锚索一次成型施工方法与流程

本发明涉及建筑工程
技术领域：
，尤其涉及锚索一次成型施工方法。
背景技术：
：锚索支护以其锚固半径大、锚固力强、加固范围广等特点，在基坑开挖工程的边坡支护过程中起着重要作用。锚索支护是通过在土层中安装锚索并注浆形成锚固体,锚固体的锚固力通过钢绞线传递给基坑围护结构，从而保证围护结构的稳定。目前较为常用的是锚注支护技术，其钻孔、锚固、注浆等工序分开进行。但是这个施工方式存在工艺过于复杂的问题，容易出现成桩质量不佳的问题。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种锚索一次成型施工方法，以解决传统的锚索成型施工过程中工艺复杂且成桩质量不佳的技术问题。为实现上述目的，本发明实施例提出的锚索一次成型施工方法，包括如下步骤：提供锚索和旋喷钻机：所述锚索的锚盘套设于所述旋喷钻机的钻头上，与所述钻头连接的钻杆上设置有止位件，所述锚盘设置于所述旋喷钻机的钻头和所述止位件之间，所述止位件用于带动所述锚索朝锚索孔运动，且用于当所述锚索向所述锚索孔运动时限制所述锚索跟随所述钻杆旋转以避免所述锚盘上的钢绞线相互绞合；提供注浆泵，旋喷钻机就位：所述钻杆为中空杆，所述钻头上设置有与所述钻杆的中空孔道连通的且贯通所述钻头的外壁的喷嘴，将所述注浆泵与所述钻杆的中空孔道连接，并将所述旋喷钻机安装就位；钻孔注浆：使用所述旋喷钻机向土层内部旋喷钻孔形成锚索孔，并带动所述锚索进入所述锚索孔内，同时所述注浆泵以第一预设压力向所述中空孔道内注入水泥浆，通过所述喷嘴将所述水泥浆注入所述锚索孔内；退钻注浆：当所述旋喷钻机打孔至目标深度后将所述钻杆从所述锚索孔内旋出，同时注浆泵以第二预设压力向所述中空孔道内注入水泥浆，通过所述喷嘴将所述水泥浆注入所述锚索孔内，直至所述旋喷钻机完全退出土层。优选地，所述止位件为滚动轴承，所述滚动轴承与所述钻杆紧密套接，所述锚盘的中心孔径大于所述钻杆的外径且小于所述滚动轴承的外圈直径。优选地，所述第一预设压力为10～18MPa。优选地，所述退钻注浆之前，还包括：形成扩大头：当所述旋喷钻机打孔至预设扩孔深度后，所述注浆泵以第四预设压力注浆，直至打孔至目标深度，所述第四预设压力大于所述第一预设压力；和/或，当所述旋喷钻机打孔至目标深度后，将所述旋喷钻机在目标深度和所述预设扩孔深度之间重复钻进和旋出预设次数并注浆。优选地，在提供锚索和旋喷钻机之前，还包括:根据设计需求选择所述钻杆的长度；其中，所述钻杆包括第基础钻杆和延长钻杆，所述钻头、所述滚动轴承设置于所述基础钻杆上，所述基础钻杆的尾端与所述延长钻杆之间、所述延长钻杆与所述延长钻杆之间通过螺套连接。优选地，在提供锚索和旋喷钻机之前，还包括：制作锚索：提供锚盘、钢绞线、挤压锚头，所述锚盘上设置有中心孔和围绕所述中心孔设置有多个连接孔，将每股钢绞线穿过所述锚盘上的对应的连接孔后以冷挤压法压入所述挤压锚头，所述挤压锚头的直径大于所述连接孔的孔径；优选地，在提供锚索和旋喷钻机之前，还包括：按照水灰比0.65-0.70配比制备水泥浆。优选地，所述锚索上还设置有二次注浆管，所述二次注浆管连接于所述锚盘的边沿，且所述二次注浆管与所述钢绞线平行设置。优选地，所述退钻注浆之后，还包括：二次注浆：将所述注浆泵与所述二次注浆管连接，所述注浆泵按照第三预设压力通过所述二次注浆管向所述锚索孔内进行二次注浆。优选地，所述退钻注浆之后，还包括：对锚固体进行养护，并制作腰梁，对所述锚索张拉并锁紧。本发明实施例中，钻杆上设置有止位件，在钻孔过程中，止位件不仅能够带动锚索朝锚索孔运动，还能够限制锚索跟随钻杆旋转以避免锚盘上的钢绞线相互绞合成麻花状，实现了锚索的一次成型施工，大大简化了施工工艺。