CN102953377B - 让压锚索 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种让压锚索，包括索体，让压锚具，固定在索体头部的锁止件，以及穿套在索体上将索体分为外锚段和内锚段的支承垫板，所述让压锚具为握裹索体且内壁面与索体外表面相咬合的挤压套。本发明挤压套与索体之间的锚固作用是通过之间的握裹阻力实现的，在作相对滑移时不会造成索体损伤，有效保证了索体的母材性能，而且结构简单，制造成本低，施工方便。

Description

让压锚索

技术领域

本发明涉及岩土锚固和工程支护技术领域，尤其涉及一种让压锚索。

背景技术

随着岩土锚固技术的不断发展，以及对地层深部高应力和地震高烈度地区的高边坡、地下工程和采矿巷道支护工程的关注，已开发出可以适应地层变形的锚具。屈服锚杆或锚索装置是一种既能维持预定的锚固力又能形成一定“变形”量来消除震动能量或适应变形的锚杆或锚索，也称为屈服锚杆(索)、恒阻变形锚杆(索)、让压锚杆(索)。近年来，各种具有恒阻变形的让压锚杆不断地被开发和应用于边坡、地下工程或采矿巷道支护工程中，以解决如岩爆、地震等冲击动力荷载，或者软弱围岩造成地层大变形的问题。

单根型让压锚索，文献已公开多种类型，但主要采用让压锚具安装在锚索索体上使锚索体受力达到预定的让压荷载时，让压锚具与索体相对沿锚索长度方向滑动形成让压变形功能，主要包括以下几种结构：

其中一种为摩擦套筒相对地层不同，索体沿锚索长度方向纵向滑移实现让压变形，如中国专利申请201110061360.9和201110061303.0公开的摩擦套筒式变形锚索，中国专利200920003238.4公开的高阻力恒阻大幅度让压锚索以及美国专利US5882148、中国专利申请201010196197.2公开的空心管和实心钢筋结合的让压锚索等，结构相对复杂。

另外一种为让压锚具装置固定不动，锚索体通过让压装置沿锚索长度方向纵向滑动，实现让压变形功能，如中国专利200580031585.2公开的细长形抗拉支撑件，中国专利200820104437.X公开的让压锚具等，上述产品均能实现一定程度上的锚固让压，从而减少因围岩体的变形对工程带来的不利影响。

第三种让压锚索是在锚索孔外锚段部位安装让压装置，让压装置为一个两头连通的中空类似球形或灯笼型的让压管，并穿套在外锚段托盘和锁定件(锚索锁定锚具)之间。如中国专利申请200910014402.6公开的高强预紧力让压玻璃钢锚索，中国专利20082003745.9公开的让压锚索和中国专利2009200331057.2公开的锚索让压构件等。锚索工作时让压管超过屈服荷载时压缩并压扁，使托盘外移，索体向岩体方向滑移，实现让压变形的功能，此类锚索不足之处在于让压管变形不够大，通常在50～60mm，基本使用在采矿巷道工程中，但在大变形或大硐室支护(变形量300～500mm)中无法满足要求。

发明内容

本发明提供了一种不会使索体受损，可以有效保护索体母材性能的让压锚索。

一种让压锚索，包括索体，让压锚具，固定在索体头部的锁止件，以及穿套在索体上将索体分为外锚段和内锚段的支承垫板，所述让压锚具为握裹索体且内壁面与索体外表面相咬合的挤压套。

所述挤压套通过如下方法装配在索体上：

将一段内壁光滑的钢管穿套在索体上，然后挤压钢管，挤压成型后，钢管轴向伸长，同时内壁面与索体外表面完全咬合，形成挤压套。所述索体外表面一般有纹路，由于索体硬度大于钢管硬度，在挤压过程中钢管内壁会形成与索体外表面吻合的纹路，从而实现咬合。当索体受力荷载大于索体和挤压套之间的握裹阻力时，挤压套相对索体发生滑移。

