專利名稱：多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域的巖土錨固工程使用的錨桿。
背景技術(shù)：
在巖土工程領(lǐng)域內(nèi)的邊坡、堤岸、基坑、隧道和地下洞室錨固工程，以及建筑物抗浮和 構(gòu)筑物基礎(chǔ)抗拔等技術(shù)領(lǐng)域中，通常需要采用永久性系統(tǒng)錨桿錨固，或采用抗浮錨桿等技術(shù) 手段對各類建、構(gòu)筑物予以錨定加固，對于永久型土層錨桿的基本要求是耐久性和承載力。 采用傳統(tǒng)的抗拉、抗剪或抗拔錨固技術(shù)手段所施做的錨桿或錨樁在工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜的 地層內(nèi)，如地質(zhì)體松散、地下水水頭較高、動(dòng)水壓力較大，特別對于地層或地下水對混凝土 和筋材具有較強(qiáng)腐蝕性條件下，永久性錨固、抗浮或抗拔工程的耐久性和承載力很難得到有 效保障。而對于在己污染的地層和地下水環(huán)境中實(shí)施建、構(gòu)筑物的加固、糾偏，以及廢棄污 染物處置場地內(nèi)的邊坡加固工程，同樣需要一種能夠?qū)﹀^固體及其內(nèi)含筋材進(jìn)行多重保護(hù)的 錨桿結(jié)構(gòu)型式及配套錨固工藝來保障錨固工程達(dá)到設(shè)計(jì)工作壽命。
針對工程地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜程度和不同地層條件，錨桿通常采用包裹、隔離和注漿密實(shí)等 防腐技術(shù)措施。主要方法有筋材鍍鋅、環(huán)氧樹脂涂層、套管包裹和注漿包裹等。在同一根錨 桿中采用三種及以上防腐手段的稱為多重防腐。傳統(tǒng)防腐錨固技術(shù)中，所用筋材一般采用包 裹鍍鋅層的螺紋鋼筋或包裹套管的鋼絞線，結(jié)合注漿密實(shí)包裹層和\或環(huán)氧樹脂涂層構(gòu)成雙重 或三重防腐錨桿。其缺點(diǎn)是由于整個(gè)錨固段處于地層中，在長期荷載作用下，注漿固結(jié)體易 產(chǎn)生裂隙，地層中的腐蝕性水、氣體等流體易通過裂隙與錨桿筋材接觸，逐步腐蝕錨桿，導(dǎo) 致錨桿可能在服役期內(nèi)失效。
中國實(shí)用新型專利申請200610052634.7公開了一種錨桿孔口端局部帶有波紋結(jié)構(gòu)囊體 的防腐錨桿，錨桿桿體被孔口端囊體和連接在囊體小頭端的套管包裹，再通過向囊體和套管 層與錨桿筋材間的空腔中注入漿液固結(jié)桿體來達(dá)到雙重防腐防護(hù)。該技術(shù)能夠提供在鉆孔深
度較小、采用單根鋼筋作為筋材、錨固力較低的錨桿的雙重或多重防腐，但對于需要高鎖定 力錨固的軟弱地層和高陡邊坡，采用該技術(shù)需要打設(shè)數(shù)量較多、深度較大的錨孔，套管須多 次連接才能夠滿足錨桿全長的耐久性防護(hù)要求，因此大大增加了施工難度和成本。此外，該 專利申請中的錨桿錨固頭部分的防護(hù)仍存在一定問題，在具有腐蝕性土體和水體環(huán)境中，該 錨桿錨固頭部分的耐久性難以得到有效保障。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于各類復(fù)雜、軟弱地層，尤其適用于具有腐蝕性的 土層和/或地下水體，注漿體大小可控、能有效包裹注漿固結(jié)體、抑制注漿體漿液流失，并可 實(shí)施高預(yù)應(yīng)力鎖定，能夠以較低成本有效地提高單錨承載力，減少錨桿總數(shù)量，降低工程造
4價(jià)，加快施工速度，對錨桿錨固體實(shí)施多重防護(hù)，具有整體性抗腐蝕性好，耐久性高的多重 防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿。
本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，包括錨固段、自由張拉段、外錨頭、 注漿管、 一個(gè)以上的傳力構(gòu)件和一個(gè)以上的承載板，自由張拉段內(nèi)設(shè)有用于支撐注漿管和每 個(gè)傳力構(gòu)件的對中支架，傳力構(gòu)件的底端與承載板固定相連，所述錨固段包括巖土工程用可 控膨脹擠壓土體裝置，巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置包括上套筒組件，上套筒組件的頂 端固定有上蓋板，上套筒組件內(nèi)的上部設(shè)有上彈性密封件，上套筒組件的下部與膨脹擠壓筒 頂端的上開口相連，膨脹擠壓筒采用柔性材料制成，所述上套筒組件、所述上蓋板和所述上 彈性密封件上沿軸線方向設(shè)有與所述膨脹擠壓筒的上開口相通的注衆(zhòng)管上過孔和至少一個(gè)傳 力構(gòu)件上過孔，所述注漿管的下部穿過注槳管上過孔并伸入所述膨脹擠壓筒內(nèi)，每個(gè)所述傳 力構(gòu)件穿過所述傳力構(gòu)件上過孔并伸入膨脹擠壓筒內(nèi)，膨脹擠壓筒內(nèi)填充有水泥基漿液或含 膨脹劑的水泥基槳液。
