CN103774649A - 反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，它包括底端带有膨胀塞的锚杆杆体、底部中心设有锚杆孔Ⅰ的膨胀齿碗及垫台、垫板、螺母。所述垫台与所述垫板上均设有锚杆孔Ⅱ；所述锚杆杆体的顶端依次穿过所述锚杆孔Ⅰ、所述垫台和所述垫板的锚杆孔Ⅱ与所述螺母连接到一起；所述膨胀塞置于所述膨胀齿碗内。本发明结构简单、成本低廉、施工方便，构建了拉力-压力-栓塞新型复合预应力锚固系统，可防止锚杆连同注浆体从锚孔中拔出，提高了岩土体的稳定性、工程的安全性以及锚固的耐久性。

Description

反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆
技术领域
本发明涉及岩土锚固技术，尤其涉及反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆。
背景技术
目前，岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆，将地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆-注浆体-孔壁岩土体力的相互作用，调动和提高岩土体的自身强度和自稳能力，以改善应力状态，保证外部岩土体的稳定，从而确保工程安全的技术。岩土锚固技术的工程应用始于19世纪末，随着其理论和技术的发展，现已推广至矿山、水利、水电、公路、铁路、市政、城建、地质、军工等部门，作为一种较为理想的支护形式，在边坡工程、地下工程、深基坑工程中获得广泛应用，在国民经济重大项目中发挥关键性作用。
岩土锚固不仅受到地层岩性、岩土体结构、地质构造、水文地质、地形地貌等的影响，还可能受到强烈地震的作用，它们均对岩土锚固的安全构成威胁。
在岩土锚固的施工和运行期间，锚杆连同注浆体从锚孔中拔出是最基本、最典型、最普遍的岩土锚固破坏形式，它将导致岩土锚固失效，并给工程安全带来隐患，从而限制锚杆所能提供的锚固力。因而，当岩土体所需要提供的锚固力较大时，普通锚杆锚固已不能满足工程的要求，制约着岩土锚固技术应用和发展，如何改善岩土锚固的荷载传递机制，克服普通锚固的弊端，成为提高锚杆锚固力、改善锚固效果的根本途径。
此外，注浆体在锚固初期几乎不能提供锚固力，因而不能适应软弱岩土体开挖后需要立即支护的要求。虽然已有的管缝式锚杆对上述缺点有所克服，锚杆安装后能立即提供锚固力，有利于及时控制岩土体的变形，但所能提供的锚固力不大；同时，由于软弱岩土体会从管缝式锚杆的管缝中挤入管腔，造成锚固力的降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高和立即提供锚固力，节省材料、施工简便的反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆。
为解决上述问题，本发明所述的反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，其特征在于：它包括底端带有膨胀塞的锚杆杆体、底部中心设有锚杆孔Ⅰ的膨胀齿碗及垫台、垫板、螺母；所述垫台与所述垫板上均设有锚杆孔Ⅱ；所述锚杆杆体的顶端依次穿过所述锚杆孔Ⅰ、所述垫台和所述垫板的锚杆孔Ⅱ与所述螺母连接到一起；所述膨胀塞置于所述膨胀齿碗内。
所述膨胀塞呈圆台形。
所述锚杆杆体的顶端上设有螺纹。
所述膨胀齿碗呈口大底小的碗状，其开口向下，周向等间隔分布着与碗底相连的齿，该齿的内表面分布有多个环状平台，且所述齿的内表面与所述膨胀塞的侧面吻合。
