CN103243714B - 一种高强度预应力锚杆 - Google Patents

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Abstract

一种高强度预应力锚杆，属于锚杆技术领域，目的是提高锚杆与基础的连接强度，提高工程的安全性。其技术方案是：杆体及套管采用合金钢材的空心圆管制作，杆体前部与套管采用膨胀紧固结构，可以与岩石钻孔紧密连接，同时可以通过中空杆体和套管的钻孔向整个结构内注射环氧树脂或其他高强度粘合剂，使高强度锚杆与现场原有结构牢固结合。与现有技术相比，本发明既能满足一般工程的使用要求，又可以达到表层风化岩或覆土厚度大、锚固力要求高的地质情况的要求，提高了工程质量，提高了工程的安全性。本发明结构合理、使用方便、锚固力强，是目前使用的中空锚杆和实心锚杆的升级换代产品，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

一种高强度预应力锚杆
技术领域
本发明涉及一种中空高强度预应力锚杆，属于锚杆技术领域。
背景技术
在建筑施工中，对矿上、边坡、隧道和岩体的加固和支护工程的工程质量要求不断提高，为了保证工程质量，提高工程的安全系数，在工程中大量使用钻孔注浆栽钢筋或中空锚杆注浆的方式，也有个别地方使用实心锚杆。目前工程中使用的锚杆，一般应用在基岩距离地表较浅或锚固力要求较小的地方。但随着工程数量的增加和工程范围的扩大，一些工程地质复杂、情况多样，不少地方的基岩距离表层很深，同时要求单根锚杆的锚固力较大。这就要求锚杆可以达到较长的长度尺寸，并且单根杆体与基岩的结合强度较高，目前使用的中空锚杆和实心锚杆不能满足这些要求，因此需要开发一种高强度的锚杆。采用高强度锚杆，不仅可以提高工程的安全性，还可以为各种地质复杂地区的大中型项目提供技术保障，创造更多的经济效益和提高社会效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度预应力锚杆，这种高强度预应力锚杆可以代替现有的实心锚杆或中空锚杆，提高工程的安全性。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种高强度预应力锚杆，它的构成中包括杆体、套管、垫板、螺母，杆体为中空合金钢结构，杆体的前端有实心的顶堵，套管为钢套管，杆体的中后部的外径与套管的内径相配合，杆体前部的外径大于套管的内径，套管套装在杆体的中后部上，杆体前部与中后部不同直径的杆体圆滑过渡，杆体的后端有螺纹，垫板中间有通孔，垫板套装在杆体后部，螺母与杆体螺纹相匹配，套管前部有膨胀槽，膨胀槽沿着套管的轴向，膨胀槽为多条，绕套管圆周均布。
上述高强度预应力锚杆，所述杆体上有多个钻孔，钻孔绕杆体圆周均布，杆体圆周外表面上有导流沟，导流沟沿着杆体轴向，导流沟位于钻孔之上，杆体的后端安装有注射嘴，注射嘴与灌注设备相连接。
上述高强度预应力锚杆，所述套管上有多个钻孔，钻孔绕套管圆周均布。
上述高强度预应力锚杆，所述垫板和螺母之间套装有盖板或连接节点。
上述高强度预应力锚杆，它还有拉紧工具，拉紧工具由拉紧套、推力板、加力油缸和底座等组成，其中加力油缸为3个，均匀的分布在底座上，其上端连接推力板和拉紧套。
本发明的有益效果是：
本发明的杆体及套管采用合金钢材的空心圆管制作，杆体前部与套管采用膨胀紧固结构，可以与岩石钻孔紧密连接，同时可以通过中空杆体和套管的钻孔向整个结构内注射环氧树脂或其他高强度粘合剂，使高强度锚杆与现场原有结构牢固结合。与现有技术相比，本发明既能满足一般工程的使用要求，又可以达到表层风化岩或覆土厚度大、锚固力要求高的地质情况的要求，提高了工程质量，提高了工程的安全性。本发明结构合理、使用方便、锚固力强，是目前使用的中空锚杆和实心锚杆的升级换代产品，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是拉紧状态示意图；
图3是杆体和套管前端结构局部放大图；
图4是杆体导流沟剖面图；
图5是套管膨胀槽剖面图；
图6是拉紧工具结构图；
图7是拉紧工具组件顺序图；
图8是底座内部油路图；
图9是拉紧套结构图。
图中标记如下：螺母1、垫板2、套管3、杆体4、顶堵5、盖板6、连接节点7、导流沟8、膨胀槽9、钻孔10、注射嘴11、旋转杆12、拉紧套13、导杆14、推力板15、加力油缸16、底座17、进油口18、回油口19。
具体实施方式
本发明的构成中包括杆体4、套管3、垫板2、螺母1。
图中显示，杆体4为中空合金钢结构，杆体4的前端有实心的顶堵5，杆体4的直径前后部有变化，杆体4的前部外径大于中后部外径，杆体4不同直径的连接处为圆滑过渡，变径的目的是以大直径的部分与套管3进行膨胀连接。
图中显示，套管3为钢套管，套管3套装在杆体4的中后部上，套管3前部有膨胀槽9，膨胀槽9沿着套管3的轴向，膨胀槽9为多条，绕套管3圆周均布。
图中显示，杆体4的中后部的外径与套管3的内径相配合，杆体4前部的外径大于套管3的内径，杆体4的前部向后进入套管3的前端，将套管3沿着膨胀槽9向外膨胀，使套管3的外壁与岩石钻孔内壁紧密固定。
图中显示，杆体4的后端有螺纹，垫板2中间有通孔，垫板2套装在杆体4后部，螺母1拧紧在杆体4螺纹上。垫板2是圆形或方形根据施工要求确定，在垫板2和螺母1之间可以安装各种连接节点7和盖板6，盖板6形状根据施工要求确定。
图中显示，杆体4上有多个钻孔，钻孔绕杆体4圆周均布，杆体4圆周外表面上有导流沟8，导流沟8沿着杆体4轴向，导流沟8位于钻孔之上，杆体4的后端安装有注射嘴11，注射嘴11与灌注设备相连接，与之相配套的在套管3上有多个钻孔10，钻孔10绕套管3圆周均布。灌注设备通过注射嘴11、中空杆体4的导流沟8和套管3的钻孔10向整个结构内注射环氧树脂或其他高强度粘合剂，使高强度锚杆与现场原有结构牢固结合。
图中显示，在杆体4后端还有拉紧工具，拉紧工具由拉紧套13、导杆14、推力板15、加力油缸16和底座17组成，其中加力油缸16为3个，均匀的分布在底座17上，其上端连接推力板15和拉紧套13。锚杆组装完成并插入地下后，将拉紧工具放到锚杆端部，拉紧套13的内部螺纹与杆体4端部的外螺纹对正，转动旋转杆12，使拉紧套13与杆体4连接到一起，然后通过进油口18向加力油缸16中注入高压的液压油，加力油缸16推动推力板15和拉紧套13，带动杆体4从安装孔中拉出，杆体4内部端通过明显的直径变化，把套管3内部端扩大并与安装孔壁贴紧，直至套管3内部端变形。
本发明的使用方法如下：
在施工处钻孔，插入组装到一起的高强度预应力锚杆，为了保证预紧后有足够的强度，锚杆必须插入基岩或基础一定的深度，然后通过专用拉紧工具，将杆体4抽到一定位置，使杆体4插入一端对套管3施加一定的压力，根据工程要求，专用拉紧工具的拉力达到要求值后，旋转螺母1锁紧，使杆体4同套管3压实，促使套管3开口的一端外径胀大，与孔洞紧密结合；通过杆体4中空内孔，向整个结构内注射强固剂，环氧树脂或其他高强度粘合剂，使高强度锚杆与现场原有结构牢固结合。根据结构需要，杆体4的外露端可安装各种连接节点7和盖板6。

