一种砂土边坡锚杆加固结构及其施工方法与流程

本发明涉及边坡加固结构及施工技术领域，尤其是涉及一种砂土边坡锚杆加固结构及其施工方法。

背景技术：

锚杆常用于边坡加固，一般的锚杆施工过程如下：

确定孔位→钻孔就位→调整角度→钻孔→清孔→安装锚索→一次注浆→二次补浆→施工锚索腰梁→张拉→锚头锁定→割除锚头多余钢铰线，对锚头进行保护。

但是在砂土边坡锚杆施工的钻孔过程中，因为沙质土强度较低，所以在钻孔后极为容易造成成孔坍塌的问题，进而导致锚杆无法插入。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种砂土边坡锚杆加固结构及其施工方法，其优势在于能够快速有效的在砂土边坡上进行锚杆施工。

本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种砂土边坡锚杆加固结构，包括管状的杆体以及布设在杆体上的出浆孔，所述杆体为一端开口，另一端呈封闭的尖锐端的管件；

所述杆体上还设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括顶轴和活动连接在杆体内的驱动件；

所述顶轴有多个并且滑动连接在杆体侧壁上，所述顶轴一端位于杆体内，另一端位于杆体外，所述顶轴滑动后其两端与杆体侧壁保持平齐或低于侧壁平面，所述顶轴的两端均设置有限位件，所述顶轴位于杆体内的一端始终与杆体轴线保持间距；

所述驱动件为一端呈尖锐设置的杆件，所述驱动件的外径与杆体的内径一致；

所述杆体开口的一端设置有旋转连接器，所述旋转连接器可拆卸的连接有注浆管道。

通过采用上述技术方案，将杆体插入至砂土边坡中，然后将驱动件插入至杆体中，因为驱动件的一端是尖锐的，并且顶轴位于体内的一端与杆体轴线之间是具有一定距离的，所以当驱动件尖锐的一端沿着杆件轴线插入杆体内的过程中，顶轴受到驱动件的推动而被推出杆体，并且插入至边坡土层中。

通过旋转连接器连接注浆管道，然后向杆体内注入砂浆，砂浆从出浆孔输出，在砂浆从出浆孔输出的过程中同时转动杆体，从而使得杆体外的砂浆与砂土被顶轴混合搅拌。砂浆与砂土混合物固结之后，杆体即被稳固的固定在边坡上。因为在利用本方法施工的过程中，钻孔与注浆是同步进行的，所以就不会存在钻孔过程中孔洞塌陷的问题。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述杆体外表面沿其轴线方向设置螺旋设置有螺旋叶，当顶轴位于杆体内的一端与杆体内壁平齐或者陷于杆体内壁时，所述顶轴位于杆体外的一端相比于螺旋叶更突出于杆体的外表面。

通过采用上述技术方案，在杆体插入边坡的过程中，因为有螺旋叶片的存在使得杆体能够被更容易旋入至边坡中，而又因为顶轴位于杆体内的一端与杆体内壁平齐或者陷于杆体内壁时，顶轴位于杆体外的一端相比于螺旋叶更突出于杆体的外表面，所以在顶轴插入至杆体外的土层中后杆体旋转时，杆体不会因为螺旋叶的存在而旋转退出边坡。并且，因为顶轴的存在会让砂土与砂浆混合搅拌在一起。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述杆体的内壁设置有内平整槽，所述杆体的外壁设置有与内平整槽对应的外平整槽，所述顶轴于内平整槽、外平整槽内穿设杆体的侧壁，所述限位件包括设置在顶轴位于杆体内的一端的周面上的内限位环，以及设置在顶轴另一端的周面上的外限位环，所述内平整槽的内壁上设置有内环形槽，所述外平整槽的内壁上设置有外环形槽。

通过采用上述技术方案，在杆体插入边坡的过程中，外限位环卡入在外环形槽中，使得顶轴位于杆体外的一端与杆体的外表面保持平齐，使得杆体能够较为容易的插入至边坡中。在驱动件插入杆体中后，顶轴被推向杆体外，此时内限位环卡入内环形槽中，从而使得顶轴始终保持伸出杆体的状态，进而使得杆体在旋转的过程中，顶轴难以缩回杆体内。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：杆体的外表面上沿其轴向方向设置有密封槽，所述密封槽中设置有密封条，所述出浆孔设置在密封槽内。

通过采用上述技术方案，在注浆的过程中，将密封条逐渐的沿着杆体的轴向方向从密封槽中抽出，使得靠近杆体尖锐一端的出浆孔先开启。在仅有靠近杆体尖锐一端的出浆孔开启时，砂浆仅能从该处的出浆孔流出杆体与砂土混合。当继续将密封条从密封槽中拉出后，砂浆从新开启的出浆孔流出，而之前打开的出浆孔因为砂浆已经流出，所以相对的出浆会更少。最终使得砂浆能够较为均匀的与杆体周围的砂土混合在一起。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述密封槽为燕尾槽或t型槽，所述密封条为与密封槽对应的形状。

