CN103114586B - 持压式土坡锚及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种持压式土坡锚及其施工方法,包括了河堤、路堤或深基坑的土坡,在该些土坡上布置有梅花形的锚点,每个锚点上安置有锚垫板,通过锚垫板中心孔在土坡内钻出与土坡面垂直的锚孔,每个锚垫板与锚孔内设置有一根弹性锚杆,弹性锚杆的外露段上安置有锚压板和螺母。拧紧螺母,把锚压板抵着土坡面向外拉弹性锚杆,直至将弹性锚杆倒须锚头的倒须扎进锚孔底部的土里被锚住,压扁锚压板抵住锚垫板,弹性锚杆的弹性管发生拉长变形。靠弹性锚杆弹性管的回缩力,使得土坡的土颗粒保持承受压力不松散,起到支撑与固定土坡的作用,提高了土坡的整体稳定性。具有适应不同土质的土坡、施工简便、造价低、重复使用、寿命长等特点,是一种新式土坡加固的锚具及施工方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种持压锚固土坡的锚具及其施工方法,具体的说是一种持压式土坡锚及其施工方法。
背景技术
目前,土坡常采用土钉墙、杆挂网喷浆、砌石等方法来护坡,由于该些方法均采用钢筋、水泥混凝土等材料形成刚性结构来支撑固定土坡,而土坡是颗粒状土粒组成为松散体,一旦受水压力、土压力、上部荷载的作用,以及雨水、冻胀等侵蚀,土坡的土仍会松动、湿陷等变形,该些刚性的护坡结构无法协同土的变形加固土坡,往往影响了土坡整体稳定的效果。
发明内容
针对现有土坡护坡方法的不足,本发明提出了一种持压式土坡锚及其施工方法,采用弹性锚杆实施预压来加固土坡,使土坡的土颗粒保持承受压力不松散,从土坡土的结构内部支撑与固定土坡,提高了土坡整体稳定性。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
一种持压式土坡锚,包括了河堤、路堤或深基坑的土坡,在所述的土坡上布置有梅花形的锚点,每个锚点上安置有锚垫板,通过锚垫板中心孔在土坡内钻出与土坡面垂直的锚孔,每个锚垫板与锚孔内设置有一根弹性锚杆,弹性锚杆的外露段上分别配合有锚压板和螺母,拧紧螺母将锚压板抵着土坡面向外拉弹性锚杆,直至将弹性锚杆倒须锚头的倒须扎进锚孔底部的土里被锚住,压扁锚压板抵住锚垫板,弹性锚杆的弹性管发生拉长变形。
所述的锚垫板为空心铆钉形状,锚垫板的垫板为圆形,边缘处向内弯曲,中心有与护管等内径的通孔,锚垫板的护管为等直径圆管。
所述的锚压板为穹形的“☼”形状,锚压板中心有圆形的板座,板座的中心有圆通孔,板座侧面上等距分布有放射状的数片压板,压板呈“~”形状,压板的宽度从根部至端部由窄变宽,压板的厚度从根部至端部由厚变薄,相邻的两片压板中间均有系杆连接。
所述的弹性锚杆由弹性管与倒须锚头栓接构成,弹性管与倒须锚头的中心孔连为通孔,所述的弹性管为等直径的圆管,在土坡面外露段的管壁外侧有螺纹,管壁内侧有六角形制动孔,与倒须锚头栓接段的管壁内侧有螺纹,弹性管中间段管身上有交错间隔分布的椭圆形通孔,且椭圆形通孔的长轴线与弹性锚杆中心线垂直,每个椭圆形通孔内均填满泡沫树脂材料,所述的倒须锚头为圆柱形状,倒须锚头的外侧面上有顺弹性锚杆中心线方向等距分布的数条凹槽,每条凹槽内的两侧各有一个固定卡,由该两个固定卡共同卡住一条根部与倒须锚头底端段连接的倒须。
一种持压式土坡锚的施工方法,依次按以下步骤进行:
(1)土坡上测量出所有锚点的位置后,各锚点的土坡面钻孔安置锚垫板;
(2)通过锚垫板的中心孔,在土坡内钻出与土坡面垂直的锚孔;
