CN102953744A

CN102953744A - 中空注浆让压锚杆

Info

Publication number: CN102953744A
Application number: CN2012104505612A
Authority: CN
Inventors: 项小珍; 吕志平; 吴航通; 沈立恭; 王勇
Original assignee: HANGZHOU DODRIVE ENGINEERING MATERIALS Ltd
Current assignee: HANGZHOU DODRIVE ENGINEERING MATERIALS Ltd
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明公开了一种中空注浆让压锚杆，包括中空的杆体，让压锚具，安装在杆体头部的锁定螺母，以及穿套在杆体上将杆体分为内锚段和外锚段的支承垫板，所述让压锚具为握裹杆体并使其局部径向收缩的挤压套。本发明挤压套滑移时逐步使杆体径向收缩，不会对杆体材料纤维造成损伤，让压荷载稳定，而且锚杆结构简单、施工方便。

Description

中空注浆让压锚杆

技术领域

本发明涉及岩土锚固和工程支护技术领域，尤其涉及一种中空注浆让压锚杆。

背景技术

在岩土锚固技术中，有多种类型的注浆锚杆，而中空注浆锚杆自身带有中心通孔，可以兼作注浆之用，已广泛应用于岩土锚固，尤其应用于需要作为永久支护的工程中，如交通、水利、人防等地下工程支护。

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。

特别破碎的地层，因造孔难、易塌孔，往往难以用预造孔方法后安装锚杆，而较多采用自钻锚杆。自钻锚杆是将锚杆杆体自身作为钻杆的自进锚杆，必要是带有一次性牺牲钻头，采取“边钻进边注浆”方法，在钻进达到锚杆需要的深度，锚杆体和钻头一并埋入在地层中做锚杆使用。钻进过程中用通常用水泥浆代替常规的水，由于水泥浆可渗透到地层破碎区和岩体缝隙中，在加固地层同时将锚杆固结在地层中。

中国专利200580031585.2公开了一种可调整屈服岩石锚杆，包括：细长形抗拉支撑件，其与至少一个开槽件相互作用；以及容置件，所述的容置件能够容置细长形抗拉支撑件，并将开槽件保持在所述细长形抗拉支撑件与容置件之间，其中，细长形抗拉支撑件延伸超过容置件一长度，该长度对应于最终失效之前的预定屈服量。

该专利让压装置包括容置件和开槽件，钻杆的近端在容置件中，而开槽件保持在容置件和杆体之间，锚杆在地层中工作时，在地层压力作用下开槽件被预张紧并咬入杆体内达到预定的屈服，而产生让压滑移的特性，该结构损伤杆体材料纤维，让压荷载不易控制，造成性能不稳定

发明内容

本发明提供了一种中空注浆让压锚杆，以解决现有让压锚杆伤及杆体材料纤维，性能不够稳定的问题。

一种中空注浆让压锚杆，包括中空的杆体，让压锚具，安装在杆体头部的锁定螺母，以及穿套在杆体上将杆体分为内锚段和外锚段的支承垫板，所述让压锚具为握裹杆体并使其局部径向收缩的挤压套。

该挤压套通过如下方法装配：将一段钢管套在杆体上，然后挤压钢管，在挤压过程中，钢管轴向伸长同时挤压杆体受力局部径向收缩，最终形成握裹杆体的挤压套。当杆体所受拉力荷载超过它与挤压套之间的握裹摩擦阻力时，挤压套使杆体沿轴向继续径向收缩并滑动，以适应地层的大变形。

所述钢管优选为无缝钢管，硬度高度杆体的硬度。

所述杆体一体成型或通过连接套筒连接构成，一体成型的杆体强度有保证，而使用套筒主要是在杆体长度不够的情况下。

所述中空注浆让压锚杆根据挤压套位置不同可以分为以下两类结构：

第一类：所述挤压套设于所述杆体的外锚段上。

优选的，所述杆体尾部安装有牺牲钻头、涨壳锚固头或止退羽翼。钻头用于钻进锚孔和注浆；而涨壳锚固头和止退羽翼主要用于防止锚杆退出锚孔，可以使锚杆更好发挥锚固和让压功能。所述牺牲钻头、涨壳锚固头和止退羽翼均是常规部件，可以参考现有技术制造或购买。

为了实现挤压套相对杆体产生滑移，杆体伸入锚孔的绝大部分不能与锚固剂发生粘结，优选的，所述杆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。更优选为，该局部长度为内锚段长度的1/2～3/4。所述隔离套管可以工程塑料管、热缩塑料套管，所述隔离层材料可以是工业涂蜡；隔离套管或隔离层主要用于阻止杆体与锚固剂发生粘结。

第二类：所述挤压套设于杆体的内锚段上，所述杆体尾部设有阻止支承垫板过量滑移的阻挡件。

优选的，所述阻挡件为固定在杆体上的阻挡环或由杆体镦粗形成的阻挡节。该两种方式均结构相对简单，阻挡环虽然加工简单，但其装配有一定难度，而且阻挡性能不是非常可靠，而阻挡节由于与杆体为一体结构，加工完成后无需再装配，阻挡效果也比较可靠。

为了便于注浆，所述杆体尾端端部设有注浆帽。

如上所述，所述挤压套设于支承垫板远离锁止螺母一侧的杆体在安装时是伸入到锚孔内部的，而锚孔内会注满锚固剂，为了防止杆体与锚固剂发生粘结。除挤压套所在位置，所述杆体内锚段其余各处设有隔离套管或涂覆有隔离层，所述挤压套与阻挡件之间的杆体上之间杆体上优选设置波纹钢管。

