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多盘体锚杆的组织及扩盘道理
公布工夫:2012-11-18 21:04:11

 

[择要] 经由过程对作者1发明专利(专利号 200910019418.6)《一种多盘体锚杆》的组织和扩盘道理的进一步研讨,得出了多盘体锚杆用于土层的承载力盘算体式格局,展现了多盘体锚杆取切削扩盘、爆炸扩盘、高压火(浆液)打击式扩盘的差别受力特性,为多盘体锚杆装配以后的运用供应了实际支持。
[关键词]多盘体锚杆;组织;扩盘;事情道理;承载力(抗拔力)。
[中图分类号]TU                 [文献标识码]        [文章编号]
 
Ouyangganlin1, Qu lixiang2,Yin zuopeng3
(1,2 Qingdaojingli Engineering Co.Lit,Qingdao 266071,3Qingdao Technological University,Qingdao 266033)
Abstract:澳门永利国际娱乐总站Through the further research of the structure and the expanded dish principle of the invent patent (Patent number 200910019418.6)<One kind of multi-dish anchor pole>,we gain the bearing capacity calculated formula which it is used in soil layer and reveal the different bearing characteristic of multi-dish anchor pole with Cutting expand plate, Blast expand plate, High pressure water ( Serosity) impacted expand plate.It supplies the theory sustain to the practise applition of the multi-dish anchor pole device.76944.com
Keywords: multi-dish anchor pole;structure;expanded dish;operation principle;bearing capacity(anti-pull capacity)


 

 
0.概述[1]
土层锚固是把受拉杆件埋入地层使其稳固的手艺。详细是将锚杆的一端取工程构造物或挡土构造联络,另外一端锚固于响应土层中以蒙受构造物的上托力、拉拨力、倾斜力或挡土构造的土压力(统称承载力)。上述蒙受种种承载力的杆件称为锚杆。锚杆应用范畴普遍,使用价值伟大,因而研讨怎样有用进步锚杆承载力,以到达低落资本斲丧,节能加排,正在运用中越发平安稳固和便利实用,是多年来建筑工程范畴的人们正在络续讨论和理论课题。现在,修建发域中进步土层锚杆承载力主要有以下几种体式格局:
0.1、机器切削式扩大头锚杆.详细的说是正在钻进机构上安装一组刀具,当钻到需求扩大头土层时,支配刀具逐渐扩大开,正在壮大扭转力作用下,刀具对土体切削成取刀具直径巨细雷同的空腔,并跟着钻杆的继承推动,便构成肯定长度的圆柱体,然后用水将切削下来的实土洗濯去,植入锚杆(索),注浆而成扩大头锚杆。
0.2、高压火或高压水泥浆切削构成扩大头,重要施工要领是正在钻好的孔洞合适扩孔的土层插入一个高压火(浆)放射装配,视状况分一条理或多层次高压
(浆)打击切削土体,跟着放射装配的逐步深切,同
 
样构成有肯定长度的圆柱体,然后用火(浆)轮回将高压火(浆)打击剥离下来的渣土冲出,植入锚杆(索),注入水泥浆而构成锚杆扩大头。
0.3、爆破扩大头。详细施工工艺是正在已钻成的锚孔恰当部位,装填适当火药,然后把锚孔入口处关闭后引爆,应用爆破发生的打击气体挤压四周土体形成一个扩大头。
上述三种扩大头体式格局在一定程度上进步了锚杆承载力。但也存在以下一些缺乏[1]
0.0.1 先期位移较大。接纳高压火或高压水泥浆切削土层,或用机械式切削土层构成扩大头,对土体扰动大,扩盘后,不只没有进步扩大头承力面土体强度及密实度,反而使扩大头周边土层强度低落,致使锚杆注浆后必需接纳预应力张推屡次才气规复和进步承力面土体强度,承载力有用施展时锚杆先期位移量比较大,对全部土层的稳固是晦气的。凭据桩基工程中桩身局部接纳野生挖孔、刀具切削或高压火打击切削构成扩大盘的大量实验果得知,承
 

[收稿日期] 2012-3-23
 [作者简介] 欧阳甘雨,青岛静力工程有限公司董事长,
青岛理工大学兼职传授,硕导,青岛东海西路51号4栋3单位501
 266071, 电话:0532-85832121,
E-mail:ouyangganlin @163.com


 

  


 

