[发明专利]一种用于膨胀土地区的扩大头锚索施工方法

说明书

本发明属于锚索技术领域，公开了一种用于膨胀土地区的扩大头锚索施工方法，为了解决膨胀土雨水力学性能下降而导致锚索锚固力降低的问题。本发明包括：（1）确定各个锚索的位置;（2）钻进成孔至设定标高；（3）将高压旋喷机的旋喷头放置在扩大头段的上端，高压旋喷头利用自来水进行扩孔；（4）将高压旋喷机的旋喷头放置在锚孔的底部并利用水泥浆进行扩孔；（5）清孔和放入锚索；（6）注浆、张拉和锁定完成扩大头锚索施工。本发明避免了膨胀土雨水后膨胀、变软引起力学性能下降而导致的锚固力降低的问题。

技术领域

本发明属于锚索技术领域，具体涉及一种用于膨胀土地区的扩大头锚索施工方法。

背景技术

锚索作为基坑支护工程中控制基坑变形的重要手段之一，因其支护方式有利于土方开挖和地下结构施工、大大缩短工期、降低工程造价，故在深基坑支护工程中应用普遍。近年来，该领域新出现的扩大头锚索有着自身独特的优势，引起相关学者的大量研究。从力学机制的角度考虑，传统锚索（如图1所示）的抗拔力主要源于锚固体与土体侧阻力，属于摩擦型锚索，而扩大头锚索（如图2所示）的抗拔力主要包括两部分，普通锚固段锚固体侧壁+扩大头侧壁与土体的侧阻力和土体对扩大头端部的端阻力，其属于摩擦-端承型锚索。有学者为验证同等条件下扩大头锚索的抗拔力优势，开展了大量的现场试验，试验结果证明扩大头锚索的极限抗拔承载力是普通锚索的1-3倍左右，土质条件越好的区域，增大倍数越大，且锚索的位移离散型较小。该工艺已成功应用于多个大型深基坑支护项目，取得了理想的工程价值，相对普通锚索施工工艺，其施工简单、效率高、施工质量好、大大提高了抗拔力、工程造价低，且能够克服复杂土质条件，应用范围广。然而，扩大头锚索在膨胀土地区的应用及研究相对较少，其施工方法、理论计算均存在一定的缺陷，因此深入研究扩孔锚索的工作机理对其在工程上的应用具有较高的应用价值。

常规普通拉力型锚索锚固力主要取决于有效锚固段的长度及锚固体与土层的摩阻力大小，而膨胀土在不吸水的自然状态下的力学指标还比较好，一旦遇水，膨胀土的力学指标急剧下降，原因是蒙脱石和伊利石矿物颗粒吸水性特强，吸水后土体膨胀，逐渐变软，甚至成为流塑状，土体开始坍落，土压力增大，致使锚杆丧失锚固力。鉴于此，研究新型的扩孔锚固技术在膨胀土地层的应用显的尤为紧迫。

发明内容

本发明为了解决膨胀土雨水力学性能下降而导致锚索锚固力降低的问题，而提供一种用于膨胀土地区的扩大头锚索施工方法，避免了膨胀土雨水后膨胀、变软引起力学性能下降而导致的锚固力降低的问题；同时本发明还能够提高单根锚索的抗拔力，从而降低单个锚索的桩径，有效降低施工周期和施工成本。

为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用于膨胀土地区的扩大头锚索施工方法，其特征在于,包括：

（1）确定各个锚索的位置;

（2）钻进成孔至设定标高；

（3）将高压旋喷机的旋喷头放置在扩大头段的上端，高压旋喷头喷出自来水沿着从上至下，再沿着从下至上的顺序对扩大头段的锚孔进行扩孔；高压旋喷头利用自来水反复扩孔2-3次；

（4）将高压旋喷机的旋喷头放置在锚孔的底部，高压旋喷头喷出水泥浆沿着从下至上的方向再次对扩大头段的锚孔进行扩孔，形成扩大头段；

（5）清孔和放入锚索；

（6）注浆、张拉和锁定完成扩大头锚索施工。

在一些实施例中，步骤（6）中的注浆包括第一次注浆和第二次注浆，所述第二次注浆在第一次注浆初凝后进行，所述第二次注浆的压力大于第一次注浆的压力。

在一些实施例中，高压旋喷机的旋喷头在利用水泥浆进行扩孔时，水泥浆的水灰比为1:1。

在一些实施例中，高压旋喷机的旋喷头在利用自来水进行扩孔时，旋喷头上下运行的速度是15-20cm/min，自来水的压力为28-32MPa。