專利名稱：持壓式土坡錨及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種持壓錨固土坡的錨具及其施工方法，具體的說是一種持壓式土坡錨及其施工方法。
背景技術：
目前，土坡常采用土釘墻、桿掛網噴漿、砌石等方法來護坡，由于該些方法均采用鋼筋、水泥混凝土等材料形成剛性結構來支撐固定土坡，而土坡是顆粒狀土粒組成為松散體，一旦受水壓力、土壓力、上部荷載的作用，以及雨水、凍脹等侵蝕，土坡的土仍會松動、濕陷等變形，該些剛性的護坡結構無法協同土的變形加固土坡，往往影響了土坡整體穩定的效果。
發明內容
針對現有土坡護坡方法的不足，本發明提出了一種持壓式土坡錨及其施工方法，采用彈性錨桿實施預壓來加固土坡，使土坡的土顆粒保持承受壓力不松散，從土坡土的結構內部支撐與固定土坡，提高了土坡整體穩定性。本發明解決技術問題采用如下技術方案:
一種持壓式土坡錨，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錨點，每個錨點上安置有錨墊板，通過錨墊板中心孔在土坡內鉆出與土坡面垂直的錨孔，每個錨墊板與錨孔內設置有一根彈性錨桿，彈性錨桿的外露段上分別配合有錨壓板和螺母，擰緊螺母將錨壓板抵著土坡面向外拉彈性錨桿，直至將彈性錨桿倒須錨頭的倒須扎進錨孔底部的土里被錨住，壓扁錨壓板抵住錨墊板，彈性錨桿的彈性管發生拉長變形。所述的錨墊板為空心鉚釘形狀，錨墊板的墊板為圓形，邊緣處向內彎曲，中心有與護管等內徑的通孔，錨墊板的護管為等直徑圓管。所述的錨壓板為穹形的“ ”形狀，錨壓板中心有圓形的板座，板座的中心有圓通孔，板座側面上等距分布有放射狀的數片壓板，壓板呈“ ”形狀，壓板的寬度從根部至端部由窄變寬，壓板的厚度從根部至端部由厚變薄，相鄰的兩片壓板中間均有系桿連接。所述的彈性錨桿由彈性管與倒須錨頭栓接構成，彈性管與倒須錨頭的中心孔連為通孔，所述的彈性管為等直徑的圓管，在土坡面外露段的管壁外側有螺紋，管壁內側有六角形制動孔，與倒須錨頭栓接段的管壁內側有螺紋，彈性管中間段管身上有交錯間隔分布的橢圓形通孔，且橢圓形通孔的長軸線與彈性錨桿中心線垂直，每個橢圓形通孔內均填滿泡沫樹脂材料，所述的倒須錨頭為圓柱形狀，倒須錨頭的外側面上有順彈性錨桿中心線方向等距分布的數條凹槽，每條凹槽內的兩側各有一個固定卡，由該兩個固定卡共同卡住一條根部與倒須錨頭底端段連接的倒須。一種持壓式土坡錨的施工方法，依次按以下步驟進行:
(1)土坡上測量出所有錨點的位置后，各錨點的土坡面鉆孔安置錨墊板；
(2)通過錨墊板的中心孔，在土坡內鉆出與土坡面垂直的錨孔； (3)按土坡土質與設計長度的要求，選擇出合適的倒須錨頭和彈性管，將彈性管與倒須錨頭栓接成彈性錨桿后，用工具把倒須錨頭所有凹槽內的固定卡板斷，讓所有倒須從倒須錨頭的凹槽內挑出；
(4)彈性錨桿從錨墊板中心孔插入土坡的錨孔內；
(5)把錨壓板套入彈性錨桿的外露段，在彈性錨桿外露段擰上螺母，用制動扳手插入彈性管頂端的六角形制動孔內制動，用測力扳手按設計要求的力板緊螺母，把錨壓板抵著土坡面向外拉彈性錨桿，直至將彈性錨桿倒須錨頭的倒須扎進錨孔底部土里成為錨頭，壓扁錨壓板抵住錨墊板，彈性錨桿的彈性管發生拉長變形；
(6)按上述(4)、(5)的步驟，在所有的錨孔內插入彈性錨桿、套上錨壓板、板緊螺母、向外拉彈性錨桿、倒須錨頭成為錨頭、壓扁錨壓板、彈性管拉長變形；
(7)從下往上分層逐個向彈性錨桿的彈性管內壓入泥土漿，待彈性錨桿壓完泥土漿后間隔一段時間，再用制動扳手和測力扳手復核板緊彈性錨桿外露段上的螺母；