优选的，所述的索体为钢绞线，由于钢绞线各处纹路是均一相同的，在相对滑移过程中，使挤压套与索体之间产生恒定的阻力。

所述让压锚索根据挤压套位置不同可以有如下两种结构：

第一类：所述挤压套设于索体的外锚段上，即让压锚具位于锚孔外。

优选的，所述索体的尾部安装有止退羽翼、涨壳锚固头或树脂药卷搅拌头，选择安装涨壳锚固头和止退羽翼的目的是实现锚索的机械锚固和防止锚索退出锚孔，而树脂药卷搅拌头仅仅是在采用树脂药卷作为锚固剂时使用。

为了实现挤压套的让压滑移，锚索在锚孔内的绝大部分不能与锚固剂粘结，因此优选的，所述索体的内锚段局部设有隔离套管或涂覆有隔离层，所述隔离套管或隔离层起始于支承垫板，隔离层或隔离套管的长度优选为索体内锚段长度的1/2～3/4，所述隔离套管优选为与索体构成无粘结钢绞线的PE套管。

第二类：所述挤压套设于索体的内锚段上，所述索体尾部安装有阻挡挤压套过量滑移的阻挡件，即挤压套设于锚孔内。

阻挡件可以采用多种结构，优选采用如下结构：所述阻挡件包括锥形的固定套，索体尾端端部伸入固定套直径较小的一端内腔，一锥形钉从固定套另一端插入索体中心，与固定套挤压固定索体尾端端部，该结构装配方便，而且阻挡性能稳定。

同样为了阻止锚孔内索体与锚固剂粘结，除挤压套所在位置，索体内锚段其余各处设有隔离套管或涂覆隔离层。

优选的，所述挤压套与支承垫板之间的索体上安装有涨壳锚固头或止退羽翼，所述涨壳锚固头或止退羽翼靠近所述挤压套，设置该结构的目的同上所述。

相对于现有技术，本发明有益效果为：

(1)本发明让压锚索结构简单，制造成本低，且施工方便。

(2)挤压套与索体之间的锚固作用是通过之间的握裹阻力实现的，在作相对滑移时不会对索体造成损伤，有效保证了索体的母材性能。

(3)适应高应力条件下的大变形支护以及岩爆、地震冲击荷载情况下的支护。

附图说明

图1为实施例1让压锚索的结构示意图；(a)索体尾部安装止退羽翼；(b)索体尾部安装涨壳锚固头；(c)索体尾部安装树脂药卷搅拌器。

图2为实施例2让压锚索的结构示意图；(a)为索体安装止退羽翼；(b)索体安装涨壳锚固头。

图3为图2(a)所示让压锚索的A-A剖面图。

图4为图2(a)所示让压锚索的B-B剖面图。

图5为图2(a)所示让压锚索的C-C剖面图。

图6为图5所示阻挡件中锥钉的结构示意图。

图7为挤压套与索体所在局部的剖面图。

图8为实施例1让压锚索施工结构示意图；(a)为挤压套滑移前，(b)为挤压套滑移后。

具体实施方式

如图1所示，一种让压锚索，包括索体2、让压锚具、固定在索体2头部的锁止件4以及穿套在索体2上的支承垫板3，支撑垫板3将索体2分为外锚段和内锚段两部分，根据让压锚具的位置不同有如图1和图2所示两种实施方式。本发明让压锚具结构如图7所示，它是一个握裹在索体2上的挤压套1，该挤压套1内壁面与索体2的外表面完全咬合。

挤压套可以按照以下方式装配：先将一段内壁面光滑的钢管套在索体2上，然后用纵向挤压的机具挤压钢管，挤压成型后，钢管的外径变小而长度沿索体2轴向伸长，由于本实施例索体选用的是钢绞线，在挤压过程中，钢管内壁面形成与钢绞线外表面相咬合的纹路。要实现该装配，钢管的硬度应小于索体2的硬度，钢管最好是选用无缝钢管。

本实施例钢管规格为：外径34mm、壁厚9mm、长度60mm，材质45号经调质；钢绞线为外径15.24mm、Rf＝1860MPa级；钢管用50吨挤压机挤压成型后，钢管尺寸变为：外径30mm、长度70mm，经试验发生滑移让压荷载P＝105KN，滑移长度400mm，让压荷载稳定，基本保持不变。

