自钻式锚杆应用指南

随着国内外经济的飞速发展，自钻式锚杆和自钻式锚固系统作为岩土锚固工程行业里重要的支护材料和解决方案，正在被应用于各个建筑工程中。今天，永盈平台welcome小诺给大家整理了一份自钻式锚杆应用指南，希望大家对其有一个系统的认知。

出现原因

在很多岩土工程施工过程中都会遇到松软土层、破碎岩层、卵石层等地质，在这些地质上进行钻进施工比较困难，因为这种地质虽然钻进过程可能不会很麻烦，但是非常容易塌孔。这就导致了后续的锚杆无法正常插入，阻断了正常的施工流程。因此，大部分施工方都会采用套管跟管施工。但这种施工方法流程复杂，施工效率低，给整个工程竣工带来了很大的影响。

就是在这样的困境下，很多设计人员和锚杆生产厂家积极探索，研发出了一种新型的支护材料——自钻式锚杆。它解决了上述施工难题，让岩土锚固更加安全。

具体概念

基本概念

自钻式锚杆由中空锚杆体、钻头、连接套、螺母、垫板和居中器六大部件组成，下面一一介绍：

l  中空锚杆体：核心部件，通体螺纹，分R型和T型两种。R型螺纹遵循标准，T型螺纹虽然每个厂家生产标准各有不同，但能相互适配。

l  钻头：按照铸造方式可分为全钢钻头和合金钻头，全钢钻头能够在泥沙、砾石土、白垩土、石灰土、石灰质粘土、人工填土、软弱泥岩、破碎地层、软砂岩、石灰岩、砾石和软岩层等地质条件下钻进；合金钻头则能够在坚硬的岩层上钻进施工，比如夹杂大卵石的砾石、裂隙发育的岩层、风化岩层、泥岩、火山岩等。

l  连接套：在单根中空锚杆体长度无法满足设计钻进深度时用以接长杆体，与适配杆体等强，保证接长后的锚杆与单根杆体有相同的抗拉屈服强度。

l  螺母与垫板：螺母分为半球螺母和六方螺母，垫板分为拱形垫板和平垫板。螺母与垫板一般配套使用（半球螺母对应拱形垫板，六方螺母则对应平垫板），用以对被支护岩体施加预应力。

l  居中器：在钻进过程中保证杆体始终处于钻孔中心位置，避免杆体弯曲损坏。

制作材料

中空锚杆体和连接套由无缝钢管制作而成，螺母和垫板由不锈钢制作而成，而对硬度和耐磨度有着高要求的钻头则是由不锈钢和合金制作而成。

加工工艺

l  全钢钻头：机加

l  合金钻头：锻造

l  杆体：轧制

性能参数

l  抗拉和屈服：由于自钻式锚杆的中空锚杆体由钢材制作而成，具有很高的抗拉强度和屈服强度。其抗拉力和屈服力最高分别可达1900KN和1500kN。

l  延伸率：中空锚杆体的延伸率一般在8%~12%之间。

施工工艺

施工流程

1、施工前准备：检查钻机各项功能是否正常、钻头与杆体是否破损、杆体是否畅通等。确保没有问题后，把即将用到的中空锚杆体与钻头旋合；

2、钻孔及注浆：将杆体与注浆管通过旋转注浆适配器与钻机进行连接，在钻进的过程中进行注浆，达到钻进、注浆同步完成；

3、锚杆体接长：如果单根自钻式锚杆的长度达不到设计钻进深度时，可以用连接套接长来满足设计需求；

4、安装垫板和螺母：注浆完成后，在自钻式锚杆裸露在岩体外的部分紧贴施工面依次安装垫板和螺母，保证锚固效果。

工艺优劣

自钻式锚杆实现了钻进、注浆、锚固三大功能一体化，相比于普通锚杆，有以下几个优势：

1、适用于各类岩土地质条件。尤其在普通锚杆施工工艺不易施工的地质条件中使用效果好，比如易塌孔地质；

2、钻进深度不受限制。由于受现有锚杆材料与钻进设备的限制，常规锚杆的钻进深度较浅，但自钻式锚杆由于钻进阻力小，钻进深度相对可以大很多，根据永盈平台welcome项目报告，目前自钻式锚杆能够达到的钻进深度为18m；

3、适用于狭小空间内施工。自钻式锚杆单根杆体长度可以根据需要切割或延长，常见规格有2m、3m、4m和6m；

4、工艺流程简单。自钻式锚杆将钻孔、注浆、锚固在一次钻进中完成，简化工艺流程，加快施工速度；

5、利于稳定孔壁。在钻进的同时使用螺杆注浆机加压供给水灰比为0.4~0.5的水泥浆液，使浆液迅速填充钻孔及岩土体裂隙并被孔壁吸收固化，确保孔壁稳定。

除了以上几个优势外，采用自钻式锚杆施工当然也有一定的弊端。比如钻进设备。普通的潜孔钻机可能只能钻进小直径的锚杆，对于大直径锚杆，施工必须要有配套的钻机。关于钻机的种类和什么样的钻机能打自钻式锚杆，小诺以前已有相关文章，这里不再赘述。

施工效率

据相关资料统计，相比普通锚杆和套管跟管施工，自钻式锚杆的施工效率比前两者高出3~5倍。对于圆砾层地质条件下施工，在天气条件允许时，8h平均钻进300m。

适用地质条件

自钻式锚杆能够有效解决钻进过程中的易塌孔、难成孔问题，因此，其适用的地质条件比较广泛，粉砂岩、杂填土、强风化岩、卵石层、砾岩层等地质均可使用。

应用领域

自钻式锚杆是一种新型支护材料，主要应用于边坡工程、地基与基础工程、隧道及地下工程等，比如各种边坡的支护、基坑支护、隧道管棚支护、输电塔或风电塔等的基础支护、旧建筑物修复、加固既有结构物等，用于工程前期的临时支护和永久性支护，能够有效增强土体和岩体的自身稳定性，已经成为岩土锚固工程中一种不可或缺的材料。

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