优选的，所述挤压套与支承垫板之间的杆体上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挤压套，设置涨壳锚固头或止退羽翼的目的同上所述。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明锚杆结构简单、制造成本低、施工简单。

(2)滑移时挤压套逐步使杆体径向收缩，不会对杆体材料纤维造成损伤，让压荷载稳定。

(3)让压滑移行程根据实际需要可以调节，调节范围在50～800mm之间，适应性好。

(4)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锚杆的结构示意图，(a)为带牺牲钻头、(b)为带涨壳式锚固头、(c)为带止退羽翼。

图2实施例2锚杆的结构示意图，(a)为带止退羽翼、(b)为带涨壳式锚固头。

图3为挤压套滑移前与杆体的剖面图。

图4为挤压套滑移后与杆体的剖面图。

图5本发明锚杆安装后结构示意图，(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，一种中空注浆让压锚杆，包括中空的杆体2、让压锚具、安装在杆体头部的锁定螺母4以及穿套在杆体2上的支承垫板3，支承垫板将杆体2分为内锚段和外锚段两大部分。本发明让压锚具为握裹杆体2的挤压套1，挤压套径向挤压杆体，使其局部形成缩颈段25，其装配方法如下：

首先将一段钢管穿套在杆体2上，然后用纵向挤压机具挤压钢管，挤压完成后，钢管轴向伸长，同时挤压杆体内腔21收缩，在该局部形成缩颈段25。钢管最好采用无缝钢管，其硬度应大于杆体2的硬度。

本实施例钢管规格为：外径43mm、内径25.5mm、长度50mm，材质45号经调质；中空杆体外径为25mm、壁厚7mm，材质Q345；用50吨挤压机成型，钢管尺寸变为：外径40mm、长度55mm。经试验发生滑移让压荷载P＝110KN，滑移长度400mm，让压荷载稳定。

根据让压锚具在杆体2上位置不同，本发明锚杆可以有两种实施方式，图1为第一种实施例，挤压套1设置在杆体2的外锚段。挤压套1与锁定螺母4之间的距离为最大滑移距离60。

如图1(a)、(b)、(c)所示，根据实际需要本发明锚杆可以在杆体2尾部安装牺牲钻头50、涨壳式锚固头51或止退羽翼52。其中，牺牲钻头50主要应用在破碎地层作钻孔注浆用；涨壳式锚固头51起到机械锚固的作用和便于注浆的作用；而止退羽翼52主要防止锚杆从锚孔内退出，为便于注浆效果，杆体尾部设有注浆帽80。

为了实现锚杆的让压滑移，杆体内锚段绝大部分部不能与锚固剂粘结，为了达到该目的，杆体2内锚段设有起始于支承垫板3的隔离套管或隔离层，隔离套管可以选用工程塑料管、热缩塑料管，隔离层材料可以选用工业涂蜡等。

如图2所示为本发明第二种中空注浆让压锚杆，该实施例的挤压套1设于杆体2的内锚段上，为了避免挤压套过量滑移，杆体尾端设有阻挡件7，阻挡件7可以是固定在杆体2上的阻挡环或由杆体镦粗形成的阻挡节。同样的原理，为了避免杆体内锚段与锚固剂粘结，除挤压套处外，杆体内锚段其余各处设有隔离套管或涂覆隔离层，而挤压套1与阻挡件7之间的杆体2上最好穿套波纹管24。为了便于注浆，杆体2尾端端部设有注浆帽80。根据实际需要，还可以在挤压套1与支承垫板3之间的杆体2上设置止退羽翼52和涨壳式锚固头51，它们靠近挤压套设置，功能与实施例1相同。

如图5所示，以第一种中空注浆让压锚杆为例，本发明锚杆施工方法和工作原理如下：

首先在地层端面101上钻孔，用带有牺牲钻头50的锚杆自钻成孔进入地层，或者用钻机打孔后，再将杆体2的内锚段部分装入锚孔100内，使支承垫板3紧贴地层端面并进行整体锚固。挤压套1与锁定螺母4之间的距离为最大滑移长度60。当地层发生变形，杆体所受拉力超过它与挤压套1之间的握裹阻力时，挤压套1发生滑移，地层变形量62基本等于挤压套的滑移距离61。当杆体所受拉力小于它与挤压套1之间的阻力时，挤压套1停止滑移。

Claims

1.一种中空注浆让压锚杆，包括中空的杆体，让压锚具，安装在杆体头部的锁定螺母，以及穿套在杆体上将杆体分为内锚段和外锚段的支承垫板，其特征在于，所述让压锚具为握裹杆体并使其局部径向收缩的挤压套。

2.如权利要求1所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，所述杆体一体成型或通过连接套筒连接构成。

3.如权利要求1所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，所述挤压套设于所述杆体的外锚段上。

4.如权利要求3所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，所述杆体尾部安装有牺牲钻头、涨壳锚固头或止退羽翼。

5.如权利要求3所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，所述杆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所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，所述挤压套设于杆体的内锚段上，所述杆体尾部设有阻止支承垫板过量滑移的阻挡件。

7.如权利要求6所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，所述阻挡件为固定在杆体上的阻挡环或由杆体镦粗形成的阻挡节。

8.如权利要求6所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，所述杆体尾端端部设有注浆帽。

9.如权利要求6所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，所述挤压套与支承垫板之间的杆体上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挤压套。

10.如权利要求6所述的中空注浆让压锚杆，其特征在于，除挤压套所在位置，所述杆体内锚段其余各处设有隔离套管或涂覆有隔离层。