通过采用上述技术方案，从而使得密封条仅能从密封槽的长度方向拉出，让密封条与密封槽的连接更为紧密。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述杆体开口的一端固定有沿其径向方向设置的把手杆。

通过采用上述技术方案，手持把手即可方便的人工转动杆体，从而使得本锚杆在没有机械设备驱动其转动的情况下，依旧能够通过人工将其转动旋入边坡中。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述旋转连接器包括同轴连接的内套与外套，所述外套的一端将内套的一端套接在内并且二者转动连接，旋转连接器的一端固定在杆体开口的一端的内壁上，并且与杆体同轴连接，另一端与注浆管道可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，因为内套与外套是同轴并且转动连接的，从而使得利用旋转连接器连接注浆管道与杆体时，杆体依旧能够相对注浆管道转动。

本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种砂土边坡锚杆加固结构的施工方法，包括如下的施工步骤：

步骤一：预备杆体，在密封槽中塞入密封条，让外限位环卡入外环形槽中；

步骤二：将杆体尖锐的一端插入至边坡中，然后利用设备或者手持把手杆将杆体旋入至边坡中；

步骤三：将驱动件尖锐的一端插入至杆体内，从而将顶轴驱动顶出插入至杆体外的土层中；

步骤四：将驱动件从杆体中抽出；

步骤五：然后利用旋转连接器与注浆管道连接；

步骤六：向杆体内注入砂浆，在注入砂浆的过程中旋转杆体，使得杆体外形成充满了砂浆与砂土混合物；

步骤七：在砂浆与砂土混合物固结后即完成锚杆施工。

通过采用上述技术方案，向杆体内注入砂浆，砂浆从出浆孔输出与砂土混合形成砂土与砂浆的混合物，砂土与砂浆的混合物相当于传统锚杆施工过程中，向钻孔中注入的砂浆。因为在利用本方法施工的过程中，钻孔与注浆是同步进行的，所以就不会存在钻孔过程中孔洞塌陷的问题。

1、在利用本方法施工的过程中，钻孔与注浆是同步进行的，所以就不会存在钻孔过程中孔洞塌陷的问题；

2、在杆体插入边坡的过程中，因为有螺旋叶片的存在使得杆体能够被更容易旋入至边坡中，而又因为顶轴位于杆体内的一端与杆体内壁平齐或者陷于杆体内壁时，顶轴位于杆体外的一端相比于螺旋叶更突出于杆体的外表面，所以在顶轴插入至杆体外的土层中后杆体旋转时，杆体不会因为螺旋叶的存在而旋转退出边坡，并且，因为顶轴的存在会让砂土与砂浆混合搅拌在一起；

3、在注浆的过程中，将密封条逐渐的沿着杆体的轴向方向从密封槽中抽出，使得靠近杆体尖锐一端的出浆孔先开启。在仅有靠近杆体尖锐一端的出浆孔开启时，砂浆仅能从该处的出浆孔流出杆体与砂土混合。当继续将密封条从密封槽中拉出后，砂浆从新开启的出浆孔流出，而之前打开的出浆孔因为砂浆已经流出，所以相对的出浆会更少。最终使得砂浆能够较为均匀的与杆体周围的砂土混合在一起。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的杆体的端面正视结构示意图；

图3为图2中a-a处的剖面结构示意图；

图4为图2中b-b处的剖面结构示意图；

图5为本发明的旋转连接器的结构示意图。

附图标记：1、杆体；2、出浆孔；3、搅拌机构；4、顶轴；5、驱动件；6、内平整槽；7、外平整槽；8、内限位环；9、外限位环；10、螺旋叶；11、把手杆；12、旋转连接器；13、内套；14、外套；15、转动槽；16、转动条；17、翻边；18、螺孔；19、密封槽；20、密封条；21、内环形槽；22、外环形槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，为本发明公开的一种砂土边坡锚杆加固结构，包括管状的杆体1以及布设在杆体1上的出浆孔2（参照图4），杆体1为一端开口，另一端呈封闭的尖锐端的管件，杆体1上还设置有搅拌机构3。

搅拌机构3包括顶轴4和活动连接在杆体1内的驱动件5。顶轴4沿着杆体1的轴向与周向均匀分布。顶轴4滑动连接在杆体1侧壁上，顶轴4一端位于杆体1内，另一端位于杆体1外，顶轴4的两端均设置有限位件。

如图2、3所示，具体地，杆体1的内壁设置有圆形的内平整槽6，杆体1的外壁设置有与内平整槽6对应的圆形的外平整槽7，圆柱状的顶轴4于内平整槽6、外平整槽7内穿设杆体1的侧壁从而与杆体1的侧壁形成滑动杆连接关系。顶轴4位于杆体1内的一端的周面上连接有内限位环8，另一端的周面上设置有外限位环9，内平整槽6的内壁上设置有内环形槽21，外平整槽7的内壁上设置有外环形槽22。当外限位环9卡入外环形槽22中时，顶轴4位于杆体1外的一端端面与杆体1外表面保持平齐或者低于杆体1的外表面；当内限位环8卡入内环形槽21中时，顶轴4位于杆体1内的一端端面与杆体1的内表面保持平齐或者低于杆体1的内表面。