本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其中所述承載板位于膨脹擠壓筒內(nèi)，所 述膨脹擠壓筒外包覆有土層或水泥土層，所述上彈性密封件采用具有彈性的橡膠或?yàn)r青或聚 四氟乙烯材料制成。
本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其中所述傳力構(gòu)件采用表面鍍鋅的螺紋 鋼筋或表層涂刷環(huán)氧樹脂的鋼絞線或玻璃纖維筋(GFRP)或碳纖維筋(CFRP)或芳綸纖維 筋(AFRP)制成，傳力構(gòu)件位于所述自由張拉段處的螺紋鋼筋或鋼絞線的表面包裹有低密度 聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC)套管。
本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其中所述傳力構(gòu)件位于所述膨脹擠壓筒 內(nèi)的螺紋鋼筋或鋼絞線的表面包裹有低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚 氯乙烯(PVC)套管。
本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其中所述上套筒組件包括上筒、上承載 板和下筒，上筒的底端焊接固定在上承載板的上端面上，所述下筒的頂端焊接固定在上承載 板的下端面上，所述上蓋板采用螺紋連接或焊接安裝在上筒的頂端，所述上彈性密封件設(shè)置 在上筒內(nèi)，所述下筒的外側(cè)壁上沿圓周方向并列地設(shè)有多個(gè)上防滑凸棱，所述膨脹擠壓筒的 上開口套裝在下筒的外側(cè)壁上，并采用一個(gè)以上的上卡箍固定，所述上筒和下筒為橫截面是 圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒。
本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其中所述膨脹擠壓筒的底端設(shè)有下開口， 膨脹擠壓筒的下開口與下套筒組件的頂端相連，下套筒組件內(nèi)設(shè)有下彈性密封件，下彈性密 封件采用具有彈性的橡膠或?yàn)r青或聚四氟乙烯材料制成，下套筒組件的底端固定有下蓋板， 在所述承載板和所述下彈性密封件上沿軸線方向設(shè)有至少一個(gè)傳力構(gòu)件下過孔，每個(gè)所述傳 力構(gòu)件穿過傳力構(gòu)件下過孔。
本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其中所述下套筒組件包括上空筒和下空 筒，上空筒的底端焊接固定在所述承載板的上端面上，所述下空筒的頂端焊接固定在承載板的下端面上，所述下蓋板采用螺紋連接或焊接安裝在下空筒的底端，所述下彈性密封件設(shè)置 在下空筒內(nèi)，所述上空筒的外側(cè)壁上沿圓周方向并列地設(shè)有多個(gè)下防滑凸棱，所述膨脹擠壓 筒的下開口套裝在上空筒的外側(cè)壁上，并采用一個(gè)以上的下卡箍固定，所述上空筒和下空筒 為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒所使用材料的抗拉 強(qiáng)度為7MPa以上，膨脹擠壓筒所使用材料的滲透系數(shù)小于10—7cm/S。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，具有以下各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)
1、 將巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置與現(xiàn)有的高壓噴射注漿技術(shù)有效結(jié)合，能夠方便、 快速、可靠的在各類軟、硬程度不同的土層中施工帶有擴(kuò)體錨固段的永久性高承載力土層錨 桿。
2、 應(yīng)用高壓噴射注漿一擠擴(kuò)土體工藝，避免了機(jī)械式擴(kuò)孔錨桿錨固段易于塌孔、難于清 除孔內(nèi)殘?jiān)约皞髁?gòu)件居中困難等技術(shù)難題，能夠快速、高效地施做擴(kuò)體錨桿。
3、 采用高壓噴射注漿一擠擴(kuò)土體工藝，實(shí)現(xiàn)了對膨脹擠壓筒的精確定量注漿，膨脹擠壓 筒內(nèi)的漿液被完全密封包裹，避免了漿液外流浪費(fèi)和污染周圍地層，而且還可以根據(jù)需要對 錨固段周圍土體進(jìn)行置換和擠密加固，從而能夠在軟弱地層中大大提高單錨的錨定承載力， 并可減小鉆孔長度和錨桿長度，節(jié)約鋼材、水泥，降低工程費(fèi)用。
4、 由于對深部錨固段采用了多重防腐措施，且錨桿的傳力構(gòu)件、承載體以及擴(kuò)體錨固段 的注漿固結(jié)體完全被包裹于膨脹擠壓筒和水泥土中，所以本實(shí)用新型的錨桿結(jié)構(gòu)具有等同或 高于膨脹擠壓筒囊體土工膜材料的穩(wěn)定的長期防腐性能，能夠應(yīng)用于近海邊岸區(qū)域、鹽漬土 地區(qū)及固體廢料填埋場等高腐蝕環(huán)境中，并保持可靠的擴(kuò)體錨固效果。
