一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆施工工艺的制作方法

1.本发明属于岩土工程基坑支护领域，涉及复杂地质条件下岩土分层支护结构，具体地说是一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆施工工艺。


背景技术：

2.随着城市用地的减少，地下空间的开发越来越多，且面临的地质条件越来越复杂，工程由于用地问题，施工条件更加复杂，施工环境更加恶劣。更多的河滩地带以及沿河区域被开发出来，甚至用于建设重大工程。在河滩及沿河区域开挖深基坑时，地下工程所面临的地下水以及地下水作用于结构的浮力成为了基坑工程所面临的一项重大挑战。拉压抗浮锚杆应用而生，对基坑施工安全起着至关重要的作用。
3.目前基坑工程中常用抗浮锚杆来抵消地下水作用于结构的浮力。大多数基坑工程用传统的拉力型锚杆来施加抗拔力，虽然便于施工，构造简单，但受力存在严重的弊端，随着科学的发展，压力型锚杆及组合锚杆应用而生，使得锚杆的受力进行改变，进一步使得锚杆所承受的拉力可以均匀的分布在锚固段上，从而提高抗拔力。不论是那种锚杆我们所考虑的，它们通常都适用于均质岩土层中，特别是现在与锚杆发展趋势相吻合的组合锚杆，虽然解决了锚杆侧摩阻在锚固长度分布不均的现象，提高了锚杆的抗拔力，但遇到复杂地质条件，特别是分层岩土时，新的问题就会出现，锚杆单位长度的侧摩阻会随深度发生改变，如果仍然按单位侧摩阻在长度上不发生变化来考虑则会出现锚杆首先沿薄弱点发生破坏，进而由点到面使得锚杆整体破坏，这是研究组合锚杆所遇到的新问题。
4.锚杆在由传统的拉力与压力型锚杆到组合锚杆甚至各种类型的锚杆，我们的目的都是使得侧摩阻可以充分与均匀的发挥，或者提高锚杆的嵌固力，这仅仅是在岩层均质情况下考虑的。由于岩土的特殊成土历史，岩土在一定深度范围内都存在分层现象，当拉压抗浮锚杆穿越分层岩土时所面临岩土抗剪强度随深度发生改变导致拉压抗浮锚杆单位长度锚固力随深度发生改变的新问题亟待解决。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆施工工艺。本技术在拉压复合锚杆的基础上，通过新结构与新方法，使得石灰钉和拉压抗浮锚杆可以协调作用，在解决侧摩阻沿锚固深度发生改变基础上，进一步解决分层岩土随深度抗剪强度发生改变的问题，从而在锚杆施工过程中能够忽略岩土分层现象，使得施工难度降低，而锚杆抗拔力却得到显著提升，且使得拉压组合抗浮锚杆能够适应复杂的地质条件。
6.为实现上述目的，本发明所述一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆结构，包括安装于锚杆孔中的拉压抗浮锚杆，所述拉压抗浮锚杆的四角分别设置石灰钉，所述拉压抗浮锚杆包括压锚筋、拉锚筋、锚筋管以及承载板；所述压锚筋与承载板连接，锚筋管套设于压锚筋外侧；拉锚筋与承载板连接，承载板安装于锚杆孔底部；所述压锚筋包括第一压力锚筋、第二压力锚筋；所述拉锚筋包括第一拉力锚筋、第二拉力锚筋；所述锚筋管包括
第一套管、第二套管；第一压力锚筋的外部套设第一套管，第二压力锚筋外部套设第二套管；所述石灰钉包括石灰填充段与粘土填充段；所述石灰钉安装于石灰钉孔中，石灰钉底段设置为石灰填充段，石灰钉顶段设置粘土填充段。
7.所述压锚筋与拉锚筋通过定位支架固定预设形状；所述第一压力锚筋、第二压力锚筋、第一拉力锚筋、第二拉力锚筋通过定位支架固定预设形状。
8.所述第一压力锚筋、第二压力锚筋、第一拉力锚筋、第二拉力锚筋均匀分布设置于承载板上，所述第一压力锚筋与第二压力锚筋相对设置；所述第一拉力锚筋与第二拉力锚筋相对设置。
9.所述承载板上开设有第一焊接孔和第二焊接孔，所述第一压力锚筋通过第一焊接孔贯穿承载板；第二压力锚筋通过第二焊接孔贯穿承载板，所述第一压力锚筋与第一焊接孔固接；第二压力锚筋与第二焊接孔固接。
