CN106869136A - 一种扩端式土层锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扩端式土层锚杆,属于岩土工程领域。本发明的一种扩端式土层锚杆,包括拉杆和设于拉杆一端的至少一个扩端式承载体,扩端式承载体为能够与拉杆组装的独立构件,该扩端式承载体包括第一承压板、第二承压板和密封布,第一承压板和第二承压板之间固定设有若干起骨架作用的加强筋,密封布固定在第一承压板和第二承压板之间形成囊袋式结构,囊袋式结构内插装有高压注浆管。本发明利用端部扩大头来有效发挥锚杆的承载作用,同时利用加强筋与承压板发挥了“骨架效应”,在锚杆受到极限拉力作用时,扩端式承载体内的砂浆不会发生拉裂或压裂,确保了扩大头部位的锚杆端阻力有效发挥,锚杆承载力提高幅度可达37%~120%。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑锚杆,更具体地说,涉及一种扩端式土层锚杆,主要用于建筑深基坑支护、土体边坡加固等岩土工程领域。
背景技术
土层锚杆主要应用领域有:建筑深基坑支护、土体边坡加固工程、地铁车站支护和稳定性控制工程、山体滑坡整治或地质灾害防治工程,等等。对于诸应用领域的土层锚杆工程,为严格控制边坡土体的变形,确保支护结构的安全性,一般要求锚杆具有较高的极限抗拔力。对于土层锚杆,只靠增加锚固体的长度与直径,来达到较高的极限抗拔力是不可取的;如果能增大锚杆的端头阻力,让锚杆的受力方式以端头压力实现为主,其抗拔力会提高显著,锚杆的变形也较小,这将明显提高锚固工程的安全可靠度,使土层锚杆技术带来飞跃式的发展。
中国专利号ZL201420468099.3,授权公告日为2014年12月17日,发明创造名称为:一种囊式扩大头锚杆承载体,该申请案涉及一种囊式扩大头锚杆承载体,下承载板上有一个注浆孔,下承载板装在一根精轧螺纹钢上,下承载板为圆柱体,圆柱体表面有环形凹槽,精轧螺纹钢的上端部还装有一个螺帽,螺帽也为圆柱体,圆柱体表面有环形凹槽,精轧螺纹钢上还装有上承载板,上承载板位于螺帽和下承载板之间,还包括一个柔性囊袋,柔性囊袋的一端固定在螺帽上,柔性囊袋的另一端固定在下承载板上。该申请案的一种囊式扩大头锚杆承载体,解决了传统的压力型锚杆底部的承载板在注浆过程中不能被浆液包裹,裸露于土壤中的承载板会被腐蚀的问题,增加了一内置承载板即上承载板,不会被腐蚀,可长期作为受力点使用。但是,在该申请案中,锚杆承载力主要由上承载板承担,囊式扩大头部分的砂浆在受到锚杆极限拉力作用时,很容易发生拉裂(包括压裂)而失去锚固力。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有土层锚杆存在抗拔能力差的不足,提供一种扩端式土层锚杆,采用本发明的技术方案,能够在施工现场在拉杆上组装扩端式承载体,结构简单,使用方便,并通过对扩端式承载体进行高压注浆来挤压周围土体形成端部扩大头,利用端部扩大头来有效发挥锚杆的承载作用,同时利用加强筋与承压板发挥了“骨架效应”,在锚杆受到极限拉力作用时,扩端式承载体内的砂浆不会发生拉裂或压裂,确保了扩大头部位的锚杆端阻力有效发挥,锚杆承载力提高幅度可达37%~120%。
2.技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
本发明的一种扩端式土层锚杆,包括拉杆和设于拉杆一端的至少一个扩端式承载体,所述的扩端式承载体为能够与拉杆组装的独立构件,该扩端式承载体包括第一承压板、第二承压板和密封布,所述的第一承压板和第二承压板之间固定设有若干起骨架作用的加强筋,所述的密封布固定在第一承压板和第二承压板之间形成囊袋式结构,所述的囊袋式结构内插装有高压注浆管。
更进一步地,所述的扩端式承载体通过固定在拉杆上的第一定位环和第二定位环固定在拉杆上。
更进一步地,所述的密封布套设在第一承压板和第二承压板上,所述的第一承压板上设有用于固定密封布的第一盖板,所述的第二承压板上设有用于固定密封布的第二盖板。
更进一步地,所述的加强筋在第一承压板和第二承压板之间沿圆周方向均匀设置3~6根。
更进一步地,所述的加强筋的两端向内弯曲,且加强筋的两端分别与第一承压板和第二承压板焊接固定。
