[发明专利]一种利用膨润土膨胀特性的伞状锚杆及施工方法

说明书

本发明涉及利用膨润土膨胀特性的伞状锚杆，包括钻头、定位铁片、通孔、伞翼装置、伞骨、杆体、螺母；钻头与杆体螺栓相连；定位铁片焊接在杆体内部靠近钻头的一端；伞骨穿过伞骨定位铁片被限制在杆体内部中心位置；若干个伞翼装置被连接在伞骨上，填充了杆体表面的通孔；杆体在远离钻头的一端设有螺母，螺母与伞骨上的螺纹相配合，当转动螺母时，伞骨被向外拉动，伞骨带动伞翼装置顺着通孔向外延伸。本发明的利用膨润土膨胀特性的伞状锚杆制造工艺简单、成本低、施工简便、还可以回收利用，具有良好的施工效能。

技术领域

本发明属于锚固支护，具体涉及一种利用膨润土膨胀特性的伞状锚杆及施工方法。

背景技术

近年来，随着我国工程建设的快速发展，支护问题成为了影响工程施工进度和安全问题的关键因素，尤其是在深基坑和隧道工程问题中。此外，在我国东南沿海地区，工程支护中所涉及的土体大多含水量较高，属于工程问题较为复杂的软土，更加需要注重工程阶段的支护问题，为后续工程的安全进行提供保障。

目前，在基坑和隧道工程支护中，锚杆支护是应用最多且最为经济实用的一种支护方式。锚杆支护是指在边坡、岩土基坑等地表工程及隧道等施工中采用的一种加固支护方式，主要用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩土体，利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板(亦可不用)，与周围岩土体形成整体，以达到支护的目的，是一种对岩土体扰动小、施工速度快、经济有效的加固技术。按照不同的施工方式，锚杆支护基本可分为机械式锚杆和注浆式锚杆。机械式锚杆施工速率较快，但是锚固力主要通过锚头受力膨胀产生的卡紧力和孔壁摩擦力提供，受力过于集中，容易发生破坏；注浆式锚杆的支护能力较强，是目前软土地区应用最广泛的支护方式，但是其施工速率一般较慢。此外，目前的锚杆支护多为一次永久性支护，但是实际工程存在很多的临时支护工程，如基坑开挖前期的支护，这种一次性锚杆支护难以进行锚杆的回收利用，会提高工程造价。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种利用膨润土膨胀特性的伞状锚杆及施工方法。

这种利用膨润土膨胀特性的伞状锚杆，包括钻头、定位铁片、通孔、伞翼装置、伞骨、杆体、螺母；钻头与杆体螺栓相连；定位铁片焊接在杆体内部靠近钻头的一端；伞骨穿过伞骨定位铁片被限制在杆体内部中心位置；若干个伞翼装置被连接在伞骨上，填充了杆体表面的通孔；杆体在远离钻头的一端设有螺母，螺母与伞骨上的螺纹相配合，当转动螺母时，伞骨被向外拉动，伞骨带动伞翼装置顺着通孔向外延伸。

作为优选：伞翼装置由可开合的两块铁片与限位铰链连接而成，两铁片间夹有由膨胀性土工袋包裹着的膨润土粉末，限位铰链设有向外延伸的铰链轴，铰链轴顶端开孔与伞骨相连。

作为优选：钻头与伞骨螺栓相连。

作为优选：钻头为光滑或螺旋纹状表面。

作为优选：伞翼装置与通孔紧密配合。

这种伞状锚杆的施工方法，包括以下步骤：

a、预制伞状锚杆的各个部件；

b、用膨胀性土工袋将膨润土粉末包裹并贴在两铁片相邻处，然后将伞翼装置与伞骨连接；

c、将伞翼装置的铰链轴与伞骨连接，再穿进杆体内部，使伞翼装置的铰链轴在通孔处伸出，再安装伞翼装置的两开合铁片、膨润土粉末的膨胀性土工袋、限位铰链。再将伞骨利用定位铁片固定，最后安装旋转螺母控制伞翼装置开合，锚杆准备完毕；

d、在基坑临空面按设计位置和施设角度，开动钻机，将锚杆钻入；

e、待整根锚杆钻入后，向外转动螺母，使伞骨外拉，使带动伞翼装置从杆体通孔钻出，插入土体；

f、将所有伞翼装置全部拉出后，伞翼装置中的膨润土粉末吸收土体中的水分开始膨胀，使得铁片张开，形成伞状锚杆。