5、 采用本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，不但能夠以較低的成本有效 地抑制漿液流失，提高單錨承載力，減少錨桿總數(shù)量，加快施工速度，降低工程造價(jià)，而且 能夠?qū)﹀^桿錨固體實(shí)施多重防護(hù)，大大增強(qiáng)了永久型錨桿的抗腐蝕性和耐久性，有效提高了 工程的長期安全可靠性。
6、 本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿適用于在各類復(fù)雜、軟弱地層和\或 地下水體，實(shí)施對土木工程建設(shè)中的邊坡、堤岸、基坑、隧道和地下洞室工程的預(yù)應(yīng)力錨固， 以及建筑物抗浮和構(gòu)筑物基礎(chǔ)抗拔的豎向錨固，并能夠大大提高系統(tǒng)錨桿的承載力和耐久性， 降低錨固工程總造價(jià)。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本實(shí)用新型。

圖1為本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿所使用的巖土工程用可控膨脹擠 壓土體裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖2為上套筒組件部分的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖3為上套筒組件部分的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖4為上套筒組件部分的又一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖5為本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿所使用的巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖6為下套筒組件部分的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖； 圖7為下套筒組件部分的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖； 圖8為下套筒組件部分的又一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖9為本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的 主視剖面圖10為本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意 圖的主視剖面圖11為本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的又一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意 圖的主視剖面圖12為本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的再一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意 圖的主視剖面圖13為本實(shí)用新型的巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置處于一種折疊方式的結(jié)構(gòu)示意 圖的主視剖面圖14為本實(shí)用新型的巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置處于另一種折疊方式的結(jié)構(gòu)示 意圖的主視剖面圖15為本實(shí)用新型完成施工后的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖的主 視剖面圖16為圖15的C一C截面俯視圖17為本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的巖土工程用可控膨脹擠壓土體 裝置處于未注漿狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖的主視剖面圖； 圖18為圖17的A—A截面俯視圖。
具體實(shí)施方式