所述垫板上开有一注浆孔。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明先将膨胀齿碗反口，即口朝锚杆杆体底端，底朝锚杆杆体顶端；接着让锚杆杆体顶端穿过膨胀齿碗底部的锚杆孔，直至将膨胀齿碗推至锚杆杆体底端，使膨胀塞的圆台侧面与膨胀齿碗齿的内表面吻合；将膨胀齿碗随同锚杆杆体置于钻孔底；通过施加推力于套在锚杆杆体上圆管的上端，同时施加沿锚杆杆体轴向的上拔力于锚杆杆体的上端，使锚杆杆体底端所带的圆台形的膨胀塞向膨胀齿碗底靠近的同时，挤压膨胀齿碗的齿向四周张开，并压入钻孔孔壁岩土体中，停止对圆管和锚杆杆体施力时，锚杆杆体底端的膨胀塞被膨胀齿碗齿的内表面环状平台卡住，仍然保持膨胀齿碗齿向四周张开栓塞于钻孔孔壁岩土体之中；取出圆管后，在锚杆顶端加上垫板，亦即使锚杆顶端穿过垫板中心的锚杆孔，并拧紧螺母，锚杆杆体即对边坡岩土体施加预应力。
2、本发明通过垫板上注浆孔对钻孔内充填注浆体，固结后的注浆体将与锚杆杆体及其底端的膨胀塞，以及膨胀齿碗固结于一体，当边坡岩土体变形时，通过锚杆杆体被动地对边坡岩土体施加锚固力。
3、本发明显著地优化和改善了岩土锚固的荷载传递机制，构建了拉力-压力-栓塞新型复合预应力锚固系统，可有效防止锚杆连同注浆体从锚孔中拔出，即锚杆杆体连同注浆体沿与岩土体的接触界面破坏，显著地改善了岩土加固效果，更好地调动了岩土体的自稳能力，从而提高了岩土体的稳定性和工程的安全性。
4、本发明注浆体对包裹在其中的锚杆杆体及其底端的膨胀塞，以及膨胀齿碗起到防水、防腐蚀、防锈作用，从而提高了锚固的耐久性。
5、本发明结构简单、成本低廉、施工方便。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明底端的结构示意图。
图3为本发明的锚杆杆体轴截面示意图。
图4为本发明的膨胀塞示意图。
图5为本发明的膨胀塞轴截面示意图。
图6为本发明的膨胀齿碗俯视图。
图7为本发明的膨胀齿碗轴截面示意图。
图中：1—岩土体   2—注浆体   3—钻孔   4—锚杆杆体   5—垫台   6—垫板   7—螺母   8—顶端   9—膨胀塞   10—膨胀齿碗  11—齿   12—孔壁  13—环状平台  14—注浆孔  15—螺纹  16—锚杆孔Ⅰ。
具体实施方式
如图1~7所示，反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，它包括底端带有膨胀塞9的锚杆杆体4、底部中心设有锚杆孔Ⅰ16的膨胀齿碗10及垫台5、垫板6、螺母7。垫台5与垫板6上均设有锚杆孔Ⅱ；锚杆杆体4的顶端8依次穿过锚杆孔Ⅰ16、垫台5和垫板6的锚杆孔Ⅱ与螺母7连接到一起；膨胀塞9置于膨胀齿碗10内。
其中：膨胀塞9呈圆台形。
锚杆杆体4的顶端8上设有螺纹15。
膨胀齿碗10呈口大底小的碗状，其开口向下，周向等间隔分布着与碗底相连的齿11，该齿11的内表面分布有多个环状平台13，且齿11的内表面与膨胀塞9的侧面吻合。
垫板6上开有一注浆孔14。
实施例1    使用时，⑴按设计要求对岩土体1钻凿钻孔3，并在钻孔3口处进行垫台5的施工；⑵将膨胀齿碗10反口即口朝锚杆杆体4底端，接着将锚杆杆体4顶端8穿过其底部的锚杆孔16，直至将膨胀齿碗10推至锚杆杆体4底端，使膨胀塞9的圆台侧面与膨胀齿碗10齿11的内表面吻合；⑶将膨胀齿碗10随同锚杆杆体4一起置于钻孔3底；⑷通过施加沿锚杆杆体4轴向向下的推力于套在锚杆杆体4上的圆管上端，同时沿锚杆杆体4轴向施加向上拉力于锚杆杆体4的上端，使锚杆杆体4底端所带的圆台形的膨胀塞9向膨胀齿碗10底靠近的同时，挤压膨胀齿碗10的齿11向四周张开，并压入钻孔3孔壁12岩土体1中；                                                
Figure 2012104127977100002DEST_PATH_IMAGE001
停止对圆管和锚杆杆体4施力时，锚杆杆体4底端的膨胀塞9被膨胀齿碗10齿11的内表面环状平台13卡住，仍然保持膨胀齿碗10齿11向四周张开栓塞于钻孔3孔壁岩土体1之中；
Figure 908924DEST_PATH_IMAGE002
