CN212104121U - 一种可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，包括自膨胀囊式扩体锚杆和排水装置，自膨胀囊式扩体锚杆包括螺旋钻尖、膨胀管、滤水管、中空钢管和尾部钢管，自膨胀囊式扩体锚杆最前端为螺旋钻尖，螺旋钻尖、膨胀管、滤水管、中空钢管和尾部钢管依次连接，膨胀管的外侧套装有膨胀袋，滤水管上设有多个均匀分布的滤水孔，滤水孔的表面绑扎单向滤水膜；排水装置包括虹吸管和气囊。在锚杆的前端设置具有吸水能力的膨胀袋，膨胀袋吸附地基土中的水分膨胀后形成扩大头锚固端，使周围土体产生超孔隙水压力，增强边坡内的水流向滤水管，并且滤水管上设置滤水孔及滤水膜能够快速吸附边坡内的水，从而有效提高了排水效率，提高边坡的稳定性。

Description

一种可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构

技术领域

本实用新型属于边坡支护技术领域，尤其是涉及一种可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构。

背景技术

边坡和深基坑支护一直受到国内外学者的广泛关注，随着近年来工程规模的增大，施工难题和工程事故也逐渐增多，传统锚固支护结构类型已经不能满足一些大型工程施工质量和安全等级的要求，如：传统注浆锚杆支护结构存在成孔难、注浆体抗压强度不足，自钻式锚杆锚固力不足，支护效果一般等。

针对传统锚固支护形式暴露的问题，技术人员研发出多种结构形式的扩体锚杆，例如船锚式注浆张开型土锚、回转型可回收扩大头锚杆、充气式锚杆等。由于不同扩体锚杆结构及用途的差异，均不能在边坡支护工程中广泛应用。

因此，基于现有边坡工程的发展趋势，针对传统锚固技术和现有扩体锚固技术的技术问题，设计出一种能够解决上述技术问题的可排水的扩体锚杆支护结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作简单、为地基土提供排水通道、锚固力强的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构。

本实用新型的技术方案如下：

一种可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，包括自膨胀囊式扩体锚杆和排水装置，

所述自膨胀囊式扩体锚杆包括螺旋钻尖、膨胀管、滤水管、中空钢管和尾部钢管，所述自膨胀囊式扩体锚杆最前端为螺旋钻尖，所述螺旋钻尖、膨胀管、滤水管、中空钢管和尾部钢管通过螺纹依次连接，所述膨胀管的外侧套装有膨胀袋，所述滤水管上设有多个均匀分布的滤水孔，所述滤水孔的表面绑扎单向滤水膜，所述膨胀管靠近螺旋钻尖的一端上设有可旋转的多个支撑板以用于在膨胀袋吸水膨胀后挤压支撑板向外胀开而增加锚杆的锚固力，所述支撑板通过套环和转轴与膨胀管连接，所述支撑板的顶端形成有限位块以用于限制所述支撑板旋转的角度；

所述排水装置包括虹吸管和与虹吸管连接的气囊，所述虹吸管插装在所述中空钢管的内部以用于将锚杆内的水排出；

所述自膨胀囊式扩体锚杆逐段钻进边坡内，施设格构框架，并通过锚具将所述自膨胀囊式扩体锚杆的尾端固定在所述格构框架上，所述自膨胀囊式扩体锚杆上设置的滤水管为地基土提供排水通道，所述膨胀袋遇水膨胀形成扩大段提供锚固力并挤压周围土体促进坡内水加速流入滤水管，将虹吸管***中空钢管中，气囊施加初始虹吸力，实施排水。

在上述技术方案中，所述滤水管包括至少2个分滤水管通过螺纹连接组成，所述膨胀管包括至少2个分膨胀管通过螺纹连接组成，所述分滤水管与分膨胀管间隔设置。

在上述技术方案中，所述滤水管包括2个分滤水管通过螺纹连接组成，所述膨胀管包括 2个分膨胀管通过螺纹连接组成，连接时，所述螺旋钻尖、一个分膨胀管、一个分滤水管、另一个分膨胀管、另一个分滤水管、中空钢管和尾部钢管通过螺纹依次连接。

