔，将钢筋笼放入孔内，竖向H型钢（14）与钢筋笼焊接在一起，浇注基础桩；

（6）挡土板（2）施工：挡土板（2）通过圆形孔（13）套在自缩土钉（1）外露端头上，并通过单向挡片（11）锁住，使挡土板（2）固定在土体上；

（7）装配式框架（3）施工：将H型钢（14）沿挡土板（2）的四周放置，H型钢（14）开螺栓孔的翼缘插入挡土板（2）下方，并通过螺栓与挡土板（2）连接；横向放置的H型钢（14）与竖向放置的H型钢（14）通过十字形连接件（15）连接，组成一榀装配式框架（3）；

（8）按照第（6）、（7）步骤施工下一个挡土板（2）和装配式框架（3），直至完成所有施工；

（9）待一段时间自缩土钉（1）发挥作用后施工预应力锚杆（4），预应力锚杆（4） 通过锚孔（17）伸入土孔中并完成注浆，然后利用锚具施加预应力使其锚固在装配式框架（3）上，完成预应力锚杆（4）施工。