如圖1和圖5所示，本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿所使用的巖土工程 用可控膨脹擠壓土體裝置，包括上套筒組件l，上套筒組件l的頂端固定有上蓋板2，參見圖 2，上套筒組件l內(nèi)的上部設(shè)有上彈性密封件3，上套筒組件1的下部與膨脹擠壓筒5頂端的 上開口相連，膨脹擠壓筒5采用柔性材料制成，上套筒組件1、上蓋板2和上彈性密封件3 上沿軸線方向設(shè)有與膨脹擠壓筒5的上開口相通的注漿管上過孔6和一個(gè)傳力構(gòu)件上過孔7， 傳力構(gòu)件上過孔7的數(shù)量也可以是2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)或6個(gè)。上彈性密封件3采用具有彈性 的橡膠或?yàn)r青或聚四氟乙烯材料制成，上彈性密封件3屬于現(xiàn)有技術(shù)中的公知產(chǎn)品，其密封 原理是當(dāng)上彈性密封件3受到擠壓力作用時(shí)，會產(chǎn)生收縮變形，從而將注漿管上過孔6和每 個(gè)傳力構(gòu)件上過孔7壓縮，注漿管上過孔6的孔壁會與注漿管24的側(cè)壁緊緊相貼，傳力構(gòu)件 上過孔7的孔壁則會與傳力構(gòu)件23的側(cè)壁緊緊相貼，以起到密封作用。
如圖2所示的是本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿所使用的巖土工程用可控 膨脹擠壓土體裝置的其中一種上套筒組件1，該上套筒組件1包括上筒11和上承載板19，上
7筒11的底端焊接固定在上承載板19的上端面上，上蓋板2采用螺紋連接或焊接安裝在上筒 11的頂端，上彈性密封件3設(shè)置在上筒11內(nèi)，上筒11為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六 邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒5的上開口采用法蘭4固定在上承載板19的底端。
如圖3所示，上套筒組件1也可以是包括上筒11A、上承載板19A和下筒18，上筒11A 的底端焊接固定在上承載板19A的上端面上，下筒18的頂端焊接固定在上承載板19A的下 端面上，上蓋板2采用螺紋連接或焊接安裝在上筒11A的頂端，上彈性密封件3A設(shè)置在上 筒11A內(nèi)，下筒18的外側(cè)壁上沿圓周方向并列地設(shè)有多個(gè)上防滑凸棱16，膨脹擠壓筒5的 上開口套裝在下筒18的外側(cè)壁上，并采用2個(gè)或3個(gè)上卡箍14固定，上筒11A和下筒18 為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒。
如圖4所示，上套筒組件1還可以是包括上筒11B、上承載板19B、下筒18B和下套筒 lc，上筒11B的底端焊接固定在上承載板19B的上端面上，下筒18B和下套筒lc的頂端焊 接固定在上承載板19B的下端面上，下筒18B套裝在下套筒lc內(nèi)，上蓋板2B采用螺紋連接 或焊接安裝在上筒11B的頂端，上彈性密封件3B設(shè)置在上筒11B內(nèi)，膨脹擠壓筒5的上開 口插裝在下套筒lc和下筒18B之間的環(huán)形間隙內(nèi)，并采用多個(gè)沿徑向穿過下套筒lc和下筒 18B的螺栓固定，下套筒lc和下筒18B之間的環(huán)形間隙內(nèi)灌注有密封膠，上筒11B、下套筒 lc和下筒18為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒。
上述各實(shí)施例中膨脹擠壓筒5內(nèi)可以如圖1所示的那樣設(shè)有承載板21，承載板21上設(shè) 有傳力構(gòu)件23的連接孔，承載板21與傳力構(gòu)件23的底端通過螺母固定相連，或者承載板 21與傳力構(gòu)件23采用多個(gè)楔形夾板與承載班組合而成的錨具(也稱之為P錨)或螺紋連接 固定相連，膨脹擠壓筒5采用在向膨脹擠壓筒5內(nèi)注入5MPa以下漿液時(shí)可向外膨脹展開折疊 狀態(tài)的柔性材料制成，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉強(qiáng)度為10MPa以上，膨脹擠壓筒5所 使用材料的滲透系數(shù)小于10—7cm/s，上承載板的邊緣與2—8個(gè)弧形的彈性約束條20的二端 固定相連，每個(gè)彈性約束條20分別向下環(huán)繞膨脹擠壓筒5并與膨脹擠壓筒5的外表面相貼， 膨脹擠壓筒5在使用前被折疊巻繞成直圓柱筒狀，以便于插入鉆孔中，膨脹擠壓筒5展開后 的長度為0.4 3m，展開后的橫向直徑為0.4 1.5m，膨脹擠壓筒5在使用前被折疊巻繞成如 圖13或圖14或圖17和圖18所示的筒狀，上彈性密封件3釆用具有彈性的橡膠或?yàn)r青或聚 四氟乙烯材料制成，彈性約束條20可采用金屬材料或土工織物或帆布制成。
如圖5和圖7所示，本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿所使用的巖土工程 用可控膨脹擠壓土體裝置的膨脹擠壓筒5的底端設(shè)有下開口，膨脹擠壓筒5的下開口與下套 筒組件9的頂端相連，下套筒組件9內(nèi)設(shè)有下彈性密封件10，下套筒組件9的底端固定有下 蓋板12，在承載板25和下彈性密封件10上沿軸線方向設(shè)有至少一個(gè)傳力構(gòu)件下過孔，膨脹 擠壓筒5釆用在向膨脹擠壓筒5內(nèi)注入0. 4MPa或1. 2MPa或2MPa或2. 4MPa或4MPa或5MPa 或6. 6MPa或8MPa以下漿液時(shí)可向外膨脹展開折疊狀態(tài)的柔性材料制成，膨脹擠壓筒5所使 用材料的抗拉強(qiáng)度為5MPa或7MPa或9MPa或llMPa或14MPa或17MPa或19MPa或20MPa以上， 膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數(shù)小于10—7cm/s或10—8cm/s或10—9Cm/s。下彈性密封件10
