[發明專利]一種自鉆式抗浮錨桿裝置及施工方法

有效

• 申請號: 202110552407.5
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113202091B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 王晨旭;張鑫磊;紀展鵬;高洪梅;王志華;申志福;劉璐;蔡鑫濤;孫晉晶
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京吉歐地下空間科技有限公司;南京福歐地下空間數據科技有限公司
• 主分類號: E02D5/74
• 分類號: E02D5/74;E02D31/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

1.一種自鉆式抗浮錨桿裝置，其特征在于，包括：

錨桿，其具有中空內腔；

心軸，同軸設置在所述錨桿的中空內腔中，心軸內設有第一高壓水通道、第二高壓水通道以及注漿通道；

自鉆高壓水盤，同軸連接在所述心軸的端部，且外伸出所述錨桿，可繞所述錨桿的軸線方向旋轉，自鉆高壓水盤上設有連接所述第一高壓水通道的第一高壓水射流孔、以及連接所述注漿通道的注漿孔；所述第一高壓水射流孔用于對巖土進行切削鉆進；

所述錨桿的桿側壁上、以及所述心軸的軸側壁上設有相互連通的第二高壓水射流孔，所述第二高壓水射流孔與所述第二高壓水通道連接，所述第二高壓水射流孔用于對錨桿兩側的巖土進行切割以在錨桿兩側的巖土中形成承載槽；

自撐式止擋部，設置在所述錨桿的桿外壁上，所述自撐式止擋部設置于鄰近所述第二高壓水射流孔位置，并且所述自撐式止擋部在鉆孔期間不起作用而在所述錨桿裝置的錨定期間能夠部分伸入所述承載槽內，從而提高止擋部本體的抗浮力。

2.根據權利要求1所述的自鉆式抗浮錨桿裝置，其特征在于，所述第二高壓水射流孔包括多個，多個高壓水射流孔切割形成多個承載槽，多個所述承載槽在所述錨桿的周圍呈仿生樹根狀分布；

所述錨桿的桿壁上對應每個所述承載槽設有一個所述自撐式止擋部。

3.根據權利要求1所述的自鉆式抗浮錨桿裝置，其特征在于，所述錨桿的桿壁上設有連接所述自撐式止擋部的凹槽，所述自撐式止擋部包括：

止擋部本體，其一端與所述凹槽的一端轉動連接，止擋部本體的另一端為懸伸端；

彈性預壓單元，設置在所述止擋部本體的懸伸端與凹槽的槽壁之間；

電磁吸塊，固定在所述凹槽的槽內壁上，用于克服所述彈性預壓單元的彈力以將止擋部本體吸附在所述凹槽中。

4.根據權利要求1所述的自鉆式抗浮錨桿裝置，其特征在于，還包括：

壓力傳感器，設置在所述自鉆高壓水盤上，用于檢測自鉆高壓水盤與巖土體之間的接觸應力；

第一管道閥門，設置在所述第一高壓水通道中；

第二管道閥門，設置在所述第二高壓水通道中。

5.根據權利要求4所述的自鉆式抗浮錨桿裝置，其特征在于，所述心軸包括心軸本體和設置在心軸本體外部的殼體，心軸本體的一端連接自鉆高壓水盤，心軸本體的一側且位于殼體的內部設有驅動裝置和齒輪減速制動裝置，驅動裝置通過齒輪減速制動裝置帶動自鉆高壓水盤進行往復旋轉。

6.根據權利要求5所述的自鉆式抗浮錨桿裝置，其特征在于，所述殼體外壁和錨桿內壁的一個設置有限位凸起，而另一個設置有限位凹槽，所述凸起與所述凹槽相配合；

磁力表座，設置在錨桿內腔頂部，用于將所述心軸與錨桿之間相對固定。

7.根據權利要求5所述的自鉆式抗浮錨桿裝置，其特征在于，所述殼體和錨桿之間螺紋連接。

8.根據權利要求4所述的自鉆式抗浮錨桿裝置，其特征在于，注漿設備包括智能注漿泵，智能注漿泵根據壓力傳感器反饋不同信號選擇不同注漿材料，注漿材料為礦用無機加固雙組分速凝材料或超細水泥漿。

9.一種基于權利要求1-8中任意一項所述自鉆式抗浮錨桿裝置的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）錨孔定位，安裝鉆機，根據坡面孔位調整鉆機位置及下傾角度；

2）錨桿鉆進，先開啟第一高壓水通道中的第一管道閥門，自鉆高壓水盤旋轉并通過第一高壓水射流孔的高壓水射流對巖土體進行切削鉆進，根據壓力傳感器反饋信號，蓄水池內水泵對高壓水射流切割孔的水壓進行調節；

3）側向開承載槽，鉆進到設計深度后，關閉第一高壓水通道中的第一管道閥門，開啟第二高壓水通道中的第二管道閥門，第二高壓水射流孔對錨桿兩側的巖土進行切割以在錨桿兩側的巖土中形成承載槽；

4）自撐式止擋部撐開，側向切割完成后，關閉高壓水通道中的第二管道閥門，關閉電磁吸塊，彈性預壓單元將止擋部本體的懸伸端彈出，小幅度向外抽提錨桿，使止擋部本體完全撐開并嵌入步驟3）切割好的承載槽中；

5）注漿，緩慢將心軸從錨桿的中空內腔中向上抽拔，同時開啟注漿設備，注漿材料通過心軸內的注漿通道輸送至錨桿的中空內腔、以及各個承載槽中；

6）安裝傳感器，心軸回收完成的同時，錨桿的注漿也同步完成，安裝止漿塞和碟形直邊托盤，擰緊錨桿緊固螺母，安裝壓磁式錨桿軸力傳感器；所述壓磁式錨桿軸力傳感器通過錨桿緊固螺母表面的應力狀態實現對錨桿軸力大小的實時檢測。