CN1075146C - 使地基锚固的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种管子形状的地基锚件，及其在土体内锚固的方法和装置，在要进入土体内的管子部分的管壁的至少一个区域上，沿轴向至少开设有两个狭槽，管子和置于其中的尖头心轴一起被打入土体内，将尖头心轴自管子取出，向管子内沉入一装置，该装置动作时向管子的内壁施加一受控的径向载荷，利用该装置使管子至少一个开有轴向狭槽的区域受到径向载荷作用，使管子的所述区域产生受控径向膨胀；当管子膨胀到预定的程度时，自管子中取出所述装置。

Description

地基锚件，及其锚固的方法和装置

本发明涉及采用呈管子状的地基锚件及其在土体中锚固的方法，其中，在要进入土体内的管子部分的管壁的至少一区域上，沿轴向至少开设有两个狭槽。管子和置于其中的尖头心轴一起被打入土体内。

此外，本发明还涉及到一种装置，按照本发明的方法，用此装置可使管状地基锚件以受控方式沿径向膨胀。

举例来说，在打地基时，将锚固件或深或浅地贯入土体内的锚固过程是众所周知的。目前，最为常见的锚固形式是，在预定锚固点设置混凝土模子。由于在进行混凝土浇注过程之前，首先要在土体内凿开一个浇注模，故这种锚固方式对时机的要求甚为苛刻。而且，只有混凝土凝固后，这种锚固件才能投入使用。另外，混凝土锚固件还有一个不利之处，即使用若干年之后，它可能会崩裂。为了能对这种锚固件的耐用程度进行检查，必须使其裸露在外。

要避免锚固件浇注，可向土体内打入一金属件，这也是公知的。将该金属件打入后因其自身的形状而锚固于土体内。然而这种地基锚固件难以足够深地打入土体内，以承受较高的载荷。另外，业已知道，在土体内例如打入一金属管，然后使其变形，可实现在土体内的加固。

专利文献DE-1,484,565披露了一种上述形式的地基锚件。它主要包括带有实心尖头的管子，管子内设置有和尖头相连接的圆杆。管子靠尖头上方的部位上开有一些狭槽，这些狭槽在管子上规则分布，且沿管子轴向延伸。将圆杆和置于其周围的管子打入土体之后，地基锚件就锚固于土体内，此时，将有一沿轴向向上的力作用在圆杆上，而一沿轴向向下的作用力使管子维持在一位置，从而驱动圆杆向上移动而自管子移出，同时管子的尖头逼近管子上部。由于在开有狭槽的部位，管子的轮廓受到干涉，因而在此部位会产生膨胀。然后，将圆杆自管子中取出。

这种锚固方式的不利之处在于，它不适于在土体的深处锚固，且只适用于尺寸非常小的地基锚件。而对于大尺寸锚件和深层锚固情形来说，这种锚固办法既不经济也不实用，故难以实施。而且，若要求管状地基锚件有多个膨胀区域，这种方法也不尽如人意。

本发明的目的在于提供一种具有沿轴向开有狭槽的管状地基锚件的土体锚固件，以克服上述问题。这一目的是借由本发明的方法来实现的。这一方法特征是，向管子内沉入一装置，该装置动作时向管子的内壁施加一径向载荷，利用该装置使管子的至少一个开有狭槽的区域受到径向载荷作用，从而使管子的所述区域产生受控的径向膨胀；当管子膨胀到预定的程度时，自管子中取出该装置。

根据本发明的一个具体特征，为使地基锚件进一步膨胀，每一管子上包括有两个以上的上述区域，每一区域上开有两个以上的狭槽。

根据本发明的又一个具体特征，在每一个所述的开有狭槽的区域上均施加有径向载荷，以增加锚固件的承载能力。

根据本发明的再一特征，在锚固过程中对和膨胀有关的数据进行测量，以评估锚固件的承载能力。这些测得的数据还用于对土体特性进行土力学评估。

本发明的目的还在于提供一种采用上述方法的地基锚件。用于实现这一目的的装置的特征如下。管子沿全长度是开放的，利用一尖头心轴设法将管子打入土体内，尖头心轴置于管子内，它具有一下部尖端，且具有合适的长度，以便在打入过程中，尖头心轴的下部尖端伸出于管子的底端之外；尖头心轴和管子被打入时，它们的上端连在一起并连动，从而随着尖头心轴和管子的打入，它们的上端同时移动；尖头心轴打入后，将其自管子中取出，此时，沉入管子内的装置将至少以管子的内壁各侧上的彼此正对的两点为作用点并于两狭槽之间的部位处向管子施加载荷，载荷的作用方向是朝向管子的，从而在此区域使管子产生受控膨胀。