更进一步地,所述的拉杆上还设有止浆器,该止浆器与扩端式承载体之间形成填充腔,所述的填充腔内插装有常压注浆管。
更进一步地,所述的扩端式承载体在拉杆上设有2~5个,形成串珠状结构。
更进一步地,所述的加强筋采用三段式结构,该加强筋包括中间段和铰接在中间段两侧向内倾斜的斜向段。
更进一步地,所述的中间段的直径为15~20mm,所述的斜向段的直径为8~12mm。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:
(1)本发明的一种扩端式土层锚杆,其扩端式承载体为能够与拉杆组装的独立构件,能够在施工现场在拉杆上组装扩端式承载体,结构简单,使用灵活方便;并且通过对扩端式承载体进行高压注浆来挤压周围土体形成端部扩大头,利用端部扩大头来有效发挥锚杆的承载作用,无需进行锚孔扩孔,施工方便;同时在第一承压板和第二承压板之间固定设有若干起骨架作用的加强筋,利用加强筋与承压板发挥了“骨架效应”,在锚杆受到极限拉力作用时,扩端式承载体内的砂浆不会发生拉裂或压裂,确保了扩大头部位的锚杆端阻力有效发挥,锚杆承载力提高幅度可达37%~120%;
(2)本发明的一种扩端式土层锚杆,其扩端式承载体通过固定在拉杆上的第一定位环和第二定位环固定在拉杆上;密封布套设在第一承压板和第二承压板上,第一承压板上设有用于固定密封布的第一盖板,第二承压板上设有用于固定密封布的第二盖板,扩端式承载体结构简单,装配方便;
(3)本发明的一种扩端式土层锚杆,其加强筋在第一承压板和第二承压板之间沿圆周方向均匀设置3~6根,且加强筋的两端向内弯曲,加强筋的两端分别与第一承压板和第二承压板焊接固定,加强筋与承压板组成“骨架”整体,能够与扩端式承载体内的砂浆体产生握裹力,从而大幅提高了锚杆的极限拉力;同时加强筋的设置也能够提高砂浆体的抗压能力,有效防止砂浆体被压裂而失去锚固力;
(4)本发明的一种扩端式土层锚杆,其加强筋采用三段式结构,该加强筋包括中间段和铰接在中间段两侧向内倾斜的斜向段,中间段的直径大于斜向段的直径,在高压注浆时,随密封布向外鼓起,加强筋能够向外伸张,增大加强筋的有效分布直径,进一步提高扩端式承载体的锚固阻力;
(5)本发明的一种扩端式土层锚杆,其扩端式承载体在拉杆上设有2~5个,形成串珠状结构,能够进一步提高锚杆的极限抗拉能力;
(6)本发明的一种扩端式土层锚杆,其拉杆上还设有止浆器,该止浆器与扩端式承载体之间形成填充腔,填充腔内插装有常压注浆管,便于向锚孔内注浆,增加锚孔与锚杆的锚固力;
(7)本发明的一种扩端式土层锚杆,可用于土钉墙。
附图说明
图1为本发明实施例1中的扩端式承载体的结构示意图;
图2为本发明实施例1中的扩端式承载体与拉杆的安装示意图;
图3为本发明实施例1的一种扩端式土层锚杆在锚孔内的安装示意图;
图4为本发明实施例1的一种扩端式土层锚杆在锚孔内高压注浆状态示意图;
图5为本发明实施例1的一种具有两个扩端式承载体的扩端式土层锚杆在锚孔内的安装示意图;
图6为本发明实施例1的一种具有两个扩端式承载体的扩端式土层锚杆在锚孔内高压注浆状态示意图;
图7为本发明实施例2中的扩端式承载体的结构示意图;
图8为本发明实施例2中的扩端式承载体与拉杆的安装示意图;
图9为本发明实施例2的一种扩端式土层锚杆在锚孔内的安装示意图;
图10为本发明实施例2的一种扩端式土层锚杆在锚孔内高压注浆状态示意图。
示意图中的标号说明:
1、第一盖板;2、第一承压板;3、加强筋;4、密封布;5、第二承压板;6、第二盖板;7、第一定位环;8、第二定位环;9、拉杆;10、高压注浆管;11、常压注浆管;12、止浆器;13、锚孔;14、扩端壁;15、喷浆口。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
