抗拔兼抗滑基础及其施工方法与流程

本发明涉及地基与基础形式，尤其涉及抗拔兼抗滑基础及其施工方法。

背景技术：

目前，绝大部分上部结构重量大，占地面积也大，其基础为抗压基础，即基础主要承受上部结构施加的下向荷载，须满足变形和稳定性要求，当基础满足上述要求时，即可满足抗倾覆要求，典型的该类基础型式包括独立基础、条形基础、筏板基础等。而抗拔基础主要有大开挖基础、掏挖扩底基础、爆扩桩基础等；大开挖基础类系指埋置于预先挖好的基坑内并将回填土夯实的基础，它以扰动的回填土构成抗拔土体，保持基础的稳定；掏挖扩底基础类系指以混凝土和钢筋骨架灌注于以机械或人工掏挖成的土胎内的基础，它是以天然土体抗拔而保持基础的上拔稳定；爆扩桩基础类系指以混凝土和钢筋骨架浇注于以爆扩成型的土胎内的扩大端的短桩基础，其抗拔土体基本接近于未扰动的天然土。实际上，上述抗拔基础均具有良好的抗拔和抗水平滑移性能，但这些基础型式均存在施工难、工程量大、耗时长、成本高等问题，且对环境造成较大破坏。如何开发新型基础型式，通过简单、低成本施工即可满足其抗拔和抗滑移稳定性要求成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、节约投资的抗拔兼抗滑基础。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该抗拔兼抗滑基础的施工方法。

为解决上述问题，本发明所述的抗拔兼抗滑基础，其特征在于：它包括一个嵌入地基中且上表面高出地面的正方形基础板、一套须发锚杆杆体、数根全长粘结锚杆以及分别与所述须发锚杆杆体和所述全长粘结锚杆相配套的垫块、锚板；所述基础板的中心设有一个锚杆孔ⅰ，其每个角均设有一个锚杆孔ⅱ；每个所述垫块中心设有一个锚杆孔ⅲ；所述须发锚杆杆体的底端被锚固，其顶端穿过所述锚杆孔ⅰ，并穿过所述锚杆孔ⅲ与所述锚板连接到一起；所述须发锚杆杆体由耐拉细丝构成，该耐拉细丝的下部捆扎装有雷管的抗水炸药，并使所述耐拉细丝顺周长方向均匀分布于装有所述雷管的所述抗水炸药的周围；所述全长粘结锚杆的顶端穿过所述锚杆孔ⅱ，并穿过所述锚杆孔ⅲ与所述锚板连接到一起。

所述基础板上设有固定件。

所述垫块上开有一注浆孔。

如上所述的抗拔兼抗滑基础的施工方法，包括以下步骤：

⑴平基并开挖凹坑，即将选定位置整平并在其上按基础板的平面布置、厚度、嵌入岩土体深度开挖凹坑；

⑵按设计要求在开挖的凹坑中于所述基础板中心底部及每个角分别设置钻孔，其中所述基础板中心底部的所述钻孔竖直向下，每个角的所述钻孔为斜孔且沿所述基础板周向规则分布，之后对地基钻孔；

⑶按第一次装药量100~200g，第二次装药量200~400g，第三次装药量400~800g，…，装药量逐次递增对所述基础板中心底部的所述钻孔的孔底实施爆破，直至孔底扩成空腔；

⑷测定所述基础板中心底部的所述钻孔的孔底空腔的大小，具体为：

①准备好长度大于所述钻孔深度的不同长度的测绳和长度相当于设计所述孔底空腔直径的木棍；

②将两根测绳的一端分别系在木棍两端头，并在测绳上标上尺寸标记；

③提着系着木棍的两根测绳的另一端将木棍送入所述孔底空腔内并上下提动，当木棍一端卡着所述孔底空腔壁，且两测绳上的尺寸标记一致时，木棍即处于水平位置，此时的木棍长度即为所述孔底空腔直径；