8也屬于現(xiàn)有技術(shù)中的公知產(chǎn)品，其密封原理與上彈性密封件3相同。
如圖6所示，下套筒組件9包括上空筒28和下空筒27B，上空筒28的底端焊接固定在 承載板25B的上端面上，下空筒27B的頂端焊接固定在承載板25B的下端面上，承載板25B 上設(shè)有傳力構(gòu)件23的連接孔，承載板25B與傳力構(gòu)件23的底端固定相連，下蓋板12B采用 螺紋連接或焊接安裝在下空筒27B的底端，下彈性密封件10B設(shè)置在下空筒27B內(nèi)，上空筒 28的外側(cè)壁上沿圓周方向并列地設(shè)有多個(gè)下防滑凸棱17，膨脹擠壓筒5的下開口套裝在上空 筒28的外側(cè)壁上，并采用2個(gè)或3個(gè)下卡箍15固定，上空筒28和下空筒27B為橫截面是 圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉強(qiáng)度也可 以為7MPa以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數(shù)也可以小于10—5cm/s。
如圖7所示，上述下套筒組件9也可以是包括下空筒27，下空筒27的上端焊接固定在 承載板25的下端面上，下蓋板12采用螺紋連接或焊接安裝在下空筒27的底端，下彈性密封 件10設(shè)置在下空筒27內(nèi)，下空筒27為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱 形筒，膨脹擠壓筒5的下開口采用法蘭4固定在承載板25的上端，承載板25上設(shè)有傳力構(gòu) 件23的連接孔，承載板25與傳力構(gòu)件23的底端固定相連，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉 強(qiáng)度為7MPa以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數(shù)小于l(T6cm/S。
如圖8所示，上述下套筒組件9也可以是也括上空筒28C、下空筒27C和套筒9c，上空 筒28C和套筒9c的底端焊接固定在承載板25C的上端面上，上空筒28C套裝在套筒9c內(nèi)， 承載板25C上設(shè)有傳力構(gòu)件23的連接孔，承載板25C與傳力構(gòu)件23的底端固定相連，下空 筒27C的頂端焊接固定在承載板25C的下端面上，下蓋板12C采用螺紋連接或焊接安裝在下 空筒27C的底端，下彈性密封件10C設(shè)置在下空筒27C內(nèi)，膨脹擠壓筒5的下開口插裝在上 空筒28C與套筒9c之間的環(huán)形間隙內(nèi)，并采用多個(gè)沿徑向穿過上空筒28C和套筒9c的螺栓 固定，上空筒28C和套筒9c之間的環(huán)形間隙內(nèi)灌注有密封膠，上空筒28C和下空筒27C為 橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉 強(qiáng)度也可以為7MPa以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數(shù)也可以小于10—7cm/s。
上述實(shí)施例中膨脹擠壓筒5的橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形，膨脹擠 壓筒5的軸線截面方向的形狀可以是逐漸變化的，或者是不變化的，膨脹擠壓筒5采用厚度 為0.4~5mm的高強(qiáng)度防滲土工膜或高強(qiáng)度復(fù)合土工布或高強(qiáng)度涂膠無紡布或薄鋼片或鋅皮鐵 制成，采用薄鋼片或鋅皮鐵制成的膨脹擠壓筒5可以將其折疊成如圖13所示的直筒狀，薄鋼 片或鋅皮鐵的厚度要保證其在注入0. 5MPa或1. 5MPa或2MPa或2. 5MPa或4MPa或5MPa或 6.5MPa或8MPa以下漿液時(shí)可向外膨脹展開折疊狀態(tài)，采用高強(qiáng)度防滲土工膜或高強(qiáng)度復(fù)合 土工布或高強(qiáng)度涂膠無紡布制成的膨脹擠壓筒5可以也將其折疊成如圖14或圖17和圖18所 示的直筒狀，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉強(qiáng)度可以為6MPa或8MPa或lOMPa或12MPa或 15MPa或16MPa或18MPa或20MPa以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數(shù)也可以是小于 10-8cra/s或10_9cm/s。
