快速拼装可回收框架锚杆结构及施工方法技术

快速拼装可回收框架锚杆支护结构及施工方法，属岩土锚固技术领域，结构包括框架、锚杆和锚具，框架由胶布囊、玻璃钢筒和十字连接架组成，玻璃钢筒内嵌入胶布囊，胶布囊内充满气体，十字连接架的四个卡槽内均插入玻璃钢筒并用螺栓连接组成框架；锚杆由自由段和锚固段构成，自由段为两端带有外螺纹的玻璃钢管，锚固段为套筒连接的玻璃钢管组成，套筒带有形状记忆合金片和导线，导线将形状记忆合金片与控制开关和电源连接，控制开关和电源置于坡体外；锚杆穿过十字连接架的中心孔，锚具和垫板将锚杆锚固于框架上，形状记忆合金片锚固于稳定土体内。

【技术实现步骤摘要】
快速拼装可回收框架锚杆结构及施工方法
本专利技术涉及岩土锚固
，适用于土质边坡、基坑工程。
技术介绍
随着经济建设的快速发展和各类基础设施建设力度不断加大，在交通道路沿线涌现出大量的边坡，在城市房屋建筑中存在诸多基坑。近年来暴雨、洪水、地震等自然灾害频繁发生，诱发的边坡失稳随处可见，往往造成交通阻断，江河堵塞，给抢险救灾带来极大的困难，诸如人员、机械被堵而不能迅速赶到灾害现场，影响救灾进度，造成大量的生命威胁和财产损失。因此，抢险救灾需要首先治理沿线的失稳边坡，属于快速治理工程。基坑属于临时性支护工程，支护功能完成后。为了节约资源，临时性工程应考虑回收再利用。框架锚杆是一种应用非常广泛的加固支护坡体方法，其施工工艺是：在坡体上钻孔、插入锚杆、注水泥浆，坡面施做混凝土或钢框架，养护硬化后起到支护作用。但普通锚杆在施工中耗费时间长、工序复杂，浆体凝固速度慢，不能快速形成锚固力，在临时性工程中，支护功能完成后，锚杆无法回收与所建筑的构筑物一起埋藏于地下，占用了大量的地下空间，形成地下垃圾，造成地下环境污染，浪费土地资源，给临近地块的开发利用造成很大的影响。现浇混凝土框架在坡面支模困难，混凝土运送不方便，浇筑完成后混凝土凝固、需时间长养护导致工期较长，劳动量大；钢框架易腐蚀而失去承载力，自重大，造价高昂。综上所述，现有的框架锚杆还不能胜任抢险救灾治理边坡和基坑的要求，且存在框架和锚杆无法回收重复利用造成资源严重浪费和工程造价高昂等问题。因此，迫切需要一种能够快速施工并形成锚固力，框架和锚杆可回收的支护结构来解决这种问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有支护结构无法胜任快速支护和节约资源的任务，提供一种能够快速施工并形成锚固力、可回收的框架锚杆坡体支护结构，解决目前支护结构施工速度慢，造价高昂的问题。本专利技术是一种快速拼装可回收框架锚杆支护结构及施工方法，结构包括框架1、锚杆6和锚具18，框架1由胶布囊3、玻璃钢筒2和十字连接架13组成，玻璃钢筒2内嵌入胶布囊3，胶布囊3内充满气体，十字连接架13的四个卡槽14内均插入玻璃钢筒2并用螺栓16连接组成框架1；锚杆6由自由段A和锚固段B构成，自由段A为两端带有外螺纹的玻璃钢管7，锚固段B为套筒8连接的玻璃钢管7组成，套筒8带有形状记忆合金片9和导线10，导线10穿过玻璃钢管7内将形状记忆合金片9与控制开关11和电源12连接，控制开关11和电源12置于坡体外；锚杆6穿过十字连接架13的中心孔15，前端由锚具18和垫板19将锚杆6锚固于框架1上，后端通过形状记忆合金片9锚固于稳定土体内。