在上述技术方案中，所述滤水孔设置在滤水管的中间段，且该滤水管中间段的直径小于滤水管两端的直径以用于防止在锚杆钻进过程中单向滤水膜的滑脱或破坏。

在上述技术方案中，所述单向滤水膜通过管箍绑扎在所述滤水管的表面上。

在上述技术方案中，所述膨胀袋设置在膨胀管的中间段，且该膨胀管中间段的直径小于膨胀管两端的直径，用于防止在锚杆钻进过程中膨胀袋的滑脱或破坏。

在上述技术方案中，所述膨胀袋通过管箍绑扎在所述膨胀管的表面上。

在上述技术方案中，所述膨胀袋采用高强度土工布，且在该土工布的内部填充有高分子吸水颗粒。

在上述技术方案中，所述螺旋钻尖包括带有钻尖的钻杆和螺旋叶片，所述螺旋叶片螺旋设置在钻杆的外侧，设置在所述钻杆两端的螺旋叶片翼缘小于钻杆中部安装的螺旋叶片翼缘以便于锚杆的钻进和回收。

在上述技术方案中，所述格构框架包括横梁和与横梁垂直设置的竖肋，所述自膨胀囊式扩体锚杆通过锚具安装在所述横梁与竖肋的交叉处。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1.在锚杆的前端设置具有吸水能力的膨胀袋，膨胀袋吸附地基土中的水分膨胀后形成扩大头锚固端，使周围土体产生较大的超孔隙水压力，增强边坡内的水流向滤水管，并且滤水管上设置滤水孔及滤水膜能够快速吸附边坡内的水，从而有效提高了排水效率，提高边坡的稳定性。

2.滤水膜采用单向的滤水膜解决了边坡内水分流入锚杆内而不外渗的问题，在锚杆***边坡后，滤水管及滤水膜为地基土形成了排水通道，在虹吸管及气囊的作用下将锚杆内的水分向外排出。

3.本实用新型利用虹吸原理，虹吸管***锚杆中，并通过气囊给虹吸管施加初始虹吸力，从而实现坡面的自动排水。

附图说明

图1是本实用新型的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构的结构示意图；

图2是本实用新型中自膨胀囊式扩体锚杆的结构示意图；

图3是本实用新型中膨胀管的局部放大图；

图4是实施例4中膨胀管的结构示意图。

图中：

1、自膨胀囊式扩体锚杆 2、格构框架 3、排水装置

4、螺旋钻尖 5、滤水管 6、膨胀管

7、中空钢管 8、锚具 9、管箍

10、横梁 11、竖肋 12、虹吸管

13、气囊 14、单向滤水膜 15、膨胀袋

16、尾部钢管 17、支撑板 18、转轴

19、限位块 20、套环

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，决不限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1、图2所示，本实用新型的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，包括自膨胀囊式扩体锚杆1和排水装置3，

所述自膨胀囊式扩体锚杆1包括螺旋钻尖4、膨胀管6、滤水管5、中空钢管7和尾部钢管16，所述自膨胀囊式扩体锚杆1最前端为螺旋钻尖4，所述螺旋钻尖4、膨胀管6、滤水管5、中空钢管7和尾部钢管16通过螺纹依次连接，所述膨胀管6的外侧套装有膨胀袋15，所述滤水管5上设有多个滤水孔，所述滤水孔的表面绑扎单向滤水膜14；

所述排水装置3包括虹吸管12和与虹吸管12连接的气囊13(球型气囊)，所述虹吸管 12插装在所述中空钢管7的内部以用于将锚杆内的水排出；

所述自膨胀囊式扩体锚杆1逐段钻进边坡内，施设格构框架2，并通过锚具8将所述自膨胀囊式扩体锚杆1的尾端固定在所述格构框架2上，所述自膨胀囊式扩体锚杆1上设置的滤水管5为地基土提供排水通道，所述膨胀袋15遇水膨胀形成扩大段提供锚固力并挤压周围土体促进坡内水加速流入滤水管5，将虹吸管12***中空钢管7中，气囊13施加初始虹吸力，实施排水。