(3)按土坡土质与设计长度的要求,选择出合适的倒须锚头和弹性管,将弹性管与倒须锚头栓接成弹性锚杆后,用工具把倒须锚头所有凹槽内的固定卡板断,让所有倒须从倒须锚头的凹槽内挑出;
(4)弹性锚杆从锚垫板中心孔***土坡的锚孔内;
(5)把锚压板套入弹性锚杆的外露段,在弹性锚杆外露段拧上螺母,用制动扳手***弹性管顶端的六角形制动孔内制动,用测力扳手按设计要求的力板紧螺母,把锚压板抵着土坡面向外拉弹性锚杆,直至将弹性锚杆倒须锚头的倒须扎进锚孔底部土里成为锚头,压扁锚压板抵住锚垫板,弹性锚杆的弹性管发生拉长变形;
(6)按上述(4)、(5)的步骤,在所有的锚孔内***弹性锚杆、套上锚压板、板紧螺母、向外拉弹性锚杆、倒须锚头成为锚头、压扁锚压板、弹性管拉长变形;
(7)从下往上分层逐个向弹性锚杆的弹性管内压入泥土浆,待弹性锚杆压完泥土浆后间隔一段时间,再用制动扳手和测力扳手复核板紧弹性锚杆外露段上的螺母;
(8)完成整个土坡持压式土坡锚的施工。
本发明中的持压式土坡锚基于以下工作原理:受水压力、土压力、车辆等荷载等的作用,以及雨雪、冰冻的侵蚀,河堤、路堤、基坑等的土坡会发生滑移等失稳状况,本发明根据土的团粒结构、颗粒间粘结力小、易松散等特性,在土坡上设置梅花形布置且有一定长度的弹性锚杆,利用弹性锚杆及锚压板的弹性回缩力,使整个土坡始终处于受压状态而不能松动,提高了土坡的整体稳定性。所述的弹性锚杆弹性管管身上设置交错间隔分布的椭圆通孔,具有较好的弹性、刚度与强度,又弹性锚杆的倒须锚头上设置有倒须,张开的倒须在弹性管的拉动下,能自动扎进锚孔底部的土里成为锚头。当拧动螺帽向外拉动弹性锚杆时,将弹性锚杆弹性管发生拉长变形,靠弹性锚杆弹性管的椭圆通孔产生的回缩力,使得锚住的土坡的土保持承受压力。由弹性锚杆的受力分析,弹性锚杆弹性管的刚度系数为K,弹性管的拉长为Δ,则弹性管的回缩力为P=KΔ;弹性管与锚孔边界土的摩阻力为F,锚压板被压扁的反弹力为W,作用于土坡土的压力为N,土坡土受压缩的平均面积为S。根据力系平衡:P=F+W+NS,则:土坡土承受的压力N:N=(P-F-W)/S=(KΔ-F-W)/S。由于P>F+W,所以土坡土保持承受的压力。
与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
本发明提出了一种持压式土坡锚及其施工方法,根据土为松散物质的特性,利用锚压板、锚垫板和弹性锚杆组成能回缩的结构,对土坡的土施加预压力,使土坡的土颗粒保持承受压力而不松散,从土坡土的结构内部支撑与固定土坡,提高了土坡的整体稳定性。具有适应不同土质的土坡、施工简便、造价低、重复使用、寿命长等特点,是一种新式的土坡加固锚具及施工方法。
附图说明
图1为本发明持压式土坡锚工作的正视图。
图2为本发明持压式土坡锚工作的侧剖视图。
图3为本发明持压式土坡锚锚垫板的正剖视结构示意图。
图4为本发明持压式土坡锚锚垫板的仰视结构示意图。
图5为本发明持压式土坡锚锚压板的正剖视结构示意图。
图6为本发明持压式土坡锚锚压板的俯视结构示意图。
图7为本发明持压式土坡锚弹性锚杆的正剖视结构示意图。
图8为本发明持压式土坡锚弹性锚杆的俯剖视结构示意图。
图中标号:1土坡、2坡脚线;3锚垫板、4垫板、5护管;6锚压板、7板座、8压板、9系杆;10弹性锚杆、11弹性管、12倒须锚头、13倒须、14固定卡、15泡沫树脂材料、16螺母。
具体实施方式
