一种多段机械内撑式锚管结构及其施工方法

摘要

本发明提出一种多段机械内撑式锚管结构及其施工方法，该装置整体结构由机械冠齿顶撑头、曲柄扭把、金属薄壁锚管组成。该装置与一般的锚固方法不同，采用机械冠齿顶撑头在金属薄壁锚管内部撑出分段扩大锚管，在金属薄壁锚管内撑出多个凸起点，利用物理咬合方法加强土体之间的连接，达到锚固的效果。采用径向和轴向的冠齿组的联合作用调节顶撑头伸出和缩回，实现在金属薄壁锚管内撑作用。该装置用于基坑开挖等边坡支护工程。本发明装置仪器采用机电工作，自动化程度高，操作简便，施工效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多段机械内撑式锚管结构及其施工方法，是针对于基坑开挖等边坡支护工程，该装置通过冠齿组的配合，采用机械方法分段工作，采用物理机械咬合方法进行锚固，属于岩土工程及环境工程等相关技术领域。

背景技术

随着城市的发展，城市用地越来越稀少，对城市地下空间的利用日益增加。开发城市地下空间的方法中，非开挖工程技术要求高，成本也高，因此，基坑开挖是目前开发地下空间的比较常用的方法。然而不少地区的土体性质较差，给施工带来的难度，基坑开挖的边坡稳定问题显得十分重要。基坑开挖边坡支护形式多样，如放坡开挖、外拉锚配合护壁桩开挖、地下连续墙加锚杆、护坡桩加锚杆、搅拌桩支护及逆作法施工等。其中，锚管支护具有占用场地小、基坑内施工空间大、施工速度快等优点，因而被广泛运用在基坑开挖支护工程中。锚管支护的锚固方式一般为注浆锚固，注浆锚固存在两个难点，一是注浆饱满的程度不能得到可靠保证，二是注浆凝固发挥作用需要一段时间，不能用作及时加固。为了解决这两个问题，本发明改变了锚固方法，采用物理机械分段内撑锚固的方法，对锚管支护提出了省时又省料的新方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种多段机械内撑式锚管结构及其施工方法，通过机械咬合方法，采用物理方法进行锚管的锚固，以解决锚管注浆不饱满和不能及时加固的问题。本发明主要适用于基坑开挖的边坡支护工程。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种多段机械内撑式锚管，包含：机械冠齿顶撑头，曲柄扭把和金属薄壁锚管。

机械冠齿顶撑头由两个径向顶撑头、两个径向冠齿、一个轴向冠齿，四条轴向定位导轨槽组成，轴向冠齿驱动两个径向冠齿，径向冠齿连接两个径向顶撑头，径向冠齿在轴向冠齿的驱动下逐步向外旋出，将径向顶撑头向外顶出，轴向定位导轨槽与金属薄壁锚管内的轴向定位导轨相配合，确保机械冠齿顶撑头在金属薄壁锚管中保持固定姿态。

曲柄扭把一端有与轴向冠齿相连的螺旋接头，能够在锚管外端摇动以带动轴向冠齿。

金属薄壁锚管是一端开口的金属薄壁圆管，内部有四条轴向定位导轨。

一种多段机械内撑式锚管结构连接和运转特征是：机械冠齿顶撑头的四条轴向定位导轨槽与金属薄壁锚管内部的四条轴向定位导轨相配合。曲柄扭把上与轴向冠齿组通过螺旋接头连接，通过转动曲柄扭把带动轴向冠齿转动，轴线冠齿带动径向冠齿转动，使径向顶撑头向外把金属薄壁锚管撑出两个凸起点，凸起点与周围土体互相咬合，反向转动曲柄扭把带动径向顶撑头内收。

