[发明专利]加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构及施工方法

权利要求书

1.加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构，由石灰钉（4）、立柱（2）、横梁（3）和预应力锚管（1）组成，其特征在于预应力锚管（1）位于石灰钉（4）构成的正方形中心；立柱（2）、横梁（3）和预应力锚管（1）构成空间结构体系，预应力锚管（1）穿过立柱（2）与横梁（3）的交叉部位；预应力锚管（1）由止浆塞（11）、中空杆体（7）、出浆孔洞（8）及钻头（9）构成；在预应力锚管（1）内注入快硬高强水泥锚固剂（13），钢垫板（10）将预应力锚管（1）的端部锚定在立柱（2）与横梁（3）的交叉部位，框架所受的土压力通过钢垫板（10）传至预应力锚管（1），并通过预应力锚管（1）锚固在稳定地层中。

2.根据权利要求1所述的加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构，其特征在于：石灰钉（4）、预应力锚管（1）与水平面所成的夹角均为5°~15°。

3.根据要求1所述的加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构，其特征在于: 预应力锚管（1）的长度等于或小于石灰钉（4）的长度。

4.根据权利要求1所述的加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构，其特征在于：石灰钉（4）形状为圆柱状或类圆柱状，直径为200mm~300mm。

5.根据权利要求1所述的加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构，其特征在于: 构成预应力锚管（1）的中空杆体（7）直径为50mm~70mm，出浆孔洞（8）直径为5mm~10mm。

6.加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构的施工方法，其步骤为：

（1）施工石灰钉（4）：使用成钉设备在饱和软土坡上使土体和固化剂（12）均匀搅拌，形成直径为200mm~300mm的石灰钉（4）；石灰钉（4）等间距布置在待加固土体上，其纵、横向间距均为1200mm~1500mm；

（2）制作和施工预应力锚管（1）：首先在中空杆体（7）上用钻机钻出浆孔洞（8），将中空杆体（7）的前端轧制成尖状或扁状的钻头（9）；使用夯击设备在石灰钉（4）构成的正方形中心夯入预应力锚管（1），其间距为2.5m~3m；用注浆管在预应力锚管（1）内注入快硬高强水泥锚固剂（13），部分快硬高强水泥锚固剂（13）从出浆孔洞（8）渗出，安装止浆塞（11）；

（3）浇注压顶冠梁（6）、立柱（2）和横梁（3）：在第一根立柱（2）和第一排横梁（3）的设计位置处支模，在支模而成的槽内绑扎横梁（3）、立柱（2）的钢筋骨架并浇筑混凝土；

（4）待立柱（2）、横梁（3）的混凝土强度达到85%以上时对中空杆体（7）进行预应力张拉，形成预应力锚管（1），将钢垫板（10）与预应力锚管（1）焊接连接，然后做用于保护止浆塞（11）端头和钢垫板的混凝土喷层（14）；

（5）按照第（1）、（2）、（3）、（4）的步骤施工下一个工作面的石灰钉（4）、预应力锚管（1）和立柱（2），横梁（3）、并完成各层预应力锚管（1）的张拉与锚固焊接；

（6）按照第（5）步工序施工石灰钉（4）、立柱（2）至立柱（2）的底端，在立柱（2）的底端设计位置处施工横梁（3），制作其余预应力锚管（1）并完成相应工序；

（7）在立柱（2）的底端对应位置处制作基础桩（5）：在开设的桩孔内放入钢筋笼，将立柱（2）的底端外伸钢筋和基础桩（5）内钢筋焊接连接，浇注基础桩（5）。

7.根据权利要求6所述的加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构的施工方法，其特征在于：成钉设备为深层搅拌机或高压旋喷机。

8.根据权利要求6所述的加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构的施工方法，其特征在于：夯击设备为锚杆夯入机。

9.根据权利要求6所述的加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构的施工方法，其特征在于：注浆管（301）为前段带有圆盘（302）的塑料管，圆盘（302）外径稍小于中空杆体（7）直径，圆盘（302）内径为20mm~30mm。

10.根据权利要求6所述的加固软弱土坡石灰钉复合框架预应力锚管结构的施工方法，其特征在于：注浆材料为快硬高强水泥锚固剂（13），采用快硬硫铝酸盐水泥熟料，加入半水石膏和生石灰，其用量如下：所述配比为重量百分比，快硬硫铝酸盐水泥熟料:83~89%,半水石膏粉：8~12%，生石灰：3-5%；石灰钉的固化剂（12）为石灰和水泥，其比例为8:2。