一种交叉锚群结构及其施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种交叉锚群结构，适用于边坡、桥梁、隧道等的加固及补强工程，具 体涉及一种交叉锚群结构及其施工方法。
【背景技术】
[0002] 锚杆注浆加固是一种常用的工程加固方法，它通过锚杆和周围浆体约束岩土体的 变形和滑移，提高结构自身的稳定性；群锚注浆加固结构还可连接围岩中松动区中的节理 裂隙、破裂面，使其形成整体成为"加固带";对于水平或缓倾斜的层状岩土体，注浆锚群能 把数层岩土体连在一起，增大层间摩阻力，形成结构力学观点中的"组合梁"，从而起到加固 作用。
[0003] 实际工程岩体中存在多个方向的潜在滑移面，如果前期加固工作不到位，随着变 形的发展，可能会造成一些开始并不严重的次滑移面贯通；或者施工完成后的工程在其运 营使用中由于各种自然和人为原因，产生了多个新的危险滑移面，此时就要针对这些危险 面进行加固补强。而传统的锚杆注浆加固倾向同一个方向，无法兼顾多个滑移面，再加上施 工限制，无法真正全面地将岩土体连成一体，使锚杆注浆的加固作用打了折扣。
[0004] 综上所述，虽然锚杆注浆加固方法能广泛适用于边坡、桥梁、隧道等不同的工程， 并取得较好的效果，但仍存在需要改进之处。鉴于锚杆注浆加固结构中存在的问题，亟需发 明一种能够兼顾多个岩土体滑移面的加固结构，提高锚杆注浆结构的加固作用。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术存在的上述不足，本发明提供一种交叉锚固结构及其施工方法， 该结构能兼顾多个岩土体滑移面，提高锚杆注浆结构的加固作用。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种交叉锚群结构，在需锚杆加固的岩土体一侧，根据岩土体的各个滑移面的位 置，布置尽量垂直于所述各个滑移面的角度交叉的锚杆，所述锚杆的锚尾布设具有调整和 防护作用的垫板，所述交叉的锚杆形成兼顾多个岩土体滑移面的交叉锚群加固结构。
[0008] 不同方向的所述锚杆夹角不大于30度。
[0009] 所述锚杆为自钻式中空注浆锚杆。
[0010] 所述锚杆为预应力锚杆。
[0011] 所述锚杆的尾部连接钢筋或混凝土梁。
[0012] 一种交叉锚群结构的施工方法，包括以下步骤：
[0013] 步骤1 :确定岩土体的不同滑移面；
[0014] 步骤2 :根据岩土体的滑移面和现场施工条件，确定锚杆的布置方案，使锚杆方向 尽量垂直于不同的滑移面；
[0015] 步骤3 :根据所确定的锚杆布置方案，施做锚杆。
[0016] 其中，步骤1中，所述滑移面的确定方法包括力学性能判别法，地质勘探分析识别 法，地球物理探测分析法和理论数值模拟分析法。
[0017] 步骤3中，对所述注浆后的锚杆施加预应力。
[0018] 交叉锚的夹角主要根据以下条件确定：1、岩土体的破裂滑移面，2、工程现场施工 条件；
[0019] 岩土体破裂滑移面可以根据力学性能判识。例如边坡中，可粗略地用a>p>cp判 另IJ，其中a为边坡的坡度，0为所判断滑移面的倾角，cp为滑移面上的内摩擦角。此外破裂 滑移面也可以通过地质勘探分析识别、地球物理探测分析识别或者理论数值模拟分析等方 法进行确定。在确定岩土体大致的破裂滑移面之后，根据现场施工条件，尽可能地使交叉锚 杆垂直于不同的严重破裂滑移面，以达到兼顾多个滑移面的效果。
[0020] 本发明的有益效果在于：
[0021] 通过插置不同方向的交叉锚及其形成锚群结构，克服了传统锚杆加固结构中的单 一性，实现了兼顾多个滑移面的加固效果，增加了结构的抗剪切力，提高了加固结构的整体 性，保证了锚杆注浆加固的有效性；同时减少了钻孔机等机器的移动频率，加快了施工速 度。
【附图说明】
[0022] 图1为边坡加固交叉锚群结构的侧面示意图；
[0023] 图2为边坡加固交叉锚群结构的A-A截面图；
[0024] 图3为隧道加固交叉锚群结构正面示意图；
[0025] 图4为隧道加固交叉锚群结构B-B截面图；
[0026] 图5为桥台加固交叉锚群结构正面示意图；
[0027] 图6为桥台加固交叉锚群结构C-C截面图；