同时，在钻孔注浆和退钻注浆的两个过程钻机都要进行旋转和喷浆，使得旋喷浆液和土层得到充分搅拌，保证水泥土的成桩质量，同时对钢绞线形成良好的包裹。本技术方案，锚索钻孔施工中，钻机钻头通过锚盘将钢绞线同步带入锚孔，同时进行高压旋喷注浆，即钻孔、安索和注浆同时完成，锚索施工一次性成型，大大提高了施工效率，节省了工期。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明实施例中锚索一次成型施工方法的第一示意图；图2为本发明实施例中锚索一次成型施工方法的第二示意图；图3为本发明实施例中锚索一次成型施工方法的第三示意图；图4为本发明实施例中锚索一次成型施工方法的第四示意图；图5为本发明实施例中施工设备的结构示意图；图6为本发明实施例中锚固体的侧剖图；图7为本发明实施例中锚固体的横剖图。附图标号说明：标号名称标号名称1钻头6滚动轴承2钻杆7喷嘴3锚盘8土体4挤压锚头9旋喷桩5钢绞线本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明的主要目的是提供锚索一次成型施工方法，以解决传统的锚索成型施工过程中工艺复杂且成桩质量不佳的技术问题。请参照图1，本发明实施例一提供的锚索一次成型施工方法，包括如下步骤：S10，提供锚索和旋喷钻机：所述锚索的锚盘3套设于所述旋喷钻机的钻头1上，与所述钻头1连接的钻杆2上设置有止位件，所述锚盘3设置于所述旋喷钻机的钻头1和所述止位件之间，所述止位件用于带动所述锚索朝锚索孔运动，且用于当所述锚索向所述锚索孔运动时限制所述锚索跟随所述钻杆2旋转以避免所述锚盘3上的钢绞线5相互绞合；在本实施例中，参见图5，锚索包括锚盘3和设置于锚盘3上的钢绞线5。其中，锚盘3优选为薄状圆盘，锚盘3上设置有中心孔和围绕中心孔设置的连接孔，钢绞线5穿过连接孔后通过挤压锚头4固定，或者钢绞线5穿过连接孔系在锚盘3上，钢绞线5的固定方法不限制。旋喷钻机上安装有旋喷钻，旋喷钻包括钻杆2和连接于所述钻杆2前端的钻头1。钻杆2为中空杆，其内具有中空孔道。在钻头1上设置有贯穿钻头1的外壁的喷嘴7。钻杆2上设置有止位件，锚盘3套设于钻头1上，且位于钻头1和止位件之间。在旋喷钻钻进过程中，当钻头1钻进土层8后，止位件带动锚盘3朝着逐渐形成的锚索孔运动，以在钻孔的同时将锚索设置于形成的锚索孔内。同时，止位件还能够防止锚盘3跟随钻杆2旋转，以避免锚盘3上的钢绞线5绞合在一起拧成麻花状，影响旋喷桩9的成桩质量和后续对锚索进行拉力张紧。需要说明的是，锚盘3的中心孔孔径大于钻头1的外径，且小于止位件的最大横向尺寸。止位件的最大横向尺寸是指与钻杆2的轴线垂直的横截面上的最大尺寸。在一具体实施例中，止位件为一滚动轴承6，滚动轴承6的内圈与钻杆2紧密套接，以对滚动轴承6进行安装和定位。根据滚动轴承6的特性可知，滚动轴承6的内圈跟随钻杆2转动时，滚动轴承6的外圈是不转动的。优选地，滚动轴承6的外圈直径大于锚盘3中心孔孔径，锚盘3不能穿过滚动轴承6。钻头1进入土层8后，滚动轴承6外圈顶着锚盘3一同进入锚孔，连接在锚盘3上的钢绞线5被同步带入。因为滚动轴承6的内转外不转机制，使得钢绞线5不会在钻杆2旋转钻进时被拧成麻花状，从而保证了锚索施工的钻孔、安索工序一次完成。在其他实施例中，止位件还可以是滚动轴承6与其他结构的结合，例如在滚动轴承6的外圈上套设一外环，由外环带动锚盘3朝锚索孔运动，且不会向锚盘3施加旋转扭矩。S11，提供注浆泵，旋喷钻机就位：所述钻杆2为中空杆，所述钻头1上设置有与所述钻杆2的中空孔道连通的且贯通所述钻头1的外壁的喷嘴7，将所述注浆泵与所述钻杆2的中空孔道连接，并将所述旋喷钻机安装就位；注浆泵连接浆料池，能够从浆料池内抽取水泥浆。