在锚杆顶端8加上垫板6，亦即使锚杆顶端8穿过垫板6中心的锚杆孔，并拧紧螺母7，锚杆杆体4即对边坡岩土体1施加预应力；
Figure 2012104127977100002DEST_PATH_IMAGE003
通过垫板上注浆孔14对钻孔3内充填注浆体1，固结后的注浆体2将与锚杆杆体4及其底端的膨胀齿碗10，以及膨胀塞9紧紧地固结于一体，当边坡岩土体1变形时，不仅受到锚杆杆体4施加的预应力，同时受到由于边坡岩土体1变形而被动产生的锚固力。
实施例2    使用时，⑴按设计要求对岩土体1钻凿钻孔3，并在钻孔3口处进行垫台5的施工；⑵将膨胀齿碗10反口即口朝锚杆杆体4底端，使锚杆杆体4顶端8穿过其底部的锚杆孔16，直至将膨胀齿碗10推至锚杆杆体4底端，使膨胀塞9的圆台侧面与膨胀齿碗10齿11的内表面吻合；⑶将膨胀齿碗10随同锚杆杆体4一起置于钻孔3底；⑷采用比锚杆杆体4短的圆管，将其套在锚杆杆体4上，即圆管的下端头顶在反口的膨胀齿碗10底上，然后在锚杆顶端8加上垫板6，亦即使锚杆顶端8穿过垫板6中心的锚杆孔，使垫板6压在圆管的上端头，在锚杆顶端8拧上螺母7，随螺母7的拧紧，锚杆杆体4底端圆台形的膨胀塞9在膨胀齿碗10内向底靠近的同时，挤压膨胀齿碗10的齿11向四周张开，并压入钻孔3孔壁12岩土体中；
Figure 432694DEST_PATH_IMAGE001
拧下螺母7，卸下垫板6，停止对圆管施加推力并将其取出，即停止圆管受压和锚杆杆体4受拉，锚杆杆体4底端的膨胀塞9被膨胀齿碗10齿11的内表面环状平台13卡住，仍然保持膨胀齿碗10齿11向四周张开栓塞于钻孔3孔壁12岩土体1之中；
Figure 956079DEST_PATH_IMAGE002
在锚杆顶端8再次加上垫板6，亦即再次使锚杆顶端8穿过垫板6中心的锚杆孔，并拧紧螺母7，锚杆杆体4即对边坡岩土体1施加预应力；
Figure 385924DEST_PATH_IMAGE003
通过垫板上注浆孔14对钻孔3内充填注浆体1，固结后的注浆体2将与锚杆杆体4及其底端的膨胀齿碗10，以及膨胀塞9紧紧地固结于一体，当边坡岩土体1变形时，不仅受到锚杆杆体4施加的预应力，同时受到由于边坡岩土体1变形而被动产生的锚固力。

Claims (5)

1.反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，其特征在于：它包括底端带有膨胀塞（9）的锚杆杆体（4）、底部中心设有锚杆孔Ⅰ（16）的膨胀齿碗（10）及垫台（5）、垫板（6）、螺母（7）；所述垫台（5）与所述垫板（6）上均设有锚杆孔Ⅱ；所述锚杆杆体（4）的顶端（8）依次穿过所述锚杆孔Ⅰ（16）、所述垫台（5）和所述垫板（6）的锚杆孔Ⅱ与所述螺母（7）连接到一起；所述膨胀塞（9）置于所述膨胀齿碗（10）内。
2.如权利要求1所述的反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，其特征在于：所述膨胀塞（9）呈圆台形。
3.如权利要求1所述的反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，其特征在于：所述锚杆杆体（4）的顶端（8）上设有螺纹（15）。
4.如权利要求1所述的反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，其特征在于：所述膨胀齿碗（10）呈口大底小的碗状，其开口向下，周向等间隔分布着与碗底相连的齿（11），该齿（11）的内表面分布有多个环状平台（13），且所述齿（11）的内表面与所述膨胀塞（9）的侧面吻合。
5.如权利要求1所述的反口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，其特征在于：所述垫板（6）上开有一注浆孔（14）。
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