[发明专利]一种机械式轻型钉刺锚固桩及施工方法

说明书

本发明公开了一种机械式轻型钉刺锚固桩及施工方法。本发明的锚固桩包括锚固桩本体、设置于所述锚固桩本体上端的桩帽、设置于锚固桩本体下端的桩靴、设置于所述桩靴底部的钻孔机构以及冲击桩；所述锚固桩本体包括外管以及设置于所述外管内侧的可在径向压力作用下分开的内管，所述内管的外壁分布有若干钉刺，所述外管上设置有与所述钉刺相配合的若干孔洞；所述内管由若干块管片拼接而成，所述内管在冲击桩打入后，沿着径向向外扩张膨胀，内管外壁上的钉刺穿过孔洞展开。本发明通过内管上的钉刺刺入土层岩层形成抗拔承载力，能使其在非灌浆的工况下快速形成抗拔承载力，通过轻型锚固桩现场打入，即可使用，满足快速抢修应急抢险的要求。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，特别涉及一种机械式轻型钉刺锚固桩及施工方法。

背景技术

目前锚固技术多采用钻孔灌浆技术，存在以下局限性：一是灌浆后锚固体形成抗拔承载力需要养护周期，锚固力生效时间长；二是灌浆施工工艺复杂，原材料重量大，运输困难。尤其针对交通不便的山区，加之自然灾害的破坏，快速锚固抢修仍是应急抢险中急需解决的问题。申请人团队对轻型锚固桩已经做了前期研究，如中国专利CN2019104288010、CN 2020100904942等，现进一步通过一些机械手段研发一种机械式轻型钉刺锚固桩。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种机械式轻型钉刺锚固桩及施工方法。本发明通过钉刺锚固桩的设置，可实现快速安装，现场打入后可直接使用。

技术方案：本发明所述一种机械式轻型钉刺锚固桩，包括锚固桩本体、设置于所述锚固桩本体上端的桩帽、设置于锚固桩本体下端的管靴、设置于所述管靴底部的钻孔机构以及冲击桩；所述锚固桩本体包括外管以及设置于所述外管内侧的可在径向压力作用下分开的内管，所述内管的外壁分布有若干钉刺，所述外管上设置有与所述钉刺相配合的若干孔洞；所述内管由若干块管片拼接而成，所述内管在冲击桩打入后，沿着径向向外扩张膨胀，内管外壁上的钉刺穿过孔洞展开。

所述冲击桩的外径与所述外管的内径相同。

所述外管的内壁设置有容纳所述管片的槽沟。

所述内管由若干片截面形状为圆弧形的薄壁形管片组成，每片所述管片通过接头连接成中空的内管，所述管片外壁上固结有间隔排列的若干钉刺。

每个管片之间通过虚焊的接头连接，内管在冲击桩的作用下，内管虚焊约束失效，内管沿径向膨胀到外管壁的槽沟。

所述内管的管片由纤维增强复合材料或PVC管制成。

所述钻头包括设置于所述内管内侧的钻杆以及设置于所述钻杆底端的钻头，所述钻杆的直径小于所述内管的内径，所述钻头的最大直径与内管内径相同。

所述管靴的直径沿着底端至顶端方向逐渐增加，所述管靴包括设置于所述管靴顶部的限位环以及设置于限位环底端的中空的管靴本体；所述限位环与管靴本体的连接处的内外壁分别设置有用于限制内管位置的第一台阶以及用于限制所述外管位置的第二台阶，所述限位环的内径与所述内管的外径相同，所述限位环的外径与外管的内径相同。

所述冲击桩包括冲击杆以及设置于所述冲击杆下端的沿着底端到顶端方向直径逐渐增大的配合靴，所述冲击杆内设置有中空的用于容纳钻杆的冲击管道，所述限位环的内壁形成与冲击桩底端相配合的斜面，所述配合靴的最小直径与钻杆直径相同，所述配合靴的最大直径与外管的内径相同。

所述钉刺垂直于所述锚固桩本体。

本发明所述的机械式轻型钉刺锚固桩的施工方法，包括以下步骤：

(S1)将内管以及外管固定在管靴的内壁和外壁形成的限位环上，约束内管和外管；

(S2)将(S1)步骤组装的桩体套在钻孔机构外围；

(S3)采用螺旋钻机在岩石地层钻孔，锚固桩在静压下随着钻头到达预定位置；