(8)完成整個土坡持壓式土坡錨的施工。本發明中的持壓式土坡錨基于以下工作原理:受水壓力、土壓力、車輛等荷載等的作用，以及雨雪、冰凍的侵蝕，河堤、路堤、基坑等的土坡會發生滑移等失穩狀況，本發明根據土的團粒結構、顆粒間粘結力小、易松散等特性，在土坡上設置梅花形布置且有一定長度的彈性錨桿，利用彈性錨桿及錨壓板的彈性回縮力，使整個土坡始終處于受壓狀態而不能松動，提高了土坡的整體穩定性。所述的彈性錨桿彈性管管身上設置交錯間隔分布的橢圓通孔，具有較好的彈性、剛度與強度，又彈性錨桿的倒須錨頭上設置有倒須，張開的倒須在彈性管的拉動下，能自動扎進錨孔底部的土里成為錨頭。當擰動螺帽向外拉動彈性錨桿時，將彈性錨桿彈性管發生拉長變形，靠彈性錨桿彈性管的橢圓通孔產生的回縮力，使得錨住的土坡的土保持承受壓力。由彈性錨桿的受力分析，彈性錨桿彈性管的剛度系數為K，彈性管的拉長為λ，則彈性管的回縮力為P=KA ;彈性管與錨孔邊界土的摩阻力為F，錨壓板被壓扁的反彈力為W，作用于土坡土的壓力為N，土坡土受壓縮的平均面積為S。根據力系平衡:P=F+W+NS，則:土坡土承受的壓力 N:N= (P-F-W) /S= (K Δ -F-W) /S。由于 P > F+W，所以土坡土保持承受的壓力。與已有技術相比，本發明有益效果體現在:
本發明提出了一種持壓式土坡錨及其施工方法，根據土為松散物質的特性，利用錨壓板、錨墊板和彈性錨桿組成能回縮的結構，對土坡的土施加預壓力，使土坡的土顆粒保持承受壓力而不松散，從土坡土的結構內部支撐與固定土坡，提高了土坡的整體穩定性。具有適應不同土質的土坡、施工簡便、造價低、重復使用、壽命長等特點，是一種新式的土坡加固錨具及施工方法。
圖1為本發明持壓式土坡錨工作的正視圖。圖2為本發明持壓式土坡錨工作的側剖視圖。圖3為本發明持壓式土坡錨錨墊板的正剖視結構示意圖。圖4為本發明持壓式土坡錨錨墊板的仰視結構示意圖。圖5為本發明持壓式土坡錨錨壓板的正剖視結構示意圖。
圖6為本發明持壓式土坡錨錨壓板的俯視結構示意圖。圖7為本發明持壓式土坡錨彈性錨桿的正剖視結構示意圖。圖8為本發明持壓式土坡錨彈性錨桿的俯剖視結構示意圖。圖中標號:1 土坡、2坡腳線；3錨墊板、4墊板、5護管；6錨壓板、7板座、8壓板、9系桿；10彈性錨桿、11彈性管、12倒須錨頭、13倒須、14固定卡、15泡沫樹脂材料、16螺母。
具體實施例方式參見圖1和圖2，為本發明的持壓式土坡錨，在河堤、路堤或深基坑的土坡I上布置有梅花形的錨點，每個錨點上安置有錨墊板3，通過錨墊板3中心孔在土坡I內鉆出與土坡I面垂直的錨孔，每個錨墊板3與錨孔內設置有一根彈性錨桿10，彈性錨桿10的外露段上安置有錨壓板6和螺母16，擰緊螺母16，把錨壓板6抵著土坡I面向外拉彈性錨桿10，直至將彈性錨桿10倒須錨頭12的倒須13扎進錨孔底部的土里被錨住，壓扁錨壓板6抵住錨墊板3，彈性錨桿10的彈性管11發生拉長變形。靠彈性錨桿10彈性管11的回縮力，使得土坡I的土顆粒保持承受壓力不松散。 參見圖3和圖4，為本發明的錨墊板3為空心鉚釘形狀，錨墊板3的墊板4為圓形，邊緣處向內彎曲，中心有與護管5等內徑的通孔，錨墊板3的護管5為等直徑圓管。參見圖5和圖6，為本發明的錨壓板6為穹形的“ ”形狀，錨壓板6中心有圓形的板座7，板座7的中心有圓通孔，板座7側面上等距分布有放射狀的數片壓板8，壓板8呈“ ”形狀，壓板8的寬度從根部至端部由窄變寬，壓板8的厚度從根部至端部由厚變薄，相鄰的兩片壓板8中間均有系桿連接。參見圖7和圖8，為本發明的彈性錨桿10由彈性管11與倒須錨頭12栓接構成，彈性管11與倒須錨頭12的中心孔連為通孔。