一种锚固装置及锚固方法
技术领域
本发明涉及地下工程施工领域，尤其涉及一种锚固装置及锚固方法。
背景技术
地下工程施工时，采用锚管来控制土体或围岩的沉降和大变形，以保证施工安全。针对高水位地下室或埋深较大的地下室的施工，存在锚管的锚固力有限以及所需锚管数量较多的问题，影响施工质量及施工进度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锚固装置及锚固方法，锚管的锚固力大，施工质量高，施工速度快。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
第一方面，提供一种锚固装置，包括：
锚管，其上设置有贯穿壁厚方向的注浆孔;
膨胀管，套设于所述锚管的外侧;
下压件，用于下压所述膨胀管膨胀变形;
限位件，设置于所述下压件上，所述限位件与所述锚管的顶端抵接时，所述下压件下压到位。
作为锚固装置的一种优选方案，所述下压件上设置有多个连接孔，多个所述连接孔沿所述下压件的下压方向间隔设置，所述限位件可选择性地与任一所述连接孔连接。
作为锚固装置的一种优选方案，还包括锁止件，所述下压件下压到位后，所述下压件所述锁止件锁定于所述锚管上，所述锁止件与所述下压件和所述锚管可拆卸连接。
作为锚固装置的一种优选方案，所述下压件的上部设置有起吊孔，所述起吊孔用于卡入起吊装置的吊勾，以起吊所述下压件。
作为锚固装置的一种优选方案，所述下压件为管状，管状的所述下压件能轴向可移动地套设于所述锚管上。
作为锚固装置的一种优选方案，所述下压件的底端设置有凸缘，所述凸缘能够抵压所述膨胀管的顶端。
作为锚固装置的一种优选方案，所述锚管的底端设置有锚固结构，所述膨胀管的底端抵靠于所述锚固结构上，所述锚固结构能够插入基坑的底部的土层中。
作为锚固装置的一种优选方案，所述锚固结构为倒锥形。
第二方面，提供一种锚固方法，采用上述的锚固装置，所述锚固方法包括：
S1、将膨胀管和锚管下放至基坑中，膨胀管套设于锚管上;
S2、驱动下压件下压膨胀管，直至下压件上的限位件与锚管的顶端抵接，膨胀管膨胀变形至抵靠基坑的内壁;
S3、取出下压件，向锚管内注入水泥浆，直至水泥浆填充满锚管及基坑。
作为锚固方法的一种优选方案，在步骤S2之后，且在步骤S3之前，还包括：
采用锁止件将下压件锁定于锚管上，保压预设时间后，拆除锁止件，以减小膨胀管的回弹。
本发明的有益效果为：
本发明提供的锚固装置中，套设有膨胀管的锚管下放至预先挖好的基坑中，下压件用于下压膨胀管膨胀变形，限位件设置于下压件上，当限位件与锚管的顶端抵接时，表明下压件下压到位，保证膨胀管发生充分的膨胀变形。膨胀管变形完成后，撤除下压件，将水泥浆罐入锚管，部分水泥浆由注浆孔流入锚管与基坑的孔壁之间的空间。当水泥浆填充满锚管及锚管与基坑的孔壁之间的空间时，完成锚管的锚固。通过设置膨胀管，提高锚管的锚固力，尤其针对高水位地下室或埋深较大的地下室的施工，锚管的抗浮及抗拔能力强，施工质量高，同时，可减少锚管的设置数量，节省施工成本。通过设置限位件，保证下压件下压到位，从而保证膨胀管发生充分的膨胀变形。下压件下压不到位，会导致膨胀管变形不充分，锚管的锚固力不足。下压件下压量过大，会导致膨胀管变形过大而失效。
