CN103982214B - 一种新型圆台型锚杆结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于岩土工程中锚杆支护与加固技术领域，特别涉及一种新型圆台型锚杆结构。新型圆台型锚杆结构由承力垫片1、连接铰2、支撑杆3、套筒4和拉力弹簧5共五部分构成，配合定位螺栓7固定于锚杆主体6结构上，形成可开合的锚杆结构。其特点：(1)结构简单，便于加工和安装；(2)操作方便，当钻孔扩孔后，将装有可开合式支架的锚杆插入钻孔中，支架到达设计扩孔位置后通过拉力弹簧5作用使支架自行打开，在扩孔腔内形成钢筋骨架，与锚固剂形成混合受力构件；(3)支架尺寸可根据不同强度岩土体多需的扩孔直径进行调整。本发明结构简单、操作方便、可有效提高锚杆单锚承载力，同时能有效控制围岩变形位移，对采矿工程中新型锚杆技术的发展和应用都具有重要的价值。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程中锚杆支护技术领域，特别涉及一种新型圆台型锚杆结构。
背景技术
近年来，国内外岩土工程领域针对传统锚杆改进展开了大量的研究。包括土工织物锚，该织物锚能在拉力作用下将锚板上方的土体向外挤压，形成土工织物包裹体，从而调动较大范围内的土体参与工作，达到增大基础抗拔力的目的；自扩锚模型，实现锚头在土体中自张为扩大头，且拉拔试验表明其抗拔力较传统锚杆有很大提高。类似的研究成果还有圆锥型锚杆、螺旋叶片锚杆、涨壳式锚杆等。因此，通过扩大锚杆端部以增加受力面积是目前新型锚杆的一个研究热点，也是提高锚杆承载力的一种重要措施。
扩孔型锚杆支护技术已经成功应用于边坡和基坑工程中，并取得了较好的支护效果。其扩孔是在钻孔成孔后，根据设计要求进行定位、定量扩孔，形成一个有局部扩大体的锚杆孔。注浆后，扩大体增加了锚固体与土体的接触面积，锚杆端承作用与摩擦作用的结合使得锚杆锚固力得到了较大提高。
目前，国内外关于岩土工程中的扩孔方法主要包括机械扩孔、爆炸扩孔、水力扩孔及压浆扩孔，尤其对于硬岩扩孔后，锚杆仍采用直杆钢筋，在达到钢筋与锚固剂极限侧摩阻力后钢筋从锚固体中拔出，无法完全发挥出扩孔部位锚固体的承载力，造成了资源的浪费，若能在扩孔部位锚固体中加入圆台型结构，则能够在扩孔处形成钢筋-锚固剂混合受力构件，则可以显著提升扩孔型锚杆的承载力。因此开发新型圆台型锚杆结构已经成为采矿工程中扩孔型锚杆支护技术发展的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、操作方便，能满足采矿工程中扩孔型锚杆支护技术要求的新型圆台型锚杆结构。
本发明解决技术问题采用的技术方案是：新型圆台型锚杆结构由承力垫片1，连接铰2，支撑杆3，套筒4和拉力弹簧5五部分构成，配合定位螺栓7固定于锚杆主体6结构上，形成可圆台型锚杆。其特点：(1)结构简单，便于加工和安装；(2)操作方便，当钻孔扩孔后，将装有可圆台型结构的锚杆插入钻孔中，结构到达设计扩孔位置后通过拉力弹簧5作用使结构自行打开，在扩孔腔内形成钢筋骨架，注入锚固剂后可与锚固剂形成混合受力构件；(3)结构尺寸可根据不同强度岩土体多需的扩孔直径进行调整。
本发明所生产的新型圆台型锚杆结构，结构简单、操作方便、可有效提高锚杆单锚承载力，同时能有效控制围岩变形位移，能满足采矿工程中扩孔型锚杆支护技术要求，对采矿工程中新型锚杆技术的发展和应用都具有重要的价值。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1圆台型结构张开状态示意图
图2圆台型结构闭合状态示意图
图3承力垫片1设计示意图
图4套筒4示意图
图5连接铰2示意图
其中，①承力垫片；②连接铰；③支撑杆；④套筒；⑤拉力弹簧；⑥定位螺栓；⑦锚杆主体。
具体实施方式
本发明提供了一种新型圆台型锚杆结构，下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明。结构参数(以高度80mm结构为例)：
承力垫片1：用于固定支撑杆3和套筒4，外径为Φ37mm，管内径为Φ21mm，厚度为4mm；两个对称钻孔直径Φ4mm
连接铰2：用于铰接两根钢筋支撑杆3，铰接支撑杆3与承力垫片1，使其形成可在二维平面活动的铰接结构，其材质为Φ4mm钢条；
支撑杆3：闭合时能够使整根锚杆满足进孔要求，在扩孔位置打开后与锚固剂形成混合受力构件，材质为Φ8mmHPB235级钢筋，其上钻孔为直径Φ4mm；
套筒4：限制结构整体高度及结构打开后的最大直径，选用外径Φ25mm长度72mm镀锌钢管；
拉力弹簧5：使结构能在扩孔位置自由打开。
实施方法：
(1)首先将圆台型结构安装在锚杆(锚索)主体6上，再用定位螺栓7固定；
(2)其次将结构闭合，推送至扩孔位置，结构依靠拉力弹簧5弹力可自行打开；
(3)最后，注入锚固剂，安装锚杆托盘。
Claims (2)
1.一种新型圆台型锚杆结构，其特征在于：
包括圆台型支架，圆台型支架包括：承力垫片(1)：用于固定支撑杆(3)和套筒(4)；承力垫片(1)上设置两个直径为4mm对称钻孔；连接铰(2)：用于铰接两根钢筋支撑杆(3)，铰接支撑杆(3)与承力垫片(1)，使其形成可在二维平面活动的铰接结构；支撑杆(3)：闭合时能够使整根锚杆满足进孔要求，在扩孔位置打开后与锚固剂形成混合受力构件；套筒(4)：限制圆台型支架整体高度及圆台型支架打开后的最大直径；拉力弹簧(5)：使圆台型支架能在扩孔位置自由打开；所述承力垫片(1)通过连接铰(2)铰接支撑杆(3)，所述套筒(4)设置在两个承力垫片(1)之间，所述拉力弹簧(5)两端分别连接在两个承力垫片(1)上；施工过程中，首先将圆台型支架安装在锚杆主体(7)上，再用定位螺栓(6)固定；其次将圆台型支架闭合，推送至扩孔位置，圆台型支架依靠拉力弹簧(5)弹力可自行打开；最后，注入锚固剂，安装锚杆托盘；所述新型圆台型锚杆结构适用于岩土工程领域；所述新型圆台型锚杆结构在扩孔腔内打开，在扩孔腔内形成钢筋骨架，与锚固剂混合形成钢筋混合受力构件。
2.根据权利要求1所述的新型圆台型锚杆结构，其特征在于，所述圆台型支架结构高度及打开后最大外径可根据不同岩土体扩孔条件进行调整。
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