所述的彈性管11為等直徑的圓管，在土坡I面外露段的管壁外側有螺紋，管壁內側有六角形制動孔，與倒須錨頭12栓接段的管壁內側有螺紋，彈性管11中間段管身上有交錯間隔分布的橢圓形通孔，且橢圓形通孔的長軸線與彈性錨桿10中心線垂直，每個橢圓形通孔內均填滿泡沫樹脂材料15。所述的倒須錨頭12為圓柱形狀，倒須錨頭12的外側面上有順彈性錨桿10中心線方向等距分布的數條凹槽，每條凹槽內的兩側各有一個固定卡14,由該兩個固定卡14共同卡住一條根部與倒須錨頭12底端段連接的倒須13。若板斷固定卡14，從凹槽內挑出倒須13，倒須13靠自有的彈性將恢復到與彈性錨桿10中心線呈銳角的角度。本發明的一種持壓式土坡錨的施工方法，依次按以下步驟進行:
(1)土坡I上測量出所有錨點的位置后，各錨點的土坡I面鉆孔安置錨墊板3 ；
(2)通過錨墊板3的中心孔，在土坡I內鉆出與土坡I面垂直的錨孔；
(3)按土坡I土質與設計長度的要求，選擇出合適的倒須錨頭12和彈性管11，將彈性管11與倒須錨頭12栓接成彈性錨桿10后，用工具把倒須錨頭12所有凹槽內的固定卡14板斷，讓所有倒須13從倒須錨頭12的凹槽內挑出；
(4)彈性錨桿10從錨墊板3中心孔插入土坡I的錨孔內；
(5)把錨壓板6套入彈性錨桿10的外露段，在彈性錨桿10外露段擰上螺母16，用制動扳手插入彈性管11頂端的六角形制動孔內制動，用測力扳手按設計要求的力板緊螺母16，把錨壓板6抵著土坡I面向外拉彈性錨桿10，直至將彈性錨桿10倒須錨頭12的倒須13扎進錨孔底部土里成為錨頭，壓扁錨壓板6抵住錨墊板3，彈性錨桿10的彈性管11發生拉長變形；
(6)按上述(4)、(5)的步驟，在所有的錨孔內插入彈性錨桿10、套上錨壓板6、板緊螺母16、向外拉彈性錨桿10、倒須錨頭12成為錨頭、壓扁錨壓板6、彈性管11拉長變形；
(7)從下往上分層逐個向彈性錨桿10的彈性管11內壓入泥土漿，待彈性錨桿10壓完泥土漿后間隔一段時間，再用制動扳手和測力扳手復核板緊彈性錨桿10外露段上的螺母16 ；
(8)完成整個土坡持壓式土坡錨的施工。土坡I是被錨固的對象；坡腳線2是土坡與地面的交線；錨墊板3的作用是加固土坡I面處錨孔的土，防止鉆取錨孔時發生塌孔；墊板4的作用是分散彈性管11的回縮壓力，以及保護土坡I面處錨孔的土 ；護管5的作用是保護土坡I面處錨孔的土 ；錨壓板6的作用是產生彈性變形，對土坡I面施加壓力，保護土坡I面不遭受雨水等沖刷，使土坡I面穩定；板座7的作用是固定壓板8，安置于彈性錨桿10 ;壓板8彈性壓緊土坡I面的土 ；系桿9的作用是增加壓板8的整體性；彈性錨桿10的作用是靠彈性錨桿3倒須錨頭12的錨固及彈性管11的回縮力，使得土坡I的土顆粒保持承受壓力不松散，提高了土坡I的整體穩定性；彈性管11的作用是產生彈性變形，對土坡I施加持衡的壓力，同時作為倒須錨頭12與錨壓板6的連接件；倒須錨頭12的作用是在錨孔的底部錨住彈性錨桿10 ;倒須13的作用是在錨孔底部扎進土里，使倒須錨頭12成為錨頭；固定卡14的作用是在凹槽內臨時固定住倒須13，以便儲存與運輸；泡沫樹脂材料15的作用是填塞滿彈性管11橢圓形的通孔，不讓土的顆粒進入該橢圓孔阻礙橢圓孔的變形；螺母16的作用是彈性錨桿10的緊固件。
權利要求
1.一種持壓式土坡錨，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錨點，每個錨點上安置有錨墊板，通過錨墊板中心孔在土坡內鉆出與土坡面垂直的錨孔，每個錨墊板與錨孔內設置有一根彈性錨桿，彈性錨桿的外露段上分別配合有錨壓板和螺母，擰緊螺母將錨壓板抵著土坡面向外拉彈性錨桿，直至將彈性錨桿倒須錨頭的倒須扎進錨孔底部的土里被錨住，壓扁錨壓板抵住錨墊板，彈性錨桿的彈性管發生拉長變形。