一种多段机械内撑式锚管及施工方法：

1）、在基坑需要打设锚管的地方进行测量定位，根据边坡稳定计算结果确定布置形式和布置密度，以便钻孔；

2）、用锚杆机在定位的地方进行钻孔，清孔，打入金属薄壁锚管；

3）、将曲柄扭把上与轴向冠齿相连的螺旋接头7接好；

4）、将机械冠齿顶撑头的四条定位导轨槽卡在金属薄壁锚管内部的四条轴向定位导轨上；

5）、机械冠齿顶撑头沿着机头导轨推进，推进一定距离，转动曲柄扭把带动轴向冠齿转动，轴向冠齿带动径向冠齿转动，使径向顶撑头向外撑出，将金属薄壁锚管撑出两个凸起点，凸起点与周围土体互相咬合，再次反向转动曲柄扭把带动径向顶撑头内收；

6）、径向顶撑头回到原位后，机械冠齿顶撑头继续前进，到达下一个顶撑部位重复顶撑锚固动作，多次顶撑结束后，机械冠齿顶撑头沿着轴向定位导轨后退，直至退出金属薄壁锚管，打设完成一根锚管。

本发明采用完全机械的方式代替注浆进行锚固，通过机械冠齿顶撑头在锚管内撑出凸起点，凸起点与周围土体互相挤压咬合达到锚固的效果。此方法节约了注浆材料，也避免了注浆凝固时间的限制，将物理方法应用到锚固中，开辟了新的锚固思路。

本发明的优点

本发明提出的用于基坑开挖支护工程中的多段机械内撑式锚管，采用液压扩大机头分段扩大锚管，在金属薄壁锚管内顶出多个凸起点，利用物理方法加强土体之间的连接，达到锚固的效果，占用场地小、基坑内施工空间大、施工速度快。该装置仪器采用冠齿组之间的组合关系，由曲柄扭把带动冠齿转动，从而达到内撑的目的，通过机械工作实现，操作简便，施工效率高，具有良好的效益。

附图说明

附图1为机械冠齿顶撑头示意图

附图2为曲柄扭把示意图

附图3为金属薄壁锚管示意图

附图4为整体示意图

图中：1机械冠齿顶撑头，2径向顶撑头，3径向冠齿，4轴向冠齿，5轴向定位导轨槽，6曲柄扭把，7螺旋接头，8金属薄壁锚管，9轴向定位导轨。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施例

一种多段机械内撑式锚管，包含：机械冠齿顶撑头1，曲柄扭把6，金属薄壁锚管8。

机械冠齿顶撑头1由两个径向顶撑头2、两个径向冠齿3、一个轴向冠齿4，四条轴向定位导轨槽5组成，轴向冠齿4驱动两个径向冠齿3，径向冠齿3连接两个径向顶撑头2，径向冠齿3在轴向冠齿4的驱动下逐步向外旋出，将径向顶撑头2向外顶出，轴向定位导轨槽5与金属薄壁锚管8内的轴向定位导轨5相配合，确保机械冠齿顶撑头1在金属薄壁锚管8中保持固定姿态；

曲柄扭把6一端有与轴向冠齿4相连的螺旋接头7，能够在锚管外端摇动以带动轴向冠齿4；

金属薄壁锚管8是一端开口的金属薄壁圆管，内部有四条轴向定位导轨9。

一种多段机械内撑式锚管的施工方法：

1）、测量定线。在基坑需要打设锚管的地方进行测量定位，以便钻孔；

2）、用锚杆机在定位的地方进行钻孔，清孔，打入金属薄壁锚管8；

3）、将曲柄扭把6上与轴向冠齿组4相连的螺旋接头7接好；

4）、将机械冠齿顶撑头1的四条定位导轨槽卡在金属薄壁锚管8内部的四条轴向定位导轨9上；

5）、机械冠齿顶撑头1沿着机头导轨推进，推进一定距离，转动曲柄扭把6带动轴向冠齿组4转动，轴向冠齿4带动径向冠3齿转动，使径向顶撑头2向外撑出，将金属薄壁锚管8撑出两个凸起点，凸起点与周围土体互相咬合，再次反向转动曲柄扭把6带动径向顶撑头2内收；

6）、径向顶撑头2回到原位后，机械冠齿顶撑头1继续前进，到达下一个顶撑部位重复顶撑锚固动作，多次顶撑结束后，机械冠齿顶撑头1沿着轴向定位导轨5后退，直至退出金属薄壁锚管8，打设完成一根锚管。