本发明提供的锚固方法中，在锚管上套设膨胀管，提高锚管的锚固力，通过在下压件上设置限位件，保证下压件下压到位，从而保证膨胀管完全膨胀变形，进一步提高锚管的锚固力。整个锚固操作简单，施工效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的锚管的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的膨胀管(未变形)的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的下压件的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的锚固过程的示意图。
附图标记：
10-基坑;20-水泥浆;
1-锚管;2-膨胀管;3-下压件;4-限位件;
11-注浆孔;12-锚固结构;
31-连接孔;32-起吊孔;33-凸缘。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图4所示，本实施例提供一种锚固装置，包括锚管1、膨胀管2、下压件3和限位件4。锚管1上设置有贯穿其壁厚方向的注浆孔11。膨胀管2套设于锚管1的底部。套设有膨胀管2的锚管1放置于预先挖好的基坑10中。下压件3用于下压膨胀管2膨胀变形。限位件4设置于下压件3上，当限位件4与锚管1的顶端抵接时，表明下压件3下压到位，保证膨胀管2发生充分的膨胀变形。膨胀管2变形完成后，撤除下压件3，将水泥浆20罐入锚管1，部分水泥浆20由注浆孔11流入锚管1与基坑10的孔壁之间的空间、膨胀管2的内部以及膨胀管2与基坑10的内壁之间。当水泥浆20填充满锚管1及锚管1与基坑10的孔壁之间的空间、膨胀管2的内部以及膨胀管2与基坑10的内壁之间的空间时，完成锚管1的锚固。
通过设置膨胀管2，提高锚管1的锚固力，尤其针对高水位地下室或埋深较大的地下室的施工，锚管1的抗浮及抗拔能力强，施工质量高，同时，可减少锚管1的设置数量，节省施工成本。通过设置限位件4，保证下压件3下压到位，从而保证膨胀管2发生充分的膨胀变形。下压件3下压不到位，会导致膨胀管2变形不充分，锚管1的锚固力不足。下压件3下压量过大，会导致膨胀管2变形过大而失效。
示例性地，注浆孔11设置有多个。多个注浆孔11呈多列设置，多列注浆孔11沿锚管1的周向间隔设置，每列中的多个注浆孔11沿锚管1的轴向间隔设置，相邻列的注浆孔11错位设置。注入锚管1内的水泥浆20在锚管1内不断向下流动，同时部分水泥浆20经注浆孔11流动至锚管1与基坑10的内壁之间的空间。通过设置多列沿锚管1的周向间隔设置的注浆孔11，将水泥浆20均匀导引至锚管1与基坑10的内壁之间的空间。每列中的多个注浆孔11沿锚管1的轴向间隔设置，使水泥浆20能够沿轴向填充满锚管1与基坑10的内壁之间的空间、膨胀管2的内部以及膨胀管2与基坑10的内壁之间的空间。
可选地，注浆孔11的孔径为5mm-10mm，每列中的相邻注浆孔11的间距为250mm-500mm，最底部的注浆孔11距锚管1的底端的距离为250mm-500mm。
示例性地，注浆孔11可为圆柱孔。或者，沿锚管1的壁厚方向由内向外，注浆孔11的截面尺寸逐渐减小，减小水泥浆20穿过注浆孔11的阻力，提高水泥浆20对锚管1与基坑10的内壁的空间的填充能力。注浆孔11可为锥形。
优选地，锚管1的底端设置有锚固结构12，膨胀管2的底端抵靠于锚固结构12上，锚固结构12插入基坑10的底部的土层中，防止下压件3在下压膨胀管2以及后续浇筑的过程中，锚管1在基坑10中发生晃动，保证锚管1的竖直度。示例性地，锚固结构12为倒锥形，方便锚固结构12插入到基坑10的底部的土层中。锚固结构12上也设置有贯穿的注浆孔11，提高锚管1与基坑10的连接强度。