并且，顶轴4位于杆体1内的一端始终与杆体1轴线保持间距，即内限位环8卡入内环形槽21中时，顶轴4位于杆体1内的一端端面始终与杆体1的轴线保持一定的间距。

如图1所示，驱动件5为一端呈尖锐设置的杆件，驱动件5的外径与杆体1的内径一致；所以当驱动件5尖锐的一端沿着杆件轴线插入的过程中，顶轴4受到驱动件5的推动而被推出杆体1，从而使得内限位环8卡入内环形槽21中。

杆体1外表面沿其轴线方向设置螺旋设置有螺旋叶10，杆体1开口的一端固定有沿其径向方向设置的把手杆11。当顶轴4位于杆体1内的一端与杆体1内壁平齐或者陷于杆体1内壁时，顶轴4位于杆体1外的一端相比于螺旋叶10更突出于杆体1的外表面。

在杆体1插入边坡的过程中，外限位环9卡入外环形槽22中，如果有设备能够旋转杆体1则利用设备旋转杆体1使其旋入边坡，若无法使用设备则可以使用人工手持把手杆11转动杆体1。因为有螺旋叶10片的存在使得杆体1能够被更容易旋入至边坡中。在杆体1旋入边坡的过程中，外限位环9卡入外环形槽22中，即顶轴4位于杆体1外的一端与杆体1的外表面保持平齐或者低于杆体1的外表面。

在杆体1插入边坡中后，通过在杆体1内插入驱动件5即可将顶轴4退出杆体1。而又因为顶轴4位于杆体1内的一端与杆体1内壁平齐或者陷于杆体1内壁时，顶轴4位于杆体1外的一端相比于螺旋叶10更突出于杆体1的外表面，所以在顶轴4插入至杆体1外的土层中后杆体1旋转时，杆体1不会因为螺旋叶10的存在而旋转退出边坡。并且，在杆体1插入至边坡中后，通过旋转连接器12连接注浆管道（图中未示出）向杆体1内注入砂浆，那么砂浆则会从出浆孔2输出，又因为顶轴4的存在，在杆体1旋转的时候会让砂土与砂浆混合搅拌在一起。

如图1、5所示，旋转连接器12具体是位于杆体1开口的一端，旋转连接器12可拆卸的连接有注浆管道（图中未示出）。旋转连接器12包括同轴连接的内套13与外套14，内套13一端的外表面上形成一圈环形的转动槽15，外套14的内表面上形成一圈环形的转动条16，转动条16卡入转动槽15内，从而让内套13与外套14形成转动连接。内套13一端与杆体1开口的一端的内壁同轴固定连接，外套14的一端外翻形成翻边17，翻边17上周向分布有螺孔18，注浆管道的一端上一般设置有法兰盘（图中未示出），通过法兰盘与翻边17利用螺栓件连接，从而使得旋转连接器12与注浆管道可拆卸连接。

如图1、4所示，杆体1的外表面上沿其轴向方向设置有燕尾槽形状或者t型槽形状的密封槽19，密封槽19还沿着杆体1的周向分布，密封槽19中设置有密封条20，出浆孔2均设置在密封槽19内，密封条20仅能沿着密封槽19的长度方向被抽出。

在注浆的过程中，将密封条20逐渐的沿着杆体1的轴向方向从密封槽19中抽出，使得靠近杆体1尖锐一端的出浆孔2先开启。在仅有靠近杆体1尖锐一端的出浆孔2开启时，砂浆仅能从该处的出浆孔2流出杆体1与砂土混合。当继续将密封条20从密封槽19中拉出后，砂浆从新开启的出浆孔2流出，而之前打开的出浆孔2因为砂浆已经流出，所以相对的出浆会更少。最终使得砂浆能够较为均匀的与杆体1周围的砂土混合在一起。

实施例二：一种砂土边坡锚杆加固结构的施工方法：

包括如下的施工步骤：

步骤一：预备杆体1，在密封槽19中塞入密封条20，让外限位环9卡入外环形槽22中；

步骤二：将杆体1尖锐的一端插入至边坡中，然后利用设备或者手持把手杆11将杆体1旋入至边坡中；

步骤三：将驱动件5尖锐的一端插入至杆体1内，从而将顶轴4驱动顶出插入至杆体1外的土层中；

步骤四：将驱动件5从杆体1中抽出；

步骤五：然后利用旋转连接器12与注浆管道连接；

步骤六：向杆体1内注入砂浆，在注入砂浆的过程中旋转杆体1，使得杆体1外形成充满了砂浆与砂土的混合物；

步骤七：在砂浆与砂土混合物固结后即完成锚杆施工。

在本施工方法中，向杆体1内注入砂浆，砂浆从出浆孔2输出与砂土混合形成砂土与砂浆的混合物，砂土与砂浆的混合物相当于传统锚杆施工过程中向钻孔中注入的砂浆。因为在利用本方法施工的过程中，钻孔与注浆是同步进行的，所以就不会存在钻孔过程中孔洞塌陷的问题。从而使得，能够利用本方法在砂土边坡上快速的进行锚杆施工。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。