载力仅进步7%阁下,并且变形大,现实使用价值不大。值得一提的是,桩基竖向荷载大,变形要求甚宽,而土层锚杆特别是暂时锚杆变形则以土层不发生滑裂面星散为极限,它的许可变形量较大,因而,火冲扩孔、机器切削扩大头正在桩基施工中已被镌汰,但国内外锚杆中至今借正在运用,就是这个原理。但是,四周地上建构筑物及主要地下管网、地铁等对变形要求很宽而又对照硬的土层,上述一般扩大头锚杆就难以胜任了。402.com永利
0.0.2  适用范围有较大范围。爆破扩大盘,对土体扩大头有挤压感化,但正在郊区、职员密集区或敏感性建筑物旁运用受控,火对照雄厚地层防潮难题,并且爆破成型掌握易尽人意。
0.0.3  经济和环保效应不幻想。切削、冲扩两种扩大头成型后仍须用大量水循环消灭切削下来的土壤。特别是冲扩成盘工艺正在扩盘施工历程中运用液体量便很大,注浆前还需求用火(浆)轮回消灭浮土,如许必将形成用火(浆)量增加,泥浆排挤增添,经济性下落,且不利于施工现场的文化卫生。
0.0.4  成盘质量离散性大。正在饱和粘土、干砂土层中,因为切削(包孕刀切及火、浆切)对土体扰动过大,成盘率低落,盘体圆面积不规则征象较多。
1.多盘体锚杆事情道理
多盘体锚杆组织睹图1,其事情道理简述以下。
1.1钻进局部:钻头取活塞杆前端衔接成一体,钻机驱动钻杆扭转,钻杆经由过程法兰动员活塞杆扭转,活塞杆扭转进而驱动焊接一体的钻头实行钻进功用;活塞外面的罗纹取钻杆螺旋叶片外形尺寸及功用同等,除钻进功用中,借具有将切削下来的土碎块以斜面运送体式格局导出,以避免粘裹螺杆,影响钻进功用施展。
1.2 扩盘机构:活塞杆后端经由过程法兰(又兼被动挤扩臂座功用)取钻杆前端法兰衔接,活塞被卡环流动正在活塞杆上,其位置弗成挪动。液压油进入油缸空腔作功时,活塞不动,油缸沿活塞杆做前后往复活动。油缸的往复直线运动动员自动挤扩臂,并经由过程中央挤扩臂搭钮轴销又动员被动挤扩臂作扩大或膨胀的径向活动;活塞杆及钻杆中央为圆形管道状的通道 ,供液     1 Fig.1
压油、高压火或水泥浆液疏通,油管及水浆管后端取钻机油泵及注浆机对应相连,油管供应和回流油缸液压油,水泥浆管供应挤扩臂背部造有的喷嘴,使扩大挤压的同时对盘体内空腔表层喷浆挂面,防备成型后的盘体表里土层塌落而影响成盘质量。高压水管经由过程中央通道正在钻头前端喷出压力火,起到钻进时自行护壁的功用。                                     
自动挤扩臂取被动挤扩臂均用轴销铰接,挤扩臂可沿轴销正在相对应的挤扩臂座内仅能作径向扭转活动;挤扩臂中央搭钮轴销将自动挤扩臂、被动挤扩臂铰接,两挤扩臂正在外力作用下沿中央搭钮轴销仅作径向扭转活动,不克不及做其他偏向的活动;为了防备主、被动挤扩臂中央搭钮局部成死角影响张扩,中央搭钮轴销轴线取挤扩臂轴销轴线不在统一平面;当油缸今后挪动时,油缸后端盖上的自动挤扩臂同步后移,应力经由过程自动挤扩臂、中央搭钮轴销和被动挤扩臂间接传至钻杆,果钻杆取内部钻机相连,故发生的反力大于油缸后移的推力,自动挤扩臂、被动挤扩臂将蒙受的压力以挤扩臂中央搭钮轴销作为受力集中点,为均衡钻杆的反力和油缸的压力,两臂果挤扩臂中央搭钮轴销的设想角度而天然构成径向变形,使挤扩臂蒙受的程度应力酿成径向扩大应力;跟着油缸的继续后移,主、被动挤扩臂扩大至径向行点,油缸后移至行点,扩大活动住手,扩大应力随之消逝;经由过程液压油管路改动油缸运转偏向从后往前挪动,取油缸后端盖衔接一体的自动挤扩臂并经由过程挤扩臂中央搭钮轴销又动员被动挤扩臂响应往前挪动;果钻杆取钻杆衔接的钻机的阻力大于油缸位移应力;主、被动挤扩臂正在油缸前移拉应力感化下,从径向最大行点位置被响应逐渐拉伸做径向膨胀,油缸行至前端止点时,自动挤扩臂、被动挤扩臂被拉直而规复圆柱外形,因而,一个“米”字型肢体被扩大榨取成形;为防备土壤正在挤扩机构内空腔存积而防碍张扩膨胀,挤扩机构内圆空腔局部,设置了防护套,防护套随油缸沿活塞杆活动;防护套中设置的防尘圈重要防备微尘侵入,而密封圈则防备压力性泥浆渗透活塞杆外面凝固后影响装配一般事情;因而,只管装配是正在前提极为卑劣庞大的地层深处事情,但经由过程多方面的预防措施,其事情牢靠度耐久性皆得到了保障;原位迁移转变30°二次,重复上述扩大及拉伸历程,一个圆形的扩大盘体就顺遂构成,而且扩大盘体的承力面土体预先获得紧缩路程大于150mm的很大挤压力,使承力面土体密实度和强度皆有明显提高,承力面圆面积即锚杆端承面积比原直形锚杆圆面积增添了最少4倍以上,按以上要领正在恰当土层挤扩成多个扩大盘(一样平常不超过三个为好)体后,按一般体式格局植入充足抗拉强度的锚杆,压力注浆成为以盘体承力为主的端承式锚杆,其承载力比一般摩擦型直形锚杆进步承载力3~4倍。
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地质
前提
粘性
粉土
粉砂、
砂性
中稀、密实、细、中粗砂
砂砾
卵石
qpk/qsk
25~60
40~60
40~56
60~80
65~90