上述圖5、圖6所示的實(shí)施例中，上承載板的邊緣與2—8個(gè)彈性擋條20a的頂端固定相連，每個(gè)彈性擋條20a分別與膨脹擠壓筒5的外表面相貼，每個(gè)彈性擋條20a的底端分別與 承載板25B的邊緣固定相連，彈性擋條20a可采用金屬材料或土工織物或帆布制成，膨脹擠 壓筒5在使用前被折疊巻繞成直筒狀，以便于插入鉆孔中，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉 強(qiáng)度也可以為lOMPa以上。
上述各實(shí)施例中膨脹擠壓筒5展開后的長度為0. 3 4m,展開后的橫向直徑為0. 3~1. 6m, 膨脹擠壓筒5在使用前被折疊巻繞成圓柱筒狀，上彈性密封件3和下彈性密封件10分別采用 具有彈性的橡膠或?yàn)r青或聚四佛乙烯材料制成。
圖17和圖18所示的本實(shí)用新型多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的巖土工程用可控膨 脹擠壓土體裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，是處于未注漿狀態(tài)，圖15和圖16所示的本實(shí)用新型的多重 防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿是處于注漿施做完成狀態(tài)，該多重防腐型可控膨脹擠JE土體錨 桿包括錨固段、自由張拉段、外錨頭、注漿管24、 4個(gè)傳力構(gòu)件23和2個(gè)承載板21、 25， 承載板25位于膨脹擠壓筒5的底端，承載板2I位于承載板25的上方，自由張拉段內(nèi)設(shè)有用 于支撐注槳管24和每個(gè)傳力構(gòu)件23的對中支架(圖中未畫出)，傳力構(gòu)件23的底端與承載 板25固定相連，承載板25的下端固定有球面向下突出的半圓球殼形的導(dǎo)向帽22，錨固段包 括巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置，參見圖l、圖2和圖5、圖7，巖土工程用可控膨脹擠 壓土體裝置包括上套筒組件1,上套筒組件1的頂端固定有上蓋板2，上套筒組件1內(nèi)的上部 設(shè)有上彈性密封件3，上套筒組件l的下部與膨脹擠壓筒5頂端的上開口相連，膨脹擠壓筒5 采用柔性材料制成，上套筒組件l、上蓋板2和上彈性密封件3上沿軸線方向設(shè)有與膨脹擠 壓筒5的上開口相通的注漿管上過孔6和4個(gè)傳力構(gòu)件上過孔7,注漿管24的下部穿過注漿 管上過孔并伸入膨脹擠壓筒5內(nèi)，膨脹擠壓筒5內(nèi)填充有水泥基漿液或含膨脹劑的水泥基漿 液。
如圖9、圖IO、圖11和圖12所示，傳力構(gòu)件23采用表面鍍鋅的螺紋鋼筋制成，或采用 表層涂刷環(huán)氧樹脂的鋼絞線或玻璃纖維筋(GFRP)或碳纖維筋(CFRP)或芳綸纖維筋(AFRP) 制成，傳力構(gòu)件23位于自由張拉段處的螺紋鋼筋或鋼絞線的袠面包裹有低密度聚乙烯 (LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC)套管。圖9和圖IO所示的巖土工程 用可控膨脹擠壓土體裝置中的傳力構(gòu)件23的下部自下而上的分別連接有承載板25和承載板 21，圖11和圖12所示的巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置中的傳力構(gòu)件23的下部自下而上 的分別連接有承載板25、承載板21和承載板21a。
圖10和圖12所示的傳力構(gòu)件23位于膨脹擠壓筒5內(nèi)的螺紋鋼筋或鋼絞線的表面包裹有 低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC)套管30，由此構(gòu)成壓 力型或壓力分散型錨固承載段。圖9和圖11所示的傳力構(gòu)件23位于膨脹擠壓筒5內(nèi)的螺紋 鋼筋或鋼絞線的表面沒有包裹套管，由此構(gòu)成拉壓復(fù)合型錨固承載段。對于近海堤岸、淺灘 地區(qū)、鹽漬土區(qū)域、垃圾衛(wèi)生填埋場等高腐蝕環(huán)境，傳力構(gòu)件23位于膨脹擠壓筒5內(nèi)的螺紋 鋼筋或鋼絞線的表面包裹有低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC) 套管30，可以進(jìn)一步增強(qiáng)本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的抗腐蝕性和耐久性。
上述各實(shí)施例中的膨脹擠壓筒5外可以包覆有土層或水泥土層。對于近海堤岸、淺灘地 區(qū)、鹽漬土區(qū)域、垃圾衛(wèi)生填埋場等高腐蝕環(huán)境，'采用膨脹擠壓筒5外包覆有水泥土層，可 以進(jìn)一步增強(qiáng)本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的抗腐蝕性和耐久性。
施作上述的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的施工方法，其包括如下步驟