示例性地，下压件3上设置有连接孔31。限位件4可为光杆，限位件4穿设连接孔31。或者，限位件4为螺钉或螺栓，限位件4与连接孔31螺纹连接。
可选地，连接孔31设置有多个，多个连接孔31沿下压件3的下压方向间隔设置，限位件4可选择性地与任一连接孔31配合，实现下压件3的下压深度的调节，以适应不同高度的锚管1或不同变形量的膨胀管2，下压件3的适应性强。
可选地，下压件3的上部设置有起吊孔32。起吊孔32用于卡入起吊装置的吊勾，以起吊下压件3。当对膨胀管2的保压完成后，可通过起吊装置将下压件3吊出基坑10。
本实施例中，下压件3为管状。管状的下压件3能轴向可移动地套设于锚管1上。通过将下压件3设置成管状，管状的下压件3同轴套设于锚管1上，保证下压件3对膨胀管2施加周向均匀的下压力，保证膨胀管2变形均匀。当然，在其他实施例中，下压件3也可为杆状等其他形状，只要其能伸入锚管1与基坑10的空间以下压膨胀管2即可。
优选地，下压件3的底端设置有凸缘33，凸缘33抵压膨胀管2的顶端，增加下压件3与膨胀管2的接触面积，促进膨胀管2变形，使下压件3的下压操作更省力。
可选地，该锚固装置还包括锁止件。下压件3下压到位后，锁止件将下压件3与锚管1锁定，以对膨胀管2保压。锁止件与下压件3和锚管1可拆卸连接，保压预设时间后，将锁止件拆除，取出下压件3。通过对膨胀管2保压预设时间，减小膨胀管2的回弹，保证锚管1的锚固力。可带动下压件3反复上下运动多次，使膨胀管2完全变形后，再用锁止件将下压件3与锚管1锁定。
示例性地，锁止件为螺钉或螺栓。下压件3上设置有过孔，锚管1上设置有螺纹孔，锁止件穿过过孔后与锚管1上的螺纹孔螺纹配合，以将下压件3与锚管1锁定。或者，只在下压件3上设置螺纹孔，锁止件与螺纹孔螺纹配合，同时锁止件穿过螺纹孔并顶抵于锚管1的侧壁，以将下压件3与锚管1锁定。
本实施例提供的锚固装置中，通过设置膨胀管2，提高锚管1的锚固力，尤其针对高水位地下室或埋深较大的地下室的施工，锚管1的抗浮及抗拔能力强，施工质量高，同时，可减少锚管1的设置数量，节省施工成本。通过设置限位件4，保证下压件3下压到位，从而保证膨胀管2发生充分的膨胀变形。下压件3下压不到位，会导致膨胀管2变形不充分，锚管1的锚固力不足。下压件3下压量过大，会导致膨胀管2变形过大而失效。
参见图4，本实施例还提供一种锚固方法，采用上述的锚固装置，该锚固方法包括：
S1、将膨胀管2和锚管1下放至预先挖好的基坑10中，膨胀管2套设于锚管1上。
开挖基坑10时，首先平整施工场地，在基坑10需要打设锚管1的地方进行测量定位，标记出钻孔位。钻孔作业前，调整好钻孔机的角度，用锚杆机标记的地方进行钻孔，启动钻机，直至钻进到预定深度。钻孔结束后进行清孔。之后，将锚管1下放到基坑10中。锚管1的底部的锚固结构12插入基坑10的底部的土层中。
S2、驱动下压件3下压膨胀管2，直至下压件3上的限位件4与锚管1的顶端抵接，膨胀管2膨胀变形至抵靠基坑10的内壁。
采用锁止件将下压件3锁定于锚管1上，对膨胀管2保压预设时间后，拆除锁止件，以减小膨胀管2的回弹。
S3、取出下压件3，向锚管1内注入水泥浆20，直至水泥浆20填充满锚管1及锚管1与基坑10的孔壁之间的空间。完成一根锚管1的锚固施工。
本实施例提供的锚固方法中，在锚管1上套设膨胀管2，提高锚管1的锚固力，通过在下压件3上设置限位件4，保证下压件3下压到位，从而保证膨胀管2完全膨胀变形，进一步提高锚管1的锚固力。整个锚固操作简单，施工效率高。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