⑸按设计要求浇筑所述基础板；

⑹对所述基础板中心底部的所述钻孔进行锚固：

ⅰ在由耐拉细丝构成的须发锚杆杆体的下部捆扎装有雷管的抗水炸药，并使所述耐拉细丝顺周长方向均匀分布于装有所述雷管的所述抗水炸药的周围；

ⅱ将所述须发锚杆杆体带有的所述抗水炸药置于所述钻孔孔底；

ⅲ向所述钻孔内注浆，使注浆体完全掩埋所述须发锚杆杆体所带的所述抗水炸药，并使其厚度超出装药顶，即刻起爆所述抗水炸药；

ⅳ待所述注浆体固结后让所述须发锚杆杆体顶端穿过所述基础板中心的锚杆孔ⅰ及与所述须发锚杆杆体相配套的垫块的锚杆孔ⅲ，且施加预应力并锁定所述须发锚杆杆体顶端于相配套的锚板上；

ⅴ通过所述垫块上的注浆孔对所述钻孔内再次充填所述注浆体至所述注浆孔上口，同时浇铸裂隙注浆体于围岩裂隙；

⑺对所述基础板进行锚固：

a将全长粘结锚杆置于所述基础板每个角的所述钻孔中；

b向所述钻孔内注浆，进行所述全长粘结锚杆锚固；

c待注浆固结后，将所述全长粘结锚杆顶端穿过与所述全长粘结锚杆相配套的垫块，并与配套的锚板连接到一起。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、建立起全方位、立体、复合锚固。

首先，本发明中炸药爆炸所产生的爆轰气体对中心钻孔孔底岩土体强烈地冲击压缩，致使中心钻孔孔底周围岩土体被粉碎，形成大小足够的空腔，通过注浆形成带底端扩大头的锚固体，所提供的锚固力可足以达到使上部结构稳定所需的抗拔力；其二，炸药爆炸所产生的爆轰气体对中心钻孔孔底岩土体裂隙中的软弱夹泥产生强烈作用，将软弱夹泥推开，使岩土体结构面的裂隙度增大和结构改变，充填注浆体后将改善和提高内部裂隙岩土体（中心钻孔孔底部周围岩土体）的物理力学性能；其三，钻孔底注浆后即刻起爆被掩埋的炸药，爆炸作用强力驱动耐拉细丝与注浆体融合，即驱动包围于注浆体中的耐拉细丝“乱如麻”、“乱成一团”，成为与注浆体密切交融的“一团乱麻”；其四，爆炸作用强力驱动注浆体充填钻孔底周围岩土体裂隙的同时，爆炸作用强力驱动须发锚杆的耐拉细丝向岩土体裂隙散开，尤其是被爆炸作用强力驱动的注浆体带动须发锚杆的耐拉细丝深深地扎入到中心钻孔孔底周围岩土体裂隙之中，注浆体将须发锚杆锚固于钻孔中的同时，浇铸孔底空腔和围岩裂隙，形成以钻孔中充填的注浆体为核心，通过围岩裂隙中的注浆体和须发锚杆耐拉细丝外延的全方位、立体、复合锚固。

2、性能优越。

本发明在与普通基础一样满足竖向承载能力的前提下，尤其具有很强的抗拔能力和较强的抗水平载荷能力，同时具有抗倾覆能力，很好地适应一些新型结构下向载荷不大，而风载荷等横向载荷和上拔载荷突出的情况。

3、经济适用。

本发明结构简单，最大限度地节省材料，根本改变了基础形式和施工方式，显著地节约了投资，减少了弃土，使环境得到保护。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明正方形基础板抗拔兼抗滑基础过正方形基础板对角线的轴截面图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明中心钻孔内起初装药段横截面示意图。

图中：1—岩土体2—注浆体3—钻孔4—须发锚杆杆体5—围岩裂隙6—基础板7—垫块8—锚板9—裂隙注浆体10—雷管11—耐拉细丝12—抗水炸药13—注浆孔14—钻孔壁15—孔底空腔16—固定件17—地面18—全长粘结锚杆。