本发明的再一目的是提供一种通过实施本发明的方法而使管状地基锚件沿径向产生受控膨胀的装置。用于实现这一目的的装置的特征在于，该装置包括：装置主体，它可沉入管状地基锚件内；至少两个沿径向取向的柱塞，柱塞于装置主体上等间隔设置，且可移动地安装于主体上的相应的径向凹孔内，凹孔沿某一方向在装置主体的外缘上是向外开放的，而在另一方向上，由装置主体形成的底座将凹孔封住；液流连通部件，它通过底座将凹孔和设置于主体外侧的液流附件连接起来；以及将液流连通件上的液流附件和供液装置连接的部件。

根据本发明的一个具体特征，为使所述装置产生的力均匀分布，该装置上设有三个凹孔和三个柱塞。

根据本发明的又一个具体特征，为使所述装置产生的力在地基锚件的大部分周向表面上均匀分布，在该装置上设有四个凹孔和四个柱塞。

根据本发明的最后一个具体特征，沿所述装置的长度方向，各凹孔之间大致沿轴向等间隔布置，以便当地基锚件膨胀时，柱塞的行程达到最大值。

下面参照附图对本发明进行说明。附图中：

图1示出了管状地基锚件的一个基本实施例；

图2是图1所示的管状地基锚件打入土体时的情形；

图3示出的是实施本发明的方法的管状地基锚件；

图4为一侧视图，示出了采用本发明的方法使管状地基锚件进行径向膨胀的一装置的实例；

图5为图4所示的装置的立体图。

本发明的方法旨在供由弹性材料制成的管状构件使用，比如说，钢管2形式的地基锚件1。钢管沿其全长度是开放的，在管子2的两个不同区域上开有两个轴和狭槽3a,3b，它们分别位于钢管的一侧。管子的开有狭槽的部分将打入土体内。

在打入过程中，尖头心轴4置于管子2内部。尖头心轴具有一下部尖端4a，打入时，它自管子的下端伸出，以便于进入土体内。该尖头心轴降低了在打入过程中作用于管子2上的载荷，同时可防止地基或其它材料充满管子。由于具有尖头心轴4，管子2可打入具有岩石或冻土的地基内。打入时，尖头心轴4的上端和管子2的上端彼此连在一起并连动，从而随着管子和尖头心轴的打入，它们的上端也同时移动。当管子2已进入适当的深度时，将尖头心轴自管子中取出，在打入另一管子时，还可再使用这一尖头心轴。上述打入过程是由机械手段如利用液力锤来实现的。

管子打入土体之后，将装置5置于管子之内。当该装置处于第一伸缩位置时，可将其容易地移入管子2内。例如，此装置可包括图4和图5所示的液压装置。很明显，也可使用其它装置。

图4和5所示的装置5尤其适于用来使管状地基锚件1沿径向进行膨胀。装置5包括一装置主体5a，它可沉入管状地基锚件1之内。用整体式钢质部件制成该主体5a是合适的。装置主体5a包括四个沿径向取向的柱塞6，柱塞在该装置的外周面上以均匀间隔设置，且可移动地安装在装置主体5a上的相应的径向凹孔7内。凹孔7沿该装置的长度方向依轴向大致等间隔布置，每一凹孔7沿某一方向在装置主体的外缘上是向外开放的，而在另一方向上，凹孔没有贯穿整个装置主体5a，它被装置主体形成的底座封住。用于容纳液压柱塞6的凹孔7是在装置主体5a上镗出或铣出的孔。该整体式装置主体5a包括液流连通部件，它通过底座将凹孔7和设于装置主体外部的液流附件8连接起来。液流连通部件通过液流附件8连在供液装置上。