旋喷钻的钻杆2为中空杆，且钻头1上设置有贯通钻头1的壁的喷嘴7，喷嘴7连接钻杆2的中空孔道。注浆泵连接钻杆2的中空孔道，以将水泥浆注入钻杆2内，并从喷嘴7内射出。需要注意的是，在本实施例中，喷嘴7贯通钻头1的外壁，当钻杆2旋转高速时，水泥浆喷出时对周围的土层8会形成很大的切割力，不仅有利于扩大锚索孔，还能够将水泥浆与土层8进行充分搅拌，提高了水泥土的旋喷桩9的成桩质量。由于钻机安装定位质量不仅影响成锚质量，同时还影响施工速度和人员安全。因此，钻机安装定位应按照“正、平、稳、固”的要求，确保钻机受力后不摇摆、不移位。钻机定位后，采用钻机自带校核钻孔开孔角度，使开孔角度误差不超过3°，开孔处的水平和垂直向误差不大于50mm。S12，钻孔注浆：使用所述旋喷钻机向土层8内部旋喷钻孔形成锚索孔，并带动所述锚索进入所述锚索孔内，同时所述注浆泵以第一预设压力向所述中空孔道内注入水泥浆，通过所述喷嘴7将所述水泥浆注入所述锚索孔内；旋喷钻机安装就位后，启动旋喷钻机，旋喷钻在电机驱动下朝土层8钻进。随着旋喷钻的不断钻进，锚索在止位件的带动下朝形成的锚索孔内运动。同时，注浆泵以第一预设压力向中空孔道内注入水泥浆，水泥浆经中空孔道、喷嘴7后射出，圆弧切割土层8，并与泥土充分搅拌混合，以保证了锚索施工的钻孔、安索、注浆工序一次完成。其中，第一预设压力为10～18MPa的高压，加大了水泥浆喷射时形成的切割力，以利于在钻孔过程中形成更大的桩径，使得锚索的抗拔力大大提高。例如第一预设压力为12MPa、15MPa或17MPa。优选地，旋喷钻机的旋喷钻在钻进过程中，按照0.3～0.5m/min的前进速度和20～50r/min的转速钻孔。S13，退钻注浆：当所述旋喷钻机打孔至目标深度后将所述钻杆2从所述锚索孔内旋出，同时注浆泵以第二预设压力向所述中空孔道内注入水泥浆，通过所述喷嘴7将所述水泥浆注入所述锚索孔内，直至所述旋喷钻机完全退出土层8。当旋喷钻机打孔至目标深度后，将旋喷钻从锚索孔内退出。此时，采用的是边旋退边注浆的方式。此时，注浆泵以第二预设压力向中空孔道内注入水泥浆，并通过喷嘴7将水泥浆注入到锚索孔内，直至旋喷钻机完全退出土层8。在旋喷钻机退出的同时也进行注浆，以填满旋喷钻退出所带来的孔隙，强化水泥浆与泥土的混合，提高锚固体的紧实度，提高旋喷桩9的成桩质量。通过边退钻边注浆，在一定程度上能够减少注浆管的预埋，加快工艺进程。其中，第二预设压力可以与第一预设压力相当，以形成更大的桩径，也可以小于第一预设压力，以在旋喷钻机退出时减少了水泥土飞溅。例如，所述第二预设压力为2～5MPa，如4MPa。在本实施例的锚索钻孔施工中，钻机钻头1通过锚盘3将钢绞线5同步带入锚孔，同时进行高压旋喷注浆，即钻孔、安索和注浆同时完成，锚索施工一次性成型，大大提高了施工效率，节省了工期。同时，锚索施工一次性完成，能有效地避免软土地区常规锚索施工遇到的塌孔、缩颈、清孔不干净等问题，施工质量稳定、可靠，离散性小。另外，通过单位抗拔力所耗费的材料分析，在相同地质条件下，旋喷一次成型锚索的抗拔力水平比普通锚索提高了大约50％，也就是说，本实施例的技术方案能够节省50％的材料，经济效益明显。最后，采用一边钻进，一边旋喷注浆的掩护式施工方式，可以有效解钻孔决止水帷幕引发的渗流问题；通过提高喷射水泥浆压力，从而增加锚固体的直径，提高锚索抗拔力。请参照图2，本发明实施例二提供的锚索一次成型施工方法，与实施例一不同之处在于，在退钻注浆之后，还包括：S14，形成扩大头：当所述旋喷钻机打孔至预设扩孔深度后，所述注浆泵以第四预设压力注浆，直至打孔至目标深度，所述第四预设压力大于所述第一预设压力；和/或，当所述旋喷钻机打孔至目标深度后，将所述旋喷钻机在目标深度和所述预设扩孔深度之间重复钻进和旋出预设次数并注浆。