具体实施方式

如图1~3所示，抗拔兼抗滑基础，它包括一个嵌入地基中且上表面高出地面17的正方形基础板6、一套须发锚杆杆体4、数根全长粘结锚杆18以及分别与须发锚杆杆体4和全长粘结锚杆18相配套的垫块7、锚板8。

基础板6的中心设有一个锚杆孔ⅰ，其每个角均设有一个锚杆孔ⅱ；每个垫块7中心设有一个锚杆孔ⅲ；须发锚杆杆体4的底端被锚固，其顶端穿过锚杆孔ⅰ，并穿过锚杆孔ⅲ与锚板8连接到一起；须发锚杆杆体4由耐拉细丝11构成，即由在爆炸作用下能发生较大变形的钢丝或（和）其它丝线构成。该耐拉细丝11的下部捆扎装有雷管10的抗水炸药12，并使耐拉细丝11顺周长方向均匀分布于装有雷管10的抗水炸药12的周围；全长粘结锚杆18的顶端穿过锚杆孔ⅱ，并穿过锚杆孔ⅲ与锚板8连接到一起。

其中：基础板6上设有用于与上部结构连接的固定件16。

垫块7上开有一注浆孔13。

该抗拔兼抗滑基础的施工方法，包括以下步骤：

⑴平基并开挖凹坑，即将选定位置整平并在其上按基础板6的平面布置、厚度、嵌入岩土体1深度开挖凹坑；

⑵按设计要求在开挖的凹坑中于基础板6中心底部及每个角分别设置钻孔3，其中基础板6中心底部的钻孔3竖直向下，每个角的钻孔3为斜孔且沿基础板6周向规则分布，之后对地基钻孔；

⑶按第一次装药量100~200g，第二次装药量200~400g，第三次装药量400~800g，…，装药量逐次递增对基础板6中心底部的钻孔3的孔底实施爆破，直至孔底扩成空腔；

⑷测定基础板6中心底部的钻孔3的孔底空腔15的大小，具体为：

①准备好长度大于钻孔3深度的不同长度的测绳和长度相当于设计孔底空腔15直径的木棍；

②将两根测绳的一端分别系在木棍两端头，并在测绳上标上尺寸标记；

③提着系着木棍的两根测绳的另一端将木棍送入孔底空腔15内并上下提动，当木棍一端卡着孔底空腔15壁，且两测绳上的尺寸标记一致时，木棍即处于水平位置，此时的木棍长度即为孔底空腔15直径；

⑸按设计要求浇筑基础板6；

⑹对基础板6中心底部的钻孔3进行锚固：

ⅰ在由耐拉细丝11构成的须发锚杆杆体4的下部捆扎装有雷管10的抗水炸药12，并使耐拉细丝11顺周长方向均匀分布于装有雷管10的抗水炸药12的周围；

ⅱ将须发锚杆杆体4带有的抗水炸药12置于钻孔3孔底；

ⅲ向钻孔3内注浆，使注浆体2完全掩埋须发锚杆杆体4所带的抗水炸药12，并使其厚度超出装药顶，即刻起爆抗水炸药12；爆炸作用强力驱动注浆体2充填钻孔3底周围岩土体1裂隙的同时，爆炸作用强力驱动耐拉细丝11向钻孔壁14和岩土体1裂隙散开；

ⅳ待注浆体2固结后让须发锚杆杆体4顶端穿过基础板6中心的锚杆孔ⅰ及与须发锚杆杆体4相配套的垫块7的锚杆孔ⅲ，且施加预应力并锁定须发锚杆杆体4顶端于相配套的锚板8上；

ⅴ通过垫块7上的注浆孔13对钻孔3内再次充填注浆体2至注浆孔13上口，同时浇铸裂隙注浆体9于围岩裂隙5；

⑺对基础板6进行锚固：

a将全长粘结锚杆18置于基础板6每个角的钻孔3中；

b向钻孔3内注浆，进行全长粘结锚杆18锚固；

c待注浆固结后，将全长粘结锚杆18顶端穿过与全长粘结锚杆18相配套的垫块7，并与配套的锚板8连接到一起。