快速拼装可回收框架锚杆结构的施工方法，其步骤为：（1）预制框架1和锚杆6：根据工程设计要求，确定框架1的玻璃钢筒2的几何尺寸，胶布囊3的厚度和气压值；锚杆6的自由段A、锚固段B的玻璃钢管7的长度，套筒8和形状记忆合金片9的数量；（2）放线及定位：根据设计要求用测量仪器在坡体上进行放线，定位锚杆6的位置并钻孔；（3）施工锚杆6：将步骤（1）中预制好的玻璃钢管7通过套筒8连接，形状记忆合金片9与导线10连接，将导线10穿过玻璃钢管7内并从另一端伸出与控制开关11和电源12连接，闭合控制开关11接通电源12对形状记忆合金片9加热，待形状记忆合金片9紧贴玻璃钢管7外壁后将其放入坡体的孔内，断开控制开关11停止加热，形状记忆合金片9冷却恢复原刺状，并挤入周围土体内；（4）施工框架1：在施工完的锚杆6上套十字连接架13，将胶布囊3放入玻璃钢筒2内并用合页5连接，将其插入十字连接架13的卡槽14内，用螺栓16将玻璃钢筒2与十字连接架13固定连接，充气机与胶布囊3的充气嘴4连接，向胶布囊3内充气直至设计气压值；（5）张拉锚固：在锚杆6上套垫板19和锚具18，施加预应力张拉锚杆6，用锚具18将锚杆6锚固于框架1上；（6）按照第（2）、（3）、（4）、（5）步的步骤施工下一个工作面的锚杆6、框架1直至完成所有的支护施工；（7）回收方法：（a）卸除锚具18，通过气针将胶布囊3内的气体放出，拆除框架1；（b）将导线10与控制开关11和电源12连接，闭合控制开关11通电，加热形状记忆合金片9，待形状记忆合金片9恢复记忆性同时变形贴紧玻璃钢管7，锚固力消失，将锚杆6从土体中拔出。本专利技术的有益效果是：本专利技术充分利用玻璃钢、胶布囊和形状记忆合金的特性，提出一种快速拼装可回收框架锚杆支护结构；其主要的优点为：（1）玻璃钢为轻质、高强、耐腐蚀材料属于刚性体，嵌入玻璃钢筒内的胶布囊中充满气体，两者协同工作、形成整体结构，具有良好的承载力特性和耐久性，并且放气后又可回收再利用；（2）形状记忆合金具有记忆性，不同温度具有不同的形状特性，并随温度变化形状不同，形状记忆合金电阻较大，通电后能自行加热，而且强度很高，能够形成可靠的锚固力；（3）本专利技术结构简单、实用性强、轻质高强，能快速形成锚固力；组装化程度高，施工方法简单快捷，安装无需大型机械配合，节约大量的劳动力；另外锚杆、框架可回收利用，大量节约资源、且不会产生环境污染，经济效益显著。附图说明图1是本专利技术结构的立面图；图2是图1的剖面图；图3是玻璃钢筒展开连接的示意图；图4是玻璃钢筒内嵌入胶布囊充气后的示意图；图5是十字连接架的示意图；图6是套筒的示意图；图7是锚杆的形状记忆合金片未加热时的示意图；图8是锚杆的形状记忆合金片加热时的示意图；附图标记说明：框架1、玻璃钢筒2、胶布囊3、充气嘴4、合页5、锚杆6、玻璃钢管7、套筒8、形状记忆合金片9、导线10、控制开关11、电源12、十字连接架13、卡槽14、中心孔15、螺栓16、螺栓孔17、锚具18、垫板19、自由段A、锚固段B。具体实施方式下面结合附图及具体实施实例对本专利技术进一步说明，所举实例只用于解释本专利技术并非仅限于本实例。在阅读本专利技术后，凡在本专利技术原理内所做的等同替换、修改都属于本专利技术的保护范围。如图1、2、4、5、6、7、8所示，本专利技术是一种快速拼装可回收框架锚杆支护结构及施工方法，结构包括框架1、锚杆6和锚具18，框架1由胶布囊3、玻璃钢筒2和十字连接架13组成，玻璃钢筒2内嵌入胶布囊3，胶布囊3内充满气体，十字连接架13的四个卡槽14内均插入玻璃钢筒2并用螺栓16连接组成框架1；锚杆6由自由段A和锚固段B构成，自由段A为两端带有外螺纹的玻璃钢管7，锚固段B为套筒8连接的玻璃钢管7组成，套筒8带有形状记忆合金片9和导线10，导线10穿过玻璃钢管7内将形状记忆合金片9与控制开关11和电源12连接，控制开关11和电源12置于坡体外；锚杆6穿过十字连接架13的中心孔15，前端由锚具18和垫板19将锚杆6锚固于框架1上，后端通过形状记忆合金片9锚固于稳定土体内。如图3、4所示，玻璃钢筒2是通过合页5将玻璃钢片连接而成，玻璃钢筒2两端分别带有四个螺栓孔17，玻璃钢片的厚度为2mm~6mm。如图4所示，胶布囊3的厚度为3~6mm，充气的气压值为0.1~0.3Mpa。如图1、5所示，十字连接架13带有中心孔15和四个卡槽14，卡槽14上对称布置螺栓孔17。如图6、7、8所示，套筒8为金属材料制成，套筒8内部两端带有与玻璃钢管7相配套的内螺纹，外部一端带有训练好的形状记忆合金片9，数量为3~6片，长度为100~300cm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