A、 將鉆機(jī)就位，并將鉆桿定位于錨孔位置處，在錨孔位置處施打設(shè)計(jì)深度的鉆孔；
B、 啟動(dòng)高壓注漿泵，在提鉆的同時(shí)，在錨孔中的擠擴(kuò)錨固段長度范圍內(nèi)以20 40MPa 的壓力進(jìn)行清水或水泥基漿液的高壓噴射注漿，以擴(kuò)大擠擴(kuò)鋪固段的錨孔直徑至設(shè)計(jì)要求， 并將鉆桿及鉆頭逐漸退出錨孔；
C、 將巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置折疊成設(shè)計(jì)形狀，將注漿管24插入巖土工程用 可控膨脹擠壓土體裝置的膨脹擠壓筒5內(nèi)，將至少一個(gè)傳力構(gòu)件23插入巖土工程用可控膨脹 擠壓土體裝置的膨脹擠壓筒5，將每個(gè)傳力構(gòu)件23與一個(gè)以上的承載板固定相連，再將巖土 工程用可控膨脹擠壓土體裝置順著錨孔插入至錨孔漿液中的設(shè)計(jì)位置，并利用注漿管24抽出 膨脹擠壓筒5內(nèi)的氣體，或在巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置上插裝一根排氣管用于在向 膨脹擠壓筒5內(nèi)注漿時(shí)排放膨脹擠壓筒5內(nèi)的氣體；
D、 再次啟動(dòng)高壓注漿泵并通過注漿管24，向錨孔深部的巖土工程用可控膨脹擠壓土體 裝置的膨脹擠壓筒5內(nèi)以小于5MPa的注漿壓力注入水泥基漿液或含膨脹劑的水泥基漿液， 待注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的膨脹體積量或注漿泵泵壓突然增大時(shí)關(guān)閉注漿管24;
E、 待錨孔內(nèi)和膨脹擠壓筒5內(nèi)漿液固結(jié)并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，按照現(xiàn)有技術(shù)安裝外錨 具并張拉至設(shè)計(jì)錨定力后緊固鎖定，完成一根本實(shí)用新型的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨 桿。
上述步驟A中的鉆機(jī)采用能夠?qū)嵤┿@進(jìn)成孔和高壓噴射注漿一體化施工工藝的鉆機(jī)，鉆 孔的孔徑為80~220mm;上述步驟B中的旋噴注漿的方法可采用單管法、雙重管法、三重管 法或多重管法，高壓噴射注漿鉆頭的轉(zhuǎn)速為8~20r/min，鉆頭的提升速度為8 22cm/min，注 入漿液的流量為60 150L/min;上述步驟C中采用真空泵通過注漿管24抽出膨脹擠壓筒5內(nèi) 的氣體上述步驟D中注入水泥基漿液的流量為5~30L/s。 —
上面所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本實(shí)用新 型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求1.多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，包括錨固段、自由張拉段、外錨頭、注漿管(24)、一個(gè)以上的傳力構(gòu)件(23)和一個(gè)以上的承載板，自由張拉段內(nèi)設(shè)有用于支撐注漿管(24)和每個(gè)傳力構(gòu)件(23)的對中支架，傳力構(gòu)件(23)的底端與承載板(21)固定相連，其特征是所述錨固段包括巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置，巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置包括上套筒組件(1)，上套筒組件(1)的頂端固定有上蓋板，上套筒組件(1)內(nèi)的上部設(shè)有上彈性密封件，上套筒組件(1)的下部與膨脹擠壓筒(5)頂端的上開口相連，膨脹擠壓筒(5)采用柔性材料制成，所述上套筒組件(1)、所述上蓋板和所述上彈性密封件上沿軸線方向設(shè)有與所述膨脹擠壓筒(5)的上開口相通的注漿管上過孔(6)和至少一個(gè)傳力構(gòu)件上過孔(7)，所述注漿管(24)的下部穿過注漿管上過孔(6)并伸入所述膨脹擠壓筒(5)內(nèi)，每個(gè)所述傳力構(gòu)件(23)穿過所述傳力構(gòu)件上過孔(7)并伸入膨脹擠壓筒(5)內(nèi)，膨脹擠壓筒(5)內(nèi)填充有水泥基漿液或含膨脹劑的水泥基漿液。
2. 如權(quán)利要求1所述的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其特征是所述承載板(21) 位于膨脹擠壓筒(5)內(nèi)，所述膨脹擠壓筒(5)外包覆有土層或水泥土層，所述上彈性密封 件采用具有彈性的橡膠或?yàn)r青或聚四氟乙烯材料制成。