尽人皆知,统一层土的单元面积端阻尺度值qpk比单元面积侧阻尺度值qsk要大很多(见表1),利用同层土其端承力和侧摩阻力的差别特性,正在相宜土层设置扩大盘体增添端承面积对进步锚杆承载力感化是非常显着的。如图1可扩大为¢400的盘体,其盘体圆面积比本¢180mm曲杆锚杆增添了4.9倍!承载力进步虽不成绝对反比,但端部受力面积响应增大4.9以上是弗成争议的究竟。若是思索土层差别特性,扩大盘体端承力理论上应该是倍数干系,那澳门永利国际娱乐总站
是多盘体锚杆进步承载力的重要机理。
1 侧摩阻取端承力尺度值对比                   
3.多盘体锚杆的长处:
3.1承载力进步明显。挤扩臂扩大直径至最大时,对锚杆扩盘承力面土体实行挤压路程达150mm以上,承力面土体密度显着增大,抗剪强度也明显进步了。只要进入充足锚固土层深度,可正在恰当位置做两个以上扩大盘,那对进步锚杆承载力是非常有益的。
3.2 经济勤俭因为承载力下,可削减锚杆设置数目,正在进入抗滑面后有充足的深度时,可做成多个扩大盘,以削减锚杆总长度,从两个方面皆到达省料、节能的显着效应。
3.3 环保效应显着。扩盘及预压时没有大量土颗粒离开,故所不需要大量火或浆去消灭浮土,降少泥浆扫除,有益文化施工。
3.4 操纵简便,便于掌握。钻孔、扩盘、土体挤压、盘体喷浆护里四大要害工序一个装配联贯完成。原位扭转两次,便可挤扩出一个完好的盘体空腔。比其他扩盘装配需两套装备交织运用要轻便和成熟很多。
3.5 有利于抗震。成盘后可免去锚杆施加预应力工序,锚杆位移小,承载力下,故比一样平常扩大头锚杆越发稳固牢靠。果增添多个盘体支点,对抗震非常有益。
3.6 有利于市场转化,应用市场正在用行动式液压悬臂式钻机做主机,主机没必要做构造更改便可配套投入使用,使新技术转化为生产力时更加节约和快速。
凭据实行得知并联合受力剖析,单个多盘体锚杆承载力能够根据下式盘算[1]
式中 为单根多盘体锚杆的承载力(KN); 为锚杆直杆段锚锢承载力(KN); 为锚杆扩大盘端承载力(KN);个中:
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式中 为单根锚杆承载力的尺度值(KN); 为荷载分项系数,可按修建范例与值;个中:
Uk∑λ(τf+c)uili
式中 为锚杆抗拔系数,可按修建范例与值; 为锚杆圆柱形曲杆锚固段周长(m); 为圆柱形直杆锚锢段的有用长度包罗穿过盘体的长度在内(m) , 为土的不排水抗剪强度(kPa); 为土体的粘聚力(kPa);
式中 为锚杆圆柱形直杆段的直径(m); 为锚杆扩大盘体的直径(m); 为承载力系数; 为扩大盘体的个数。
经盘算和现场实验效果注解,多盘体锚杆扩大盘体后,其四周约0.3m范围内土的抗剪强度进步1.5倍以上,锚杆扩大盘体承力面土体抗剪强度进步4倍以上,关于单个盘体单根锚杆的承载力进步3~4倍,扩大盘体的位置和数量能够经由过程承载力盘算肯定,锚杆的变形能够经由过程调解承载力去掌握。澳门永利注册收38
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