如图1(a)、(b)、(c)所示，挤压套1设于索体2的外锚段，即锁止件4与支承垫板3之间的索体2上。为实现锚索的让压滑移，索体2内锚段靠近支承垫板的部分不能与锚固剂粘结，因此在索体内锚段该部分设隔离套管22或涂覆隔离层，隔离套管22可以是与索体构成无粘结钢绞线的PE套管，隔离层材料可以是工业涂蜡等。为了阻止锚索退出锚孔，如图1(a)所示，索体2尾部安装有止退羽翼50，为了给锚索提供机械锚固，如图1(b)所示，索体2尾部安装有涨壳锚固头51。如果采用树脂药卷作为锚固剂，如图1(c)所示，索体2尾部安装树脂药卷搅拌头52。

如图2所示，本发明让压锚索的另一种实施方式，挤压套1设于索体2的内锚段，该锚索为了阻止挤压套1过量滑移，在索体2的尾端设置了阻挡件7，如图5所示，本实施例阻挡件7包括锥形的固定套70以及如图6所示的锥形钉71，索体2的尾端从固定套70直径较小一端伸入其内腔，锥形钉71从另一端插入索体2的中心，将构成索体2的钢丝挤压固定。当然本发明也可以采用其它阻挡件，如静止固定的卡箍等。

同样的理由，为了避免内锚段与锚固剂发生粘结，除挤压套1所在位置，内锚段其余各处都设有隔离套管或涂覆隔离层，隔离套管和涂覆层可以采用实施例1所述的材料。另外为了阻止锚索退出锚孔，在支承垫板3和挤压套1之间的索体2上设置止退羽翼50，为了实现机械锚固，在支承垫板3和挤压套1之间的索体2上设置涨壳锚固头51，止退羽翼50和涨壳锚固头51为常规部件，它们均靠近挤压套1设置。

以第一种让压锚索为例，本发明让压锚索施工方法和锚杆工作原理如下：

如图8(a)所示，首先在地层端面101上钻孔，然后将整个内锚段置入锚孔100内，填充锚固剂后即完成安装，其中挤压套1与锁止件4之间的索体长度为最大滑移距离60；如图8(b)所示，地层发生变形并出现裂隙200后，索体2受力超过它与挤压套1之间的阻力，挤压套1相对索体滑移一段距离61，直至索体受力小于它与挤压套1之间的阻力时，停止滑移。其它实施例的工作原理与该实施例类似，此处不再累述。

Claims (9)

1.一种让压锚索，包括索体，让压锚具，固定在索体头部的锁止件，以及穿套在索体上将索体分为外锚段和内锚段的支承垫板，其特征在于，所述让压锚具为握裹索体且内壁面与索体外表面相咬合的挤压套；

所述挤压套的装配方法如下：

将一段内壁光滑的钢管穿套在索体上，然后挤压钢管形成挤压套，索体外表面有纹路，索体硬度大于钢管硬度，在挤压过程中，钢管内壁形成与索体外表面吻合的纹路，实现咬合。

2.如权利要求1所述的让压锚索，其特征在于，所述索体为钢绞线。

3.如权利要求1所述的让压锚索，其特征在于，所述挤压套设于索体的外锚段上。

4.如权利要求3所述的让压锚索，其特征在于，所述索体的尾部安装有止退羽翼、涨壳锚固头或树脂药卷搅拌头。

5.如权利要求3所述的让压锚索，其特征在于，所述索体的内锚段局部设有隔离套管或涂覆有隔离层，所述隔离套管或隔离层起始于支承垫板。

6.如权利要求1所述的让压锚索，其特征在于，所述挤压套设于索体的内锚段上，所述索体尾部安装有阻挡挤压套过量滑移的阻挡件。

7.如权利要求6所述的让压锚索，其特征在于，所述阻挡件包括锥形的固定套，索体尾端端部伸入固定套直径较小的一端内腔，一锥形钉从固定套另一端插入索体中心，与固定套挤压固定索体尾端端部。

8.如权利要求6所述的让压锚索，其特征在于，除挤压套所在位置，索体内锚段其余各处设有隔离套管或涂覆隔离层。

9.如权利要求6所述的让压锚索，其特征在于，所述挤压套与支承垫板之间的索体上安装有涨壳锚固头或止退羽翼，所述涨壳锚固头或止退羽翼靠近所述挤压套。