[0028] 图中：1、需加固岩土体；2、锚杆；3、混凝土层；4、钢垫板；5、水泥浆液；6、破裂滑 移面；7、隧道；8、加固隔离带；9、桥墩。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述：
【具体实施方式】 [0030] 1 :
[0031] 如图1所示，根据地质、地貌和施工条件选取相应的锚杆交叉方式，按照加固设计 图在需加固岩土体1上进行钻机钻凿成孔，孔径小于150mm，钻孔布置及钻孔走向如图1所 示；将所述锚杆2插入钻孔；所述锚杆2的方向垂直与不同的破裂滑移面6,采用高压注浆 技术对锚孔注入水泥浆液5 ;安装钢板垫4 ;最后采用喷射混凝土层3等方法进行表面处 理。
【具体实施方式】 [0032] 2:
[0033] 如图3所述，根据地质、地貌和施工条件选取相应的锚杆交叉方式，按照加固设计 图3在需加固岩土体1上施做自钻式中空注浆锚杆2,注入水泥浆液5,锚杆布置及锚杆走 向如图所示；所述锚杆2交叉布置于加固隔离带8,锚杆2在隧道7上方的地表处布置；并 用混凝土梁等结构将所述锚杆尾部2连接成整体。安装钢板垫4 ;最后采用喷射混凝土层3 等方法进行表面处理。
【具体实施方式】 [0034] 3 :
[0035] 如图5所述，根据地质、地貌和施工条件选取相应的锚杆交叉方式，按照加固设计 图在需加固岩土体1上施做锚杆2,锚杆布置及锚杆走向如图5所示；所述锚杆2的方向垂 直与不同的破裂滑移面6,锚杆2在桥墩9的下方布置。在注入水泥浆液5达到一定强度 后，对锚杆2施加预应力。安装钢板垫4。
[0036] 也可通过围合形成筒形交叉锚群，且锚杆的长短可以调整。
[0037] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种交叉锚群结构，其特征在于：在需锚杆加固的岩土体一侧，根据岩土体的各个 滑移面的位置，布置尽量垂直于所述各个滑移面的角度交叉的锚杆，所述锚杆的锚尾布设 具有调整和防护作用的垫板，所述交叉的锚杆形成兼顾多个岩土体滑移面的交叉锚群加固 结构。
2. 根据权利要求1所述的一种交叉锚群结构，其特征在于：不同方向的所述锚杆夹角 不大于30度。
3. 根据权利要求1所述的一种交叉锚群结构，其特征在于：所述锚杆为自钻式中空注 衆销杆。
4. 根据权利要求1所述的一种交叉锚群结构，其特征在于：所述锚杆为预应力锚杆。
5. 根据权利要求1所述的一种交叉锚群结构，其特征在于：所述锚杆的尾部连接钢筋 或混凝土梁。
6. -种交叉锚群结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1 :确定岩土体的不同滑移面； 步骤2 :根据岩土体的滑移面和现场施工条件，确定锚杆的布置方案，使锚杆方向尽量 垂直于不同的滑移面； 步骤3 :根据所确定的锚杆布置方案，施做锚杆。
7. 根据权利要求6所述的一种交叉锚群结构的施工方法，其特征在于：步骤1中，所述 滑移面的确定方法包括力学性能判别法，地质勘探分析识别法，地球物理探测分析法和理 论数值模拟分析法。
8. 根据权利要求6所述的一种交叉锚群结构的施工方法，其特征在于：步骤3中，对所 述注浆后的锚杆施加预应力。
【专利摘要】本发明涉及一种交叉锚群结构及其施工方法，在传统注浆锚杆加固结构的基础上，通过调整不同锚杆之间的夹角，形成交叉锚群加固结构。根据地质、地貌和施工条件选取相应的锚杆交叉方式后，在需加固的岩土体一侧钻孔，将锚杆插置于上述孔洞中，采用高压注浆技术对锚孔注入浆体，最后对锚尾进行垫板调整和防护。本发明克服了传统锚杆加固结构中的单一性，实现了兼顾多个滑移面的加固效果，增加了结构的抗剪切能力，优化加固注浆锚群的力学性能，提高了加固结构的整体性，可降低成本、加快施工速度，具有良好的社会效益。
【IPC分类】E01D22-00, E02D5-74, E21D20-02, E02D17-20
【公开号】CN104863148
【申请号】CN201510260094
【发明人】李树忱, 谢璨, 李术才, 蒋树磊, 杨世峰, 师文明
【申请人】山东大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月20日