[发明专利]一种扩大头锚索施工装置的施工方法

说明书

本发明属于深基坑支护技术领域，涉及一种扩大头锚索施工装置的施工方法，两侧空心垫片通过连接条与齿轮螺纹连接，两侧空心垫片的中间设有圆孔，控制线缠绕在钻杆上并随钻杆转动，控制器与电动装置之间通过控制线连接，切割刀均匀布设在两侧空心垫片上，在钻孔突进过程中用于切割土体，圆孔的内壁和钻杆的外侧均设有卡扣，圆孔内壁的卡扣与钻杆外侧的卡扣之间固定连接，钻头设置在钻杆的端部；其工艺简单，操作方便，提高了施工效率，缩短了工期，改善了施工工艺，减少了水泥浆的浪费，节约灌浆材料，减少成本，经济收益高，而且在施工结束后，通过钻杆可将整个装置携带出来，实现循环利用。

技术领域

本发明属于深基坑支护技术领域，涉及一种扩大头锚索在扩孔和锚索安放过程中的施工装置的施工方法。

背景技术

随着经济的高速发展，城市规模也越来越大，使得建筑物向地下延伸的越来越深，城市地下空间的利用率逐步提高，在城市建设中深基坑工程越来越多。由于锚索支护体系具有施工速度快、造价低、适用于各种复杂地质条件等优点，在城市地下工程建设中被广泛推广应用。

扩大头锚索相比普通锚索，解决了普通锚索单根抗拔承载力较小的问题，同时也优化了锚索长度和变形的问题，增加了摩阻面积，对其抗拔承载力的提高有显著效果，扩大头前端部分土体对锚固体的约束作用是提高锚索承载力的主要因素。在普通锚索施工过程中，为了满足抗拔承载力要求，往往需要采取增加锚索长度或者是减小锚索间距的措施，但是锚索间距设计较小，容易引起“群锚效应”。同时，通过增加锚索长度来提高抗拔承载力也存在一定限制。相关研究表明（曾宪明，2009年，岩石力学与工程学报；黄明华等，2018年，岩土力学），当锚索锚固段达到一定长度时，再增加锚固段长度对其抗拔承载力的提高不明显，存在临界锚固长度。而单根扩大头锚索抗拔承载力较高，位移小，经济性好，可靠性强，是值得推广和技术创新发展的一个方向。

目前，扩大头锚索施工方法采用最多的是高压旋喷，该方法成本比较高，不能精确控制扩孔的孔径，并且锚索在安放过程中极难居中，形成偏心受拉构件，影响锚索的抗拔承载力。近年来，公开的关于扩大头锚索施工的技术较少，专利（CN 106592588 A）公开了一种机械扩孔扩大头锚索施工方法，该方法通过锚杆钻机成孔，形成非扩孔锚索孔，钻孔至设计深度后，将钻杆退出，卸下原钻头，换成机械扩孔钻头向前扩孔，但是在钻孔和扩孔过程中均未进行护壁，孔壁易坍塌；锚索安放是在锚索端部安装一个扩大头锚索对中支架，或在锚索中间加导向钢管。针对以上扩大头锚索施工过程中存在的诸多问题，亟需设计一种新型的扩大头锚索施工装置的施工方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种扩大头锚索施工装置的施工方法，提高施工速度和锚索的抗拔承载力，而且节能环保。

为实现上述目的，本发明所述扩大头锚索施工装置的主体结构包括：两侧空心垫片、齿轮、控制线、圆孔、连接条、切割刀、钻杆、钻头、卡扣、控制器、电动装置和钢绞线；两侧空心垫片通过连接条与齿轮螺纹连接，两侧空心垫片的中间设有圆孔，控制线缠绕在钻杆上并随钻杆转动，控制器与电动装置之间通过控制线连接，控制器通过控制线将电信号传递给电动装置，电动装置接收到电信号并通过控制机构转化为动力控制齿轮开始伸展，当齿轮达到设定尺寸时电动装置停止运作；切割刀均匀布设在两侧空心垫片上，在钻孔突进过程中用于切割土体，圆孔的内壁和钻杆的外侧均设有卡扣，圆孔内壁的卡扣与钻杆外侧的卡扣之间固定连接，钻头设置在钻杆的端部。

进一步的，所述控制线的外侧套有“凯夫拉”材料并用扎带固定在钻杆上。

进一步的，两侧空心垫片的直径为150mm，材质为硬质合金。

进一步的，所述齿轮为伸缩齿轮，完全伸展开后整个构件尺寸直径为450mm，材质为硬质合金，未伸展开时收缩在两侧空心垫片内，起钻孔和扩孔的作用。

进一步的，所述圆孔的尺寸根据待施工的锚索直径和钻杆的尺寸确定，用于控制锚索居中。