3. 如權(quán)利要求2所述的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其特征是所述傳力構(gòu)件(23 ) 采用表面鍍鋅的螺紋鋼筋或表層涂刷環(huán)氧樹脂的鋼絞線或玻璃纖維筋(GFRP)或碳纖維筋(CFRP)或芳綸纖維筋(AFRP)制成，傳力構(gòu)件(23)位于所述自由張拉段處的螺紋鋼筋 或鋼絞線的表面包裹有低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC) 套管。
4. 如權(quán)利要求3所述的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其特征是所述傳力構(gòu)件(23) 位于所述膨脹擠壓筒(5)內(nèi)的螺紋鋼筋或鋼絞線的表面包裹有低密度聚乙烯(LDPE)或高 密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC)套管。
5. 如權(quán)利要求4所述的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其特征是所述上套筒組件 (1)包括上筒(IIA)、上承載板(19A)和下筒(18)，上筒(11A)的底端焊接固定在上承載板(19A)的上端面上，所述下筒(18)的頂端焊接固定在上承載板(19A)的下端面上， 所述上蓋板(2A)采用螺紋連接或焊接安裝在上筒(11A)的頂端，所述上彈性密封件(3A) 設(shè)置在上筒OIA)內(nèi)，所述下筒(18)的外側(cè)壁上沿圓周方向并列地設(shè)有多個(gè)上防滑凸棱 (16),所述膨脹擠壓筒(5)的上開口套裝在下筒(18)的外側(cè)壁上，并采用一個(gè)以上的上 卡箍(14)固定，所述上筒(11A)和下筒(18)為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形 或八邊形的柱形筒。
6. 如權(quán)利要求5所述的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其特征是所述膨脹擠壓筒 (5)的底端設(shè)有下開口，膨脹擠壓筒(5)的下開口與下套筒組件(9)的頂端相連，下套筒組件(9)內(nèi)設(shè)有下彈性密封件，下彈性密封件采用具有彈性的橡膠或?yàn)r青或聚四氟乙烯材料 制成，下套筒組件(9)的底端固定有下蓋板，在所述承載板和所述下彈性密封件上沿軸線方 向設(shè)有至少一個(gè)傳力構(gòu)件下過孔，每個(gè)所述傳力構(gòu)件(23)穿過傳力構(gòu)件下過孔。
7.如權(quán)利要求6所述的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，其特征是所述下套筒組件(9)包括上空筒(28)和下空筒(27B),上空筒(28)的底端焊接固定在所述承載板(25B) 的上端面上，所述下空筒(27B)的頂端焊接固定在承載板(25B)的下端面上，所述下蓋板(12B)采用螺紋連接或焊接安裝在下空筒(27B)的底端，所述下彈性密封件(10B)設(shè)置 在下空筒(27B)內(nèi)，所述上空筒(28)的外側(cè)壁上沿圓周方向并列地設(shè)有多個(gè)下防滑凸棱(17)，所述膨脹擠壓筒(5)的下開口套裝在上空筒(28)的外側(cè)壁上，并采用一個(gè)以上的 下卡箍(15)固定，所述上空筒(28)和下空筒(27B)為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或 六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的抗拉強(qiáng)度為7MPa以上，膨脹擠壓 筒(5)所使用材料的滲透系數(shù)小于10^m/s。
專利摘要一種多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿，包括錨固段、自由張拉段、外錨頭、注漿管、至少一個(gè)傳力構(gòu)件和一個(gè)以上的承載板，錨固段包括巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置，巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置包括上套筒組件，下套筒組件和膨脹擠壓筒，膨脹擠壓筒內(nèi)填充有水泥基漿液或含膨脹劑的水泥基漿液。多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿的施工方法，包括向錨孔深部的巖土工程用可控膨脹擠壓土體裝置的膨脹擠壓筒內(nèi)注入水泥基漿液或含膨脹劑的水泥基漿液。其目的在于提供一種適用于復(fù)雜、軟弱、腐蝕性地層，可抑制錨固體漿液流失，控制錨固段擴(kuò)體大小，承載力高、耐久性好、成本低廉的多重防腐型可控膨脹擠壓土體錨桿。
文檔編號E02D17/20GK201411692SQ20092010785
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者鐘 劉, 義 張, 松 楊, 馬利軍 申請人:中國京冶工程技術(shù)有限公司;中冶建筑研究總院有限公司