结合图1、图2和图3所示,本实施例的一种扩端式土层锚杆,包括拉杆9和设于拉杆9一端的至少一个扩端式承载体,扩端式承载体为能够与拉杆9组装的独立构件,扩端式承载体可事先进行制作,然后在施工现场组装在拉杆9上,结构简单,使用灵活方便;参见图1所示,该扩端式承载体包括第一承压板2、第二承压板5和密封布4,第一承压板2和第二承压板5上设有用于拉杆9穿过的通孔,第一承压板2和第二承压板5之间固定设有若干起骨架作用的加强筋3,密封布4固定在第一承压板2和第二承压板5之间形成囊袋式结构,囊袋式结构内插装有高压注浆管10。本实施例的一种扩端式土层锚杆,通过对扩端式承载体进行高压注浆来挤压周围土体形成端部扩大头,利用端部扩大头来有效发挥锚杆的承载作用,无需进行锚孔扩孔,施工方便;同时利用加强筋3与承压板发挥了“骨架效应”,在锚杆受到极限拉力作用时,扩端式承载体内的砂浆不会发生拉裂或压裂,确保了扩大头部位的锚杆端阻力有效发挥,锚杆承载力提高幅度可达37%~120%。
接续图2所示,在本实施例中,扩端式承载体通过固定在拉杆9上的第一定位环7和第二定位环8固定在拉杆9上。本实施例中的加强筋3采用一体结构,将扩端式承载体连接为一个整体,此时第一定位环7和第二定位环8分别固定在扩端式承载体的两侧,且第一定位环7和第二定位环8焊接在拉杆9上最佳。安装时,可以先将左侧的第一定位环7焊接在拉杆9上,然后将扩端式承载体穿设在拉杆9上,使扩端式承载体的左侧抵在第一定位环7上,最后将右侧的第二定位环8焊接在拉杆9上,使扩端式承载体被夹于第一定位环7和第二定位环8之间,从而起到固定扩端式承载体的作用;设置多个扩端式承载体的安装方法依次类推。上述的密封布4套设在第一承压板2和第二承压板5上,第一承压板2上设有用于固定密封布4的第一盖板1,第二承压板5上设有用于固定密封布4的第二盖板6,第一盖板1和第一承压板2、第二盖板6和第二承压板5之间采用铆钉紧固最佳;密封布4的容积根据锚固地层、注浆压力及所形成的端部扩大头尺寸确定。上述的扩端式承载体结构简单,装配方便。
在本实施例中,加强筋3在第一承压板2和第二承压板5之间沿圆周方向均匀设置3~6根,加强筋3的具体长度、根数根据锚杆承载力大小确定。加强筋3的长度设置为300mm左右,加强筋3的两端向内弯曲,且加强筋3的两端分别与第一承压板2和第二承压板5焊接固定。上述的加强筋3与承压板组成“骨架”整体,能够与扩端式承载体内的砂浆体产生握裹力,从而大幅提高了锚杆的极限拉力;同时加强筋3的设置也能够提高砂浆体的抗压能力,有效防止砂浆体被压裂而失去锚固力。
如图3和图4所示,拉杆9上还设有止浆器12,该止浆器12与扩端式承载体之间形成填充腔,填充腔内插装有常压注浆管11,利用常压注浆管11向填充腔内注入砂浆,便于向锚孔内注浆,增加锚孔与锚杆的锚固力。
在本实施例中,扩端式承载体在拉杆9上设有2~5个,形成串珠状结构,能够进一步提高锚杆的极限抗拉能力。扩端式承载体的数量根据实际需要设置,参见图5和图6所示,以设置2个扩端式承载体为例,此时拉杆9贯穿两个扩端式承载体,高压注浆管10也穿设在扩端式承载体的囊袋式结构内,且高压注浆管10上具有分别与对应的扩端式承载体相通的喷浆口15,采用一根高压注浆管10即可实现多个扩端式承载体的同步注浆,注浆后的结构如图6所示,形成串珠状结构。
实施例2
结合图7至图10所示,本实施例的一种扩端式土层锚杆,其基本结构同实施例1,不同之处在于:本实施例中的加强筋3采用三段式结构,该加强筋3包括中间段和铰接在中间段两侧向内倾斜的斜向段。由于斜向段固定在对应侧的承压板上,因此加强筋3依然将扩端式承载体组成一个整体结构,又由于中间段是与两侧的斜向段铰接的,因此在高压注浆时,容许第一承压板2和第二承压板5相互靠近,此时加强筋3向外伸张。采用该结构的加强筋3,在高压注浆时,随密封布4向外鼓起,加强筋3能够向外伸张,增大了加强筋3的有效分布直径,进一步提高了扩端式承载体的锚固阻力。另外,优选地,中间段的直径大于斜向段的直径,使斜向段具有一定的弹性变形性,具体地,中间段的直径为15~20mm,斜向段的直径为8~12mm。
由于在高压注浆时,加强筋3伸张会带动第一承压板2和第二承压板5相互靠近,因此与实施例1不同的是,在本实施例中,左侧的第一定位环7设于第一承压板2和第二承压板5之间,具体安装时,可以先将左侧的第一定位环7焊接在拉杆9上,然后将扩端式承载体从左侧穿设在拉杆9上,使第一定位环7位于第一承压板2和第二承压板5之间,然后将右侧的第二定位环8焊接在拉杆9上,并将第二定位环8与第二承压板5焊接固定,这样,第一承压板2即可在拉杆9上移动,并由第一定位环7限位。