参见图1和图2,为本发明的持压式土坡锚,在河堤、路堤或深基坑的土坡1上布置有梅花形的锚点,每个锚点上安置有锚垫板3,通过锚垫板3中心孔在土坡1内钻出与土坡1面垂直的锚孔,每个锚垫板3与锚孔内设置有一根弹性锚杆10,弹性锚杆10的外露段上安置有锚压板6和螺母16,拧紧螺母16,把锚压板6抵着土坡1面向外拉弹性锚杆10,直至将弹性锚杆10倒须锚头12的倒须13扎进锚孔底部的土里被锚住,压扁锚压板6抵住锚垫板3,弹性锚杆10的弹性管11发生拉长变形。靠弹性锚杆10弹性管11的回缩力,使得土坡1的土颗粒保持承受压力不松散。
参见图3和图4,为本发明的锚垫板3为空心铆钉形状,锚垫板3的垫板4为圆形,边缘处向内弯曲,中心有与护管5等内径的通孔,锚垫板3的护管5为等直径圆管。
参见图5和图6,为本发明的锚压板6为穹形的“☼”形状,锚压板6中心有圆形的板座7,板座7的中心有圆通孔,板座7侧面上等距分布有放射状的数片压板8,压板8呈“~”形状,压板8的宽度从根部至端部由窄变宽,压板8的厚度从根部至端部由厚变薄,相邻的两片压板8中间均有系杆连接。
参见图7和图8,为本发明的弹性锚杆10由弹性管11与倒须锚头12栓接构成,弹性管11与倒须锚头12的中心孔连为通孔。所述的弹性管11为等直径的圆管,在土坡1面外露段的管壁外侧有螺纹,管壁内侧有六角形制动孔,与倒须锚头12栓接段的管壁内侧有螺纹,弹性管11中间段管身上有交错间隔分布的椭圆形通孔,且椭圆形通孔的长轴线与弹性锚杆10中心线垂直,每个椭圆形通孔内均填满泡沫树脂材料15。所述的倒须锚头12为圆柱形状,倒须锚头12的外侧面上有顺弹性锚杆10中心线方向等距分布的数条凹槽,每条凹槽内的两侧各有一个固定卡14,由该两个固定卡14共同卡住一条根部与倒须锚头12底端段连接的倒须13。若板断固定卡14,从凹槽内挑出倒须13,倒须13靠自有的弹性将恢复到与弹性锚杆10中心线呈锐角的角度。
本发明的一种持压式土坡锚的施工方法,依次按以下步骤进行:
(1)土坡1上测量出所有锚点的位置后,各锚点的土坡1面钻孔安置锚垫板3;
(2)通过锚垫板3的中心孔,在土坡1内钻出与土坡1面垂直的锚孔;
(3)按土坡1土质与设计长度的要求,选择出合适的倒须锚头12和弹性管11,将弹性管11与倒须锚头12栓接成弹性锚杆10后,用工具把倒须锚头12所有凹槽内的固定卡14板断,让所有倒须13从倒须锚头12的凹槽内挑出;
(4)弹性锚杆10从锚垫板3中心孔***土坡1的锚孔内;
(5)把锚压板6套入弹性锚杆10的外露段,在弹性锚杆10外露段拧上螺母16,用制动扳手***弹性管11顶端的六角形制动孔内制动,用测力扳手按设计要求的力板紧螺母16,把锚压板6抵着土坡1面向外拉弹性锚杆10,直至将弹性锚杆10倒须锚头12的倒须13扎进锚孔底部土里成为锚头,压扁锚压板6抵住锚垫板3,弹性锚杆10的弹性管11发生拉长变形;
(6)按上述(4)、(5)的步骤,在所有的锚孔内***弹性锚杆10、套上锚压板6、板紧螺母16、向外拉弹性锚杆10、倒须锚头12成为锚头、压扁锚压板6、弹性管11拉长变形;
(7)从下往上分层逐个向弹性锚杆10的弹性管11内压入泥土浆,待弹性锚杆10压完泥土浆后间隔一段时间,再用制动扳手和测力扳手复核板紧弹性锚杆10外露段上的螺母16;
(8)完成整个土坡持压式土坡锚的施工。