10.所述承载板为圆形钢板，第一焊接孔和第二焊接孔上分别设置有圆台，所述圆台直径比第一压力锚筋、第二压力锚筋直径大2mm。
11.所述第一套管、第二套管为圆形钢管，圆形钢管分别套设在第一压力锚筋、第二压力锚筋外部，且第一套管、第二套管与承载板固接。
12.所述第一套管、第二套管的直径比第一压力锚筋、第二压力锚筋直径大3mm。
13.所述一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆结构的施工工艺，处理岩土层出现软弱下卧层时，步骤如下：
14.首先，将上部良好岩层的空洞用粘土填充；在用粘土填充的锚杆施工现场按预定位置钻锚杆孔，锚杆孔钻孔结束后，将拉压抗浮锚杆放入锚杆孔内进行水泥砂浆浇筑，待水泥砂浆达到龄期；
15.然后，待水泥砂浆达到龄期后，在锚杆孔的四角上按预定位置开设石灰钉孔，石灰钉孔的孔心与锚杆孔孔心距离小于石灰钉直径的3倍；
16.所述石灰钉孔钻孔分为两部分；
17.一、粘土填充段孔用钻孔机进行机械钻孔，粘土填充段钻孔达到石灰填充段顶部，停止机械钻孔；
18.石灰填充段采用静压成孔，通过压孔机进行静压成孔，提前对土体进行物理加固，等粘土填充段和石灰填充段成孔结束；
19.二、石灰填充段内填充石灰，对粘土填充段内粘土填充，将粘土填充段、石灰填充段填充结束后，随着石灰钉的强度增加，分层现象解决。
20.石灰的配合比与密实度随着岩体的渗透参数与地下水水位变化也应进行相应调整，在深度方向呈线性变化，能够更好解决岩层分层情况。
21.所述一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆结构的施工工艺，处理上部土层出现软弱土层时，步骤如下：
22.首先，上部土层的软弱土层用石灰填充，用粘土进行封顶；在石灰填充粘土封顶的锚杆施工现场按预定位置钻锚杆孔，锚杆孔钻孔结束后，将拉压抗浮锚杆设置于锚杆孔内进行水泥砂浆浇筑，待水泥砂浆达到龄期；
23.然后，当水泥砂浆达到龄期后，按预定位置钻石灰钉孔，石灰钉孔心与锚杆孔孔心距离小于石灰钉直径的3倍；
24.所述石灰钉孔钻孔分为两部分；
25.一、粘土填充段孔与石灰填充段孔都采用静压成孔，通过压孔机进行静压成孔，提前对土体进行物理加固，等粘土填充段和石灰填充段成孔结束，
26.二、石灰填充段内填充石灰，粘土填充段内填充粘土。
27.本发明所述一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆施工工艺，其有益效果在于：通过石灰钉和拉压抗浮锚杆与实际岩土层分布情况相结合，不仅改变了岩土分层现象与拉压抗浮锚杆所面临的新问题，同时实现如下优点：1、通过石灰钉与地基的协调变形，地基承载力得以提高；2、通过石灰钉产生的侧向膨胀力，锚杆的抗拔力提高；3、通过石灰钉对岩土体的力学作用，岩土的渗透性得以改善；在基坑工程中有着至关重要的作用。
附图说明
28.图1为第一种拉压抗浮锚杆剖面图；
29.图2为第二种石灰钉复合拉压抗浮锚杆剖面图；
30.图3为第三种石灰钉复合拉压抗浮锚杆剖面图；
31.图4为第二种与第三种石灰钉复合拉压抗浮锚杆平面布置图；
32.图5为第一种拉压抗浮锚杆平面布置图；
33.图中：1
‑
第一压力锚筋；2
‑
第一拉力锚筋；3
‑
第二拉力锚筋；4
‑
第二压力锚筋；5
‑1‑
第一套管；5
‑2‑
第二套管；6
‑
定位支架；7
‑
灌浆体；8
‑
承载板；9
‑
软弱岩土；10
‑
良好岩层；11
‑
粘土填充段；12
‑
石灰填充段；13
‑
拉压抗浮锚杆；14
‑
石灰钉。
具体实施方式
34.实施例1