2.根據權利要求1所述的持壓式土坡錨，其特征是:所述的錨墊板為空心鉚釘形狀，錨墊板的墊板為圓形，邊緣處向內彎曲，中心有與護管等內徑的通孔，錨墊板的護管為等直徑圓管。
3.根據權利要求1所述的持壓式土坡錨，其特征是:所述的錨壓板為穹形的“”形狀，錨壓板中心有圓形的板座，板座的中心有圓通孔，板座側面上等距分布有放射狀的數片壓板，壓板呈“ ”形狀，壓板的寬度從根部至端部由窄變寬，壓板的厚度從根部至端部由厚變薄，相鄰的兩片壓板中間均有系桿連接。
4.根據權利要求1所述的持壓式土坡錨，其特征是:所述的彈性錨桿由彈性管與倒須錨頭栓接構成，彈性管與倒須錨頭的中心孔連為通孔，所述的彈性管為等直徑的圓管，在土坡面外露段的管壁外側有螺紋，管壁內側有六角形制動孔，與倒須錨頭栓接段的管壁內側有螺紋，彈性管中間段管身上有交錯間隔分布的橢圓形通孔，且橢圓形通孔的長軸線與彈性錨桿中心線垂直，每個橢圓形通孔內均填滿泡沫樹脂材料，所述的倒須錨頭為圓柱形狀，倒須錨頭的外側面上有順彈性錨桿中心線方向等距分布的數條凹槽，每條凹槽內的兩側各有一個固定卡，由該兩個固定卡共同卡住一條根部與倒須錨頭底端段連接的倒須。
5.一種權利要求1所述持壓式土坡錨的施工方法，其特征在于:依次按以下步驟進行: (1)土坡上測量出所有錨點的位置后，各錨點的土坡面鉆孔安置錨墊板； (2)通過錨墊板的中心孔，在土坡內鉆出與土坡面垂直的錨孔； (3)按土坡土質與設計長度的要求，選擇出合適的倒須錨頭和彈性管，將彈性管與倒須錨頭栓接成彈性錨桿后，用工具把倒須錨頭所有凹槽內的固定卡板斷，讓所有倒須從倒須錨頭的凹槽內挑出； (4)彈性錨桿從錨墊板中心孔插入土坡的錨孔內； (5)把錨壓板套入彈性錨桿的外露段，在彈性錨桿外露段擰上螺母，用制動扳手插入彈性管頂端的六角形制動孔內制動，用測力扳手按設計要求的力板緊螺母，把錨壓板抵著土坡面向外拉彈性錨桿，直至將彈性錨桿倒須錨頭的倒須扎進錨孔底部土里成為錨頭，壓扁錨壓板抵住錨墊板，彈性錨桿的彈性管發生拉長變形； (6)按上述(4)、(5)的步驟，在所有的錨孔內插入彈性錨桿、套上錨壓板、板緊螺母、向外拉彈性錨桿、倒須錨頭成為錨頭、壓扁錨壓板、彈性管拉長變形； (7)從下往上分層逐個向彈性錨桿的彈性管內壓入泥土漿，待彈性錨桿壓完泥土漿后間隔一段時間，再用制動扳手和測力扳手復核板緊彈性錨桿外露段上的螺母； (8)完成整個土坡持壓式土坡錨的施工。
全文摘要
本發明公開了一種持壓式土坡錨及其施工方法，包括了河堤、路堤或深基坑的土坡，在該些土坡上布置有梅花形的錨點，每個錨點上安置有錨墊板，通過錨墊板中心孔在土坡內鉆出與土坡面垂直的錨孔，每個錨墊板與錨孔內設置有一根彈性錨桿，彈性錨桿的外露段上安置有錨壓板和螺母。擰緊螺母，把錨壓板抵著土坡面向外拉彈性錨桿，直至將彈性錨桿倒須錨頭的倒須扎進錨孔底部的土里被錨住，壓扁錨壓板抵住錨墊板，彈性錨桿的彈性管發生拉長變形。靠彈性錨桿彈性管的回縮力，使得土坡的土顆粒保持承受壓力不松散，起到支撐與固定土坡的作用，提高了土坡的整體穩定性。具有適應不同土質的土坡、施工簡便、造價低、重復使用、壽命長等特點，是一種新式土坡加固的錨具及施工方法。
文檔編號E02D5/74GK103114586SQ20131003267
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者汪哲蓀, 朱林 申請人:合肥工業大學