土坡1是被锚固的对象;坡脚线2是土坡与地面的交线;锚垫板3的作用是加固土坡1面处锚孔的土,防止钻取锚孔时发生塌孔;垫板4的作用是分散弹性管11的回缩压力,以及保护土坡1面处锚孔的土;护管5的作用是保护土坡1面处锚孔的土;锚压板6的作用是产生弹性变形,对土坡1面施加压力,保护土坡1面不遭受雨水等冲刷,使土坡1面稳定;板座7的作用是固定压板8,安置于弹性锚杆10;压板8弹性压紧土坡1面的土;系杆9的作用是增加压板8的整体性;弹性锚杆10的作用是靠弹性锚杆3倒须锚头12的锚固及弹性管11的回缩力,使得土坡1的土颗粒保持承受压力不松散,提高了土坡1的整体稳定性;弹性管11的作用是产生弹性变形,对土坡1施加持衡的压力,同时作为倒须锚头12与锚压板6的连接件;倒须锚头12的作用是在锚孔的底部锚住弹性锚杆10;倒须13的作用是在锚孔底部扎进土里,使倒须锚头12成为锚头;固定卡14的作用是在凹槽内临时固定住倒须13,以便储存与运输;泡沫树脂材料15的作用是填塞满弹性管11椭圆形的通孔,不让土的颗粒进入该椭圆孔阻碍椭圆孔的变形;螺母16的作用是弹性锚杆10的紧固件。
Claims (3)
1.一种持压式土坡锚,其特征在于:包括了河堤、路堤或深基坑的土坡,在所述的土坡上布置有梅花形的锚点,每个锚点上安置有锚垫板,通过锚垫板中心孔在土坡内钻出与土坡面垂直的锚孔,每个锚垫板与锚孔内设置有一根弹性锚杆,弹性锚杆的外露段上分别配合有锚压板和螺母,拧紧螺母将锚压板抵着土坡面向外拉弹性锚杆,直至将弹性锚杆倒须锚头的倒须扎进锚孔底部的土里被锚住,压扁锚压板抵住锚垫板,弹性锚杆的弹性管发生拉长变形;所述的弹性锚杆由弹性管与倒须锚头栓接构成,弹性管与倒须锚头的中心孔连为通孔,所述的弹性管为等直径的圆管,在土坡面外露段的管壁外侧有螺纹,管壁内侧有六角形制动孔,与倒须锚头栓接段的管壁内侧有螺纹,弹性管中间段管身上有交错间隔分布的椭圆形通孔,且椭圆形通孔的长轴线与弹性锚杆中心线垂直,每个椭圆形通孔内均填满泡沫树脂材料,所述的倒须锚头为圆柱形状,倒须锚头的外侧面上有顺弹性锚杆中心线方向等距分布的数条凹槽,每条凹槽内的两侧各有一个固定卡,由该两个固定卡共同卡住一条根部与倒须锚头底端段连接的倒须;
所述的锚垫板为空心铆钉形状,锚垫板的垫板为圆形,边缘处向内弯曲,中心有与护管等内径的通孔,锚垫板的护管为等直径圆管。
2.根据权利要求1所述的持压式土坡锚,其特征是:所述的锚压板为穹形的“☼”形状,锚压板中心有圆形的板座,板座的中心有圆通孔,板座侧面上等距分布有放射状的数片压板,压板呈“~”形状,压板的宽度从根部至端部由窄变宽,压板的厚度从根部至端部由厚变薄,相邻的两片压板中间均有系杆连接。
3.一种权利要求1所述持压式土坡锚的施工方法,其特征在于:依次按以下步骤进行:
(1)土坡上测量出所有锚点的位置后,各锚点的土坡面钻孔安置锚垫板;
(2)通过锚垫板的中心孔,在土坡内钻出与土坡面垂直的锚孔;
(3)按土坡土质与设计长度的要求,选择出合适的倒须锚头和弹性管,将弹性管与倒须锚头栓接成弹性锚杆后,用工具把倒须锚头所有凹槽内的固定卡板断,让所有倒须从倒须锚头的凹槽内挑出;
(4)弹性锚杆从锚垫板中心孔***土坡的锚孔内;
(5)把锚压板套入弹性锚杆的外露段,在弹性锚杆外露段拧上螺母,用制动扳手***弹性管顶端的六角形制动孔内制动,用测力扳手按设计要求的力板紧螺母,把锚压板抵着土坡面向外拉弹性锚杆,直至将弹性锚杆倒须锚头的倒须扎进锚孔底部土里成为锚头,压扁锚压板抵住锚垫板,弹性锚杆的弹性管发生拉长变形;
(6)按上述(4)、(5)的步骤,在所有的锚孔内***弹性锚杆、套上锚压板、板紧螺母、向外拉弹性锚杆、倒须锚头成为锚头、压扁锚压板、弹性管拉长变形;
(7)从下往上分层逐个向弹性锚杆的弹性管内压入泥土浆,待弹性锚杆压完泥土浆后间隔一段时间,再用制动扳手和测力扳手复核板紧弹性锚杆外露段上的螺母;
(8)完成整个土坡持压式土坡锚的施工。
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