本发明的上述实施例1和实施例2的一种扩端式土层锚杆,主要用于建筑深基坑支护、土体边坡加固、地下洞室加固等岩土工程领域,尤其还可用于土钉墙,作为土钉使用。参见图3至图6、图9和图10所示,与目前已有的锚杆端头扩孔技术明显不同,本发明的一种扩端式土层锚杆,在使用时,将扩端式承载体组装在拉杆9上,并将组装好的扩端式土层锚杆送入锚孔13内至预定位置,为了便于锚杆插入锚孔13,锚孔13的直径可比承压板的外径大30mm左右,加强筋3布设的最大外径略小于锚孔13直径即可;然后通过高压注浆管10实施高压注浆及通过常压注浆管11实施锚固段正常压力注浆,高压注浆压力为0.5~35MPa,将扩端式承载体预设的密封布4鼓起并挤压周围土体,形成扩端壁14,浆液凝结后形成端部扩大头,并通过端头预设的杆体组件增强锚杆的端头阻力,从而提高了锚杆的极限抗拔承载力。同时,由于加强筋3作用的介入,加强筋3与承压板发挥了“骨架效应”,确保了扩大头部位的锚杆端阻力有效发挥。
本发明的一种扩端式土层锚杆,其特点在于成孔时并不扩大端部的锚孔孔壁,而是通过实施端头高压注浆,使密封布鼓起并挤压周围土体,待所注的浆液凝结之后形成端部扩大头,锚杆张拉后,端部扩大头就发挥锚杆的承载作用;同时,扩端式承载体中的加强筋与承压板发挥了“骨架效应”,在“骨架效应”中,加强筋主要是通过与扩大头部分的砂浆体产生摩阻力(或称握裹力)发挥作用,承压板主要是借助于扩大头部分的砂浆体对其左边的非扩孔段土体产生阻力(或称被动土压力)发挥作用;并且加强筋在“骨架效应”中起到了决定性作用,如果没有加强筋,扩大端头部分的砂浆体在受到锚杆极限拉力作用时,很容易发生拉裂(包括压裂),随之,将失去锚固力;有了加强筋,产生“骨架效应”,在锚杆受到极限拉力作用时,也不会发生拉裂(或压裂),确保了扩大头部位的锚杆端阻力有效发挥,锚杆承载力提高幅度可达37%~120%。
本发明的一种扩端式土层锚杆,还具有现场使用方便、锚杆极限抗拔力大、张拉后位移小、安全可靠性好、造价低等优点。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种扩端式土层锚杆,包括拉杆(9)和设于拉杆(9)一端的至少一个扩端式承载体,其特征在于:所述的扩端式承载体为能够与拉杆(9)组装的独立构件,该扩端式承载体包括第一承压板(2)、第二承压板(5)和密封布(4),所述的第一承压板(2)和第二承压板(5)之间固定设有若干起骨架作用的加强筋(3),所述的密封布(4)固定在第一承压板(2)和第二承压板(5)之间形成囊袋式结构,所述的囊袋式结构内插装有高压注浆管(10)。
2.根据权利要求1所述的一种扩端式土层锚杆,其特征在于:所述的扩端式承载体通过固定在拉杆(9)上的第一定位环(7)和第二定位环(8)固定在拉杆(9)上。
3.根据权利要求2所述的一种扩端式土层锚杆,其特征在于:所述的密封布(4)套设在第一承压板(2)和第二承压板(5)上,所述的第一承压板(2)上设有用于固定密封布(4)的第一盖板(1),所述的第二承压板(5)上设有用于固定密封布(4)的第二盖板(6)。
4.根据权利要求1所述的一种扩端式土层锚杆,其特征在于:所述的加强筋(3)在第一承压板(2)和第二承压板(5)之间沿圆周方向均匀设置3~6根。
5.根据权利要求4所述的一种扩端式土层锚杆,其特征在于:所述的加强筋(3)的两端向内弯曲,且加强筋(3)的两端分别与第一承压板(2)和第二承压板(5)焊接固定。
6.根据权利要求1所述的一种扩端式土层锚杆,其特征在于:所述的拉杆(9)上还设有止浆器(12),该止浆器(12)与扩端式承载体之间形成填充腔,所述的填充腔内插装有常压注浆管(11)。
7.根据权利要求1所述的一种扩端式土层锚杆,其特征在于:所述的扩端式承载体在拉杆(9)上设有2~5个,形成串珠状结构。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种扩端式土层锚杆,其特征在于:所述的加强筋(3)采用三段式结构,该加强筋(3)包括中间段和铰接在中间段两侧向内倾斜的斜向段。
9.根据权利要求8所述的一种扩端式土层锚杆,其特征在于:所述的中间段的直径为15~20mm,所述的斜向段的直径为8~12mm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170620 |