快速拼装可回收框架锚杆支护结构，包括框架（1）、锚杆（6）和锚具（18），其特征在于：框架（1）由胶布囊（3）、玻璃钢筒（2）和十字连接架（13）组成，玻璃钢筒（2）内嵌入胶布囊（3），胶布囊（3）内充满气体，十字连接架（13）的四个卡槽（14）内均插入玻璃钢筒（2）并用螺栓（16）连接组成框架（1）；锚杆（6）由自由段（A）和锚固段（B）构成，自由段（A）为两端带有外螺纹的玻璃钢管（7），锚固段（B）为套筒（8）连接的玻璃钢管（7）组成，套筒（8）带有形状记忆合金片（9）和导线（10），导线（10）穿过玻璃钢管（7）内将形状记忆合金片（9）与控制开关（11）和电源（12）连接，控制开关（11）和电源（12）置于坡体外；锚杆（6）穿过十字连接架（13）的中心孔（15），前端由锚具（18）和垫板（19）将锚杆（6）锚固于框架（1）上，后端通过形状记忆合金片（9）锚固于稳定土体内。

【技术特征摘要】
1.快速拼装可回收框架锚杆支护结构，包括框架（1）、锚杆（6）和锚具（18），其特征在于：框架（1）由胶布囊（3）、玻璃钢筒（2）和十字连接架（13）组成，玻璃钢筒（2）内嵌入胶布囊（3），胶布囊（3）内充满气体，十字连接架（13）的四个卡槽（14）内均插入玻璃钢筒（2）并用螺栓（16）连接组成框架（1）；锚杆（6）由自由段（A）和锚固段（B）构成，自由段（A）为两端带有外螺纹的玻璃钢管（7），锚固段（B）为套筒（8）连接的玻璃钢管（7）组成，套筒（8）带有形状记忆合金片（9）和导线（10），导线（10）穿过玻璃钢管（7）内将形状记忆合金片（9）与控制开关（11）和电源（12）连接，控制开关（11）和电源（12）置于坡体外；锚杆（6）穿过十字连接架（13）的中心孔（15），前端由锚具（18）和垫板（19）将锚杆（6）锚固于框架（1）上，后端通过形状记忆合金片（9）锚固于稳定土体内。2.根据权利要求1所述的快速拼装可回收框架锚杆支护结构，其特征在于：玻璃钢筒（2）是通过合页（5）将玻璃钢片连接而成，玻璃钢筒（2）两端分别带有四个螺栓孔（17），玻璃钢片的厚度为2mm~6mm。3.根据权利要求1所述的快速拼装可回收框架锚杆支护结构，其特征在于：胶布囊（3）的厚度为3~6mm，充气的气压值为0.1~0.3Mpa。4.根据权利要求1所述的快速拼装可回收框架锚杆支护结构，其特征在于：十字连接架（13）带有中心孔（15）和四个卡槽（14），卡槽（14）上对称布置螺栓孔（17）。5.根据权利要求1所述的快速拼装可回收框架锚杆支护结构，其特征在于：套筒（8）为金属材料制成，套筒（8）内部两端带有与玻璃钢管（7）相配套的内螺纹，外部一端带有训练好的形状记忆合金片（9），数量为3~6片，长度为100~300cm，形状记忆合金片（9）由NiTi合金材料制作，相变温度为50~600C，套筒（8）内外依次将涂有隔热层、绝缘层和防腐层。6.根据权利要求1所述的快速拼装可回收框架锚杆支护结构，其特征在于：玻璃钢管（7）直径为40mm~70mm，厚度为3mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：董建华，马巍，董旭光，颉永斌，王雪浪，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62