进一步地说，所述滤水管5包括2个分滤水管通过螺纹连接组成，所述膨胀管6包括2 个分膨胀管通过螺纹连接组成，所述分滤水管与分膨胀管间隔设置，连接时，所述螺旋钻尖 4、一个分膨胀管、一个分滤水管、另一个分膨胀管、另一个分滤水管、中空钢管7和尾部钢管16通过螺纹依次连接。

进一步地说，所述滤水孔设置在滤水管5的中间段，且该滤水管5中间段的直径小于滤水管5两端的直径以用于防止在锚杆钻进过程中单向滤水膜14的滑脱或破坏。

进一步地说，所述单向滤水膜14通过管箍9绑扎在所述滤水管5的表面上。

进一步地说，所述膨胀袋15设置在膨胀管6的中间段，且该膨胀管6中间段的直径小于膨胀管6两端的直径，用于防止在锚杆钻进过程中膨胀袋15的滑脱或破坏。

进一步地说，所述膨胀袋15通过管箍9绑扎在所述膨胀管6的表面上。

进一步地说，所述膨胀袋15采用高强度土工布(高强度加厚土工布)，且在该土工布的内部填充有高分子吸水颗粒(高分子吸水树脂颗粒)。

进一步地说，所述格构框架2包括横梁10和与横梁10垂直设置的竖肋11，所述自膨胀囊式扩体锚杆1通过锚具8安装在所述横梁10与竖肋11的交叉处。

实施例2

在实施例1的基础上，本实用新型的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构的施工方法具体包括如下步骤：

(1)预装自膨胀囊式扩体锚杆1：将膨胀袋15和单向滤水膜14分别绑扎至膨胀管6及滤水管5上；

(2)测量放线：用测量工具在基坑按照设计要求确定自膨胀囊式扩体锚杆1的施设位置与角度，并对锚杆孔和框架梁定位放线；

(3)锚杆钻进施工：依次将所述螺旋钻尖4、一个分膨胀管、一个分滤水管、另一个分膨胀管、另一个分滤水管、中空钢管7和尾部钢管16连接，并按设计要求的钻孔倾角和方向钻进坡内，其中，膨胀管6和滤水管5的段数可根据基坑安全等级、埋设深度适当增减；

(4)开挖格构框架2基槽：在基槽内绑扎钢筋后支模浇筑混凝土，钢筋绑扎时应注意将横梁10和竖肋11交叉处的锚杆尾部外漏不小于10cm；

(5)坡面排水：所述膨胀袋15在吸取坡内的水分后迅速膨胀为坡体提供锚固力，同时膨胀袋15由于膨胀产生的超孔压促使坡内的水分流向滤水管5，等待一段时间后，在中空钢管7内***虹吸管12，使用球型气囊为虹吸管12施加初始虹吸力，实施排水。

实施例3

在实施例1的基础上，所述螺旋钻尖4包括带有钻尖的钻杆和螺旋叶片，所述螺旋叶片螺旋设置在钻杆的外侧，设置在所述钻杆两端的螺旋叶片翼缘小于钻杆中部安装的螺旋叶片翼缘以便于锚杆的钻进和回收。

进一步地说，螺旋钻尖4的长度为0.4-0.6m。

进一步地说，所述滤水管5上开设的滤水孔的直径为4-6mm，单向滤水膜14采用高强度合成纤维材料制成。

实施例4

在实施例1的基础上，本实用新型的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，包括自膨胀囊式扩体锚杆和排水装置，

所述自膨胀囊式扩体锚杆包括螺旋钻尖、膨胀管、滤水管、中空钢管和尾部钢管，所述自膨胀囊式扩体锚杆最前端为螺旋钻尖，所述螺旋钻尖、膨胀管、滤水管、中空钢管和尾部钢管通过螺纹依次连接，所述膨胀管的外侧套装有膨胀袋，所述滤水管上设有多个均匀分布的滤水孔，所述滤水孔的表面绑扎单向滤水膜，所述膨胀管靠近螺旋钻尖的一端上设有可旋转的多个支撑板17以用于在膨胀袋吸水膨胀后挤压支撑板17向外胀开而增加锚杆的锚固力，所述支撑板17通过套环20和转轴与膨胀管连接，所述支撑板17的顶端形成有限位块以用于限制所述支撑板17旋转的角度。