35.本发明所述一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆结构，包括安装于锚杆孔中的拉压抗浮锚杆13，所述拉压抗浮锚杆13的四角分别设置石灰钉14，所述拉压抗浮锚杆13包括压锚筋、拉锚筋、锚筋管以及承载板8；所述压锚筋与承载板8连接，锚筋管套设于压锚筋外侧；拉锚筋与承载板8连接，承载板8安装于锚杆孔底部；所述压锚筋包括第一压力锚筋1、第二压力锚筋4；所述拉锚筋包括第一拉力锚筋2、第二拉力锚筋3；所述锚筋管包括第一套管5
‑
1、第二套管5
‑
2；第一压力锚筋1的外部套设第一套管5
‑
1，第二压力锚筋4外部套设第二套管5
‑
2；所述石灰钉14包括石灰填充段12与粘土填充段11；所述石灰钉14安装于石灰钉孔中，石灰钉14底段设置为石灰填充段12，石灰钉14顶段设置粘土填充段11。
36.所述压锚筋与拉锚筋通过定位支架6固定预设形状；所述第一压力锚筋1、第二压力锚筋4、第一拉力锚筋2、第二拉力锚筋3通过定位支架6固定预设形状。
37.所述第一压力锚筋1、第二压力锚筋4、第一拉力锚筋2、第二拉力锚筋3均匀分布设置于承载板8上，所述第一压力锚筋1与第二压力锚筋4相对设置；所述第一拉力锚筋2与第二拉力锚筋3相对设置。
38.所述承载板8上开设有第一焊接孔和第二焊接孔，所述第一压力锚筋1通过第一焊接孔贯穿承载板8；第二压力锚筋4通过第二焊接孔贯穿承载板8，所述第一压力锚筋1与第一焊接孔固接；第二压力锚筋4与第二焊接孔固接。
39.所述承载板8为圆形钢板，第一焊接孔和第二焊接孔上分别设置有圆台，所述圆台
上顶面直径比第一压力锚筋1、第二压力锚筋4直径大2mm，圆台下底面的直径与上顶面直径差取决于焊接强度与承载板厚度两个条件。
40.所述第一套管5
‑
1、第二套管5
‑
2为圆形钢管，圆形钢管分别套设在第一压力锚筋1、第二压力锚筋4外部，且第一套管5
‑
1、第二套管5
‑
2与承载板8固接。
41.所述第一套管5
‑
1、第二套管5
‑
2的直径比第一压力锚筋1、第二压力锚筋4直径大3mm。
42.所述一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆结构的施工工艺，处理岩土层出现软弱下卧层时，步骤如下：
43.首先，将上部良好岩层10的空洞用粘土填充；在用粘土填充的锚杆施工现场按预定位置钻锚杆孔，锚杆孔钻孔结束后，将拉压抗浮锚杆13放入锚杆孔内进行水泥砂浆浇筑，待水泥砂浆达到龄期；
44.然后，待水泥砂浆达到龄期后，在锚杆孔的四角上按预定位置开设石灰钉孔，石灰钉孔的孔心与锚杆孔孔心距离小于石灰钉14直径的3倍；
45.所述石灰钉孔钻孔分为两部分；
46.一、粘土填充段11孔用钻孔机进行机械钻孔，粘土填充段11钻孔达到石灰填充段12顶部，停止机械钻孔；
47.石灰填充段12采用静压成孔，通过压孔机进行静压成孔，提前对土体进行物理加固，等粘土填充段11和石灰填充段12成孔结束；
48.二、石灰填充段12内填充石灰，对粘土填充段11内粘土填充，将粘土填充段11、石灰填充段12填充结束后，随着石灰钉14的强度增加，分层现象解决。
49.实施例2
50.本发明所述所述一种用于分层岩土的石灰钉复合拉压抗浮锚杆结构的施工工艺，处理上部土层出现软弱土层时，步骤如下：
51.首先，上部土层的软弱土层用石灰填充，用粘土进行封顶；在石灰填充粘土封顶的锚杆施工现场按预定位置钻锚杆孔，锚杆孔钻孔结束后，将拉压抗浮锚杆13设置于锚杆孔内进行水泥砂浆浇筑，待水泥砂浆达到龄期；
52.然后，当水泥砂浆达到龄期后，按预定位置钻石灰钉孔，石灰钉14孔心与锚杆孔13孔心距离小于石灰钉14直径的3倍；
53.所述石灰钉孔钻孔分为两部分；
54.一、粘土填充段11孔与石灰填充段12孔都采用静压成孔，通过压孔机进行静压成孔，提前对土体进行物理加固，等粘土填充段11和石灰填充段12成孔结束，
55.二、石灰填充段12内填充石灰，粘土填充段11内填充粘土。