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螺丝钉锚杆及施工方法

321 2021-09-13 16:27:26


在深基坑支护工程中,预应力锚杆是通常被采用的一种施工方法。目前,锚杆施工方法大概有以下两种方式∶一是先钻孔后插入钢筋或钢绞线,二是钻孔同时钻头带钢绞线,预先置于孔内,然后注入水泥浆,待强度上来后张拉锁定。上述两种方法只是解决了施工问题,但对提高锚杆的锚固力的提高效果都不大。

一、挡土板———锚杆

由挡土板和锚杆组成的"挡土板——锚杆"挡土墙是其结构的一种。2002年美国 MCGRAW-HILL出版社出版的《土工程加固系统》(Earth Retention Systems)第131页第 170页记载了这种挡土墙。该锚杆,一般是由一根或数根钢筋组成,有时也采用钢丝束或钢绞线。

其施工过程是∶ 首先,用钻机钻孔,然后,将锚杆插入土层中,再插入锚杆的钻孔中灌进水泥砂浆,以固定锚杆;待水泥砂浆凝固令锚杆稳定,最后张拉锁定。以使作用于挡土板的土压力通过受拉的锚杆被稳定的地层抗拉力所平衡。

上述锚杆的施工过程有如下缺点∶

(1)过程繁琐,施工周期长。

(2)钻孔长且张拉值低。

(3)采用的机械设备大,不灵活,成本大。

二、土体锚杆的施工方法

土体锚杆的施工方法及所采用的锚杆组合件可以拆卸的方式将带有锚筋的锚杆组合装配到锚杆的前端,一边通过旋转上述锚杆,在土体中进行钻孔,一边将上述锚杆组合件带入土体中,置到规定位置;通过上述钻杆内的中空通道,向该孔底部灌注固化液,形成大头,将上述钻杆前端与上述锚杆组合件拆开,将上述钻杆提出,使上述锚杆组合件保留在孔中。

上述方法有如下缺点∶

(1)它只解决了在砂层、淤泥质层中的成孔问题,并不能提高锚杆的拉力值。(2)由于钻进时带浆所以施工现场脏乱,施工速度慢。(3)成本造价高。

三、自进式预应力锚索

自进式预应力锚索,包括管体和钢绞线,管体包括锚固段和自由段,管体的端部为锥形体,管体的圆周上开有若干个注浆孔,管体外侧包有钢绞线并与端部的圆锥体焊接。

其施工方法是;用风动凿岩机钻穿基坑护坡桩后,再用振动器将错索的管体和钢绞线一起振入砾石砂层土体中至预定的深度,清洗管体内的泥沙,封堵锚索外壁与护坡桩的间隙,然后进行注浆,水泥浆从锚固段的注浆孔中压入土体中,锚索作为注浆管固定在土体中。

此方法缺点如下∶

(1)施工程序繁琐,施工速度慢。

(2)压入的水泥浆在周边的土体中很难形成圆柱体或大头,因而抗拔力很小。(3)采用风动凿岩机及振冲器成孔受到因地层不同的限制。(4)施工成本大。

四、螺丝钉锚杆

螺丝钉锚杆是克服目前锚杆常规施工方法的弊端。提供一种便捷施工,使锚杆锚固力大幅提高,施工速度快,节省工程成本,优于现有技术全新的一种锚杆施工方法。

螺丝钉锚杆,包括螺丝钉钻头(锚固体),锚固体螺丝头与钻杆活性连接,连接端钢绞线与螺丝头有效连接。

(一)螺丝钉锚杆的施工步骤

(1)选定所需规格的螺丝钉钻头,钢绞线、连接板再与螺丝钉钻头活性连接。(2)螺丝钉钻头与钻杆连接传递动力。

(3)由钻机转动钻杆并使之匀速钻孔,钻进速度与螺距相匹配(同步),钻孔孔壁呈螺纹形状。

(4)钻到预定孔深后,钻杆后退与螺丝钉(锚固体)脱离,螺丝钉钻头被置于孔内充当锚头,钢绞线也同时与螺丝钉钻头被置留于孔内。

(5)钻杆在返出孔内时,从钻杆中心孔向孔内注入水泥浆或水泥砂浆,使孔内充满此锚固体,待此锚固体凝固后,向锚杆施加预应力张拉锁定。

(二)螺丝钉锚杆的优点

(1)螺丝钉锚固体与钢绞线同时一次置留于入孔内,大大地简化了施工过程。(2)所形成的孔是螺丝形,极大地提高了锚杆的抗拔力。(3)施工时无需带浆,施工现场干净环保,施工速度快。(4)施工成本非常低。

(三)所用机械设备

(1)大扭矩锚杆钻机( 见图1)。

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(2)水泥浆制作设备(自制)。(3)注浆泵(320型)。(四)锚固体

锚固体(图2)可采用钢制或混凝土制造,两种都可以选用。锚固体直径选用①(150~200mm),锚固体长度可选为1000mm左右,螺距可选为150~200mm(与锚固体直径相同)。

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