多个支撑板17通过转轴在套换上均匀分布而形成支撑爪，当上述自膨胀囊式扩体锚杆在长时间使用后，膨胀袋的吸水膨胀力会有所减弱会影响锚杆的锚固力，在所述膨胀袋的前端设置有可旋转打开的支撑板17，当膨胀袋吸水膨胀后挤压支撑板17向外打开而形成支撑爪，支撑爪能够起到支撑作用，有效提高锚杆的锚固力。

进一步地说，所述支撑板17的数量至少为4个。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：包括自膨胀囊式扩体锚杆和排水装置，

所述自膨胀囊式扩体锚杆包括螺旋钻尖、膨胀管、滤水管、中空钢管和尾部钢管，所述自膨胀囊式扩体锚杆最前端为螺旋钻尖，所述螺旋钻尖、膨胀管、滤水管、中空钢管和尾部钢管通过螺纹依次连接，所述膨胀管的外侧套装有膨胀袋，所述滤水管上设有多个均匀分布的滤水孔，所述滤水孔的表面绑扎单向滤水膜，所述膨胀管靠近螺旋钻尖的一端上设有可旋转的多个支撑板以用于在膨胀袋吸水膨胀后挤压支撑板向外胀开而增加锚杆的锚固力，所述支撑板通过套环和转轴与膨胀管连接，所述支撑板的顶端形成有限位块以用于限制所述支撑板旋转的角度；

所述排水装置包括虹吸管和与虹吸管连接的气囊，所述虹吸管插装在所述中空钢管的内部以用于将锚杆内的水排出；

所述自膨胀囊式扩体锚杆逐段钻进边坡内，施设格构框架，并通过锚具将所述自膨胀囊式扩体锚杆的尾端固定在所述格构框架上，所述自膨胀囊式扩体锚杆上设置的滤水管为地基土提供排水通道，所述膨胀袋遇水膨胀形成扩大段提供锚固力并挤压周围土体促进坡内水加速流入滤水管，将虹吸管***中空钢管中，气囊施加初始虹吸力，实施排水。

2.根据权利要求1所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述滤水管包括至少2个分滤水管通过螺纹连接组成，所述膨胀管包括至少2个分膨胀管通过螺纹连接组成，所述分滤水管与分膨胀管间隔设置。

3.根据权利要求2所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述滤水管包括2个分滤水管通过螺纹连接组成，所述膨胀管包括2个分膨胀管通过螺纹连接组成，连接时，所述螺旋钻尖、一个分膨胀管、一个分滤水管、另一个分膨胀管、另一个分滤水管、中空钢管和尾部钢管通过螺纹依次连接。

4.根据权利要求3所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述滤水孔设置在滤水管的中间段，且该滤水管中间段的直径小于滤水管两端的直径以用于防止在锚杆钻进过程中单向滤水膜的滑脱或破坏。

5.根据权利要求4所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述单向滤水膜通过管箍绑扎在所述滤水管的表面上。

6.根据权利要求5所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述膨胀袋设置在膨胀管的中间段，且该膨胀管中间段的直径小于膨胀管两端的直径，用于防止在锚杆钻进过程中膨胀袋的滑脱或破坏。

7.根据权利要求6所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述膨胀袋通过管箍绑扎在所述膨胀管的表面上。

8.根据权利要求7所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述膨胀袋采用高强度土工布，且在该土工布的内部填充有高分子吸水颗粒。

9.根据权利要求8所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述螺旋钻尖包括带有钻尖的钻杆和螺旋叶片，所述螺旋叶片螺旋设置在钻杆的外侧，设置在所述钻杆两端的螺旋叶片翼缘小于钻杆中部安装的螺旋叶片翼缘以便于锚杆的钻进和回收。

10.根据权利要求9所述的可排水的自膨胀囊式扩体锚杆支护结构，其特征在于：所述格构框架包括横梁和与横梁垂直设置的竖肋，所述自膨胀囊式扩体锚杆通过锚具安装在所述横梁与竖肋的交叉处。

Images