Claims (3)

1.一种高强度预应力锚杆，它的构成中包括杆体（4）、套管（3）、垫板（2）、螺母（1），其特征在于：杆体（4）为中空合金钢结构，杆体（4）的前端有实心的顶堵（5），套管（3）为钢套管，杆体（4）的中后部的外径与套管（3）的内径相配合，杆体（4）前部的外径大于套管（3）的内径，套管（3）套装在杆体（4）的中后部上，杆体（4）前部与中后部不同直径的杆体（4）圆滑过渡，杆体（4）的后端有螺纹，垫板（2）中间有通孔，垫板（2）套装在杆体（4）后部，螺母（1）与杆体螺纹相匹配，套管（3）前部有膨胀槽（9），膨胀槽（9）沿着套管（3）的轴向，膨胀槽（9）为多条，绕套管（3）圆周均布；所述杆体（4）上有多个钻孔，钻孔绕杆体（4）圆周均布，杆体（4）圆周外表面上有导流沟（8），导流沟（8）沿着杆体（4）轴向，导流沟（8）位于钻孔之上，杆体（4）的后端安装有注射嘴（11），注射嘴（11）与灌注设备相连接；垫板（2）和螺母（1）之间套装连接节点（7）。
2.根据权利要求1所述的高强度预应力锚杆，其特征在于：所述套管（3）上有多个钻孔（10），钻孔（10）绕套管（3）圆周均布。
3.根据权利要求1或2所述的高强度预应力锚杆，其特征在于：它还设有拉紧工具，拉紧工具由拉紧套（13）、导杆（14）、推力板（15）、加力油缸（16）和底座（17）组成，其中加力油缸（16）为3个，均匀的分布在底座（17）上，其上端连接推力板（15）和拉紧套（13）。
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