为了进一步提高锚固体的旋喷桩9的成桩质量，在锚固体的前端形成扩大头。在本实施例中，可以通过在扩孔段增加注浆压力来形成扩大孔，也可以通过在扩孔段控制钻杆2多次进退旋喷的方式来形成扩大孔，同时也可以两者方式结合起来形成扩大孔。钻杆2多次进退旋喷或在扩孔段增加注浆压力能够形成扩大头结构，使得锚索的抗拔力大大提高。请参照图3，本发明实施例三提供的锚索一次成型施工方法，与实施例一或实施例二的不同之处在于，在提供锚索和旋喷钻机之前，还包括:S07，根据设计需求选择所述钻杆2的长度；其中，所述钻杆2包括基础钻杆2和延长钻杆2，所述钻头1、所述滚动轴承6连接于所述基础钻杆2上，所述基础钻杆2的尾端与所述延长钻杆2之间、所述延长钻杆2与所述延长钻杆2之间通过螺套连接。在本实施例中，为了使得钻杆2的适应范围更广，将钻杆2的长度设计为自由组合式。钻杆2包括基础钻杆2和延长钻杆2，钻头1、滚动轴承6连接于基础钻杆2上，延长钻杆2与基础钻杆2的尾端连接，延长钻杆2还可以连接延长钻杆2，以达到更深的距离。一种连接方式是，基础钻杆2尾端与延长钻杆2的端部设置有外螺纹，基础钻杆2与延长钻杆2之间、延长钻杆2与延长钻杆2之间通过螺套连接。可以理解的是，延长钻杆2也为中空孔道，且延长钻杆2的中空孔道的大小与基础钻杆2的中空孔道的大小相当。S08，制作锚索：提供所述锚盘3、所述钢绞线5、所述挤压锚头4，所述锚盘3上设置有中心孔和围绕所述中心孔设置有多个连接孔，将每股钢绞线5穿过所述锚盘3上的对应的连接孔后以冷挤压法压入所述挤压锚头4，所述挤压锚头4的直径大于所述连接孔的孔径。在施工之前需要首先制作锚索。在本实施例中，锚索包括锚盘3和设置于锚盘3上的钢绞线5。其中，锚盘3优选为薄状圆盘，锚盘3上设置有中心孔和围绕中心孔设置的连接孔，每股钢绞线5穿过连接孔后以冷挤压法压入挤压锚头4并通过挤压锚头4固定，挤压锚头4的外径大于所述连接孔的孔径。可以理解的是，所述钢绞线5的延长方向与所述钻头1的钻进方向相反。其中，钢绞线5的数量为多根，例如4根。每根钢绞线5由多根钢丝绞合而成，桩外预留一定长度的钢绞线5，以便张拉。S09，按照水灰比0.65-0.70配比制备水泥浆。在施工之前还需要配置水泥浆。注浆材料可以选用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量可以为20％，水灰比在0.65～0.70范围，具体根据设计要求进行调整。水泥浆应拌和均匀，随拌随用，控制一次拌和的水泥浆量，保证所拌合的水泥浆能在其初凝前用完。请参照图4，本发明实施例四提供的锚索一次成型施工方法，与实施例一的不同之处在于，锚索上还设置有二次注浆管(未图示)，二次注浆管连接于所述锚盘3的边沿，且二次注浆管与钢绞线5平行设置，在退钻注浆之后，还包括:S15，二次注浆：将所述注浆泵与所述二次注浆管连接，所述注浆泵按照第三预设压力通过所述二次注浆管向所述锚索孔内进行二次注浆。为了进一步保证锚固体的施工质量，提高旋喷桩9的成桩质量，在锚索上设置有二次注浆管，当锚索随着旋喷钻进入锚索孔内，二次注浆管也随之进入锚索孔内。当退钻后，需要进一步注浆以加固锚固体的质量时，将注浆泵连接通过二次注浆管，通过二次注浆管向锚索孔内加注水泥浆。此时，注浆泵的注浆压力优选为2～5MPa。以上步骤均在水泥浆初凝之前完成。本发明实施例形成的锚固体的结构请参见图6和图7。最后执行步骤S16，对锚固体进行养护，并制作腰梁，对锚索张拉并锁紧，具体施工方法与现有技术相同，在此不赘述。本发明实施例中所提及的锚索一次成型施工方法特别适应于软土地区的建筑基坑支护。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3