供液装置最好是工作压力可达1000巴的双作用式高压泵。供液装置上安装有用于测量压力、流量和其它重要参数的设备。

在进行锚固过程的同时，可对和膨胀有关的数据，即压力、流量等进行测量，故可确定管状地基锚件所承受的压力、张力和扭矩。所测数据还可用于对土体特性进行土力学初步评估。

上述装置5可向管子的开有轴向狭槽的区域沿径向施加载荷。当该装置处于第二伸缩位置时，载荷沿指向管壁的方向作用于管子内部。在此位置时，装置5内的油已被压缩从而使柱塞6向外移动。由于所有的凹孔7彼此连通以使液体流动，当其中一个柱塞达到最大压力时，油将流到另一个凹孔，直至使所有的柱塞6都处于外伸位置。

若载荷作用在位于管子两侧的至少两个相对的点上时和作用在狭槽之间的部位时，狭槽3a,3b可使管子开有狭槽的区域产生膨胀，因而膨胀或变形发生在轴向狭槽3a,3b周围。通过将装置5导入管子内，可以控制管子的开有狭槽的区域的径向膨胀，因而可以使锚固件更好地和土体条件相适应。

若要在某一给定的部位使管子膨胀，则驱动该装置使之恢复到某一形状以适于在管子内移动。它是这样实现的，即双作用式供液装置使液压油回流，从而使各柱塞6移入装置主体5a内部。然后将装置5自管子中移出，或移至另一个要膨胀的区域。因此，这种装置还可使开有轴向狭槽3a,3b的管子的其它区域进行膨胀。管子可产生膨胀的次数主要受限于管子上有多个区域上开设有轴向狭槽。可以看出，即使管子的某一特定区域上开设轴向狭槽，也未必就选择此区域膨胀。

本发明提供了一种将管子状的地基锚件在土体中锚固的方法，此方法简便易行。制成的锚固件包括其上一个以上的区域已产生变形的管子2，从而使在这些区域管子的径向边缘尺寸增大。但是，管子变形后，其管腔沿管子全长度仍得以维持，因此便于对管子进行检查，例如是否因腐蚀而破坏等。

可以理解，本发明所述的方法并不局限于使用图4和5所示的装置，这种装置仅是用于使管状地基锚件的管子的特定区域产生径向膨胀的装置的一个实例。

Claims (10)

1．一种管子(2)形状的地基锚件(1)，其中，在要进入土体内的管子(2)部分的管壁的至少一个区域上，沿轴向至少开设有两个狭槽(3a,3b)，其特征在于，管子(2)沿全长度是开放的，利用一尖头心轴(4)设法将管子打入土体内，尖头心轴置于管子内，它具有一下部尖端(4a)，且具有合适的长度，以便在打入过程中，尖头心轴的下部尖端(4a)伸出于管子的底端之外；打入时，尖头心轴(4)的上端和管子(2)的上端连在一起并连动，从而随尖头心轴和管子的打入，它们的上端同时移动；尖头心轴(4)打入后，将其自管子(2)中取出，此时，沉入管子内的装置(5)将至少以管子(2)的内壁各侧上的彼此正对的两点为作用点并于两狭槽(3a,3b)之间的部位处向管子施加载荷，载荷的作用方向是朝向管子的，从而在此区域使管子(2)产生受控膨胀。

2．一种在土体中锚固权利要求1所述的地基锚件的方法，其中，在要进入土体内的管子(2)部分的管壁的至少一个区域上，沿轴向至少开设有两个狭槽(3a,3b)，管子和置于其中的尖头心轴(4)一起被打入土体内，管子打入土体后，将尖头心轴自管子取出，其特征在于，向管子内沉入一装置，该装置动作时向管子的内壁施加一受控的径向载荷，利用该装置(5)使管子的至少一个开有轴向狭槽(3a,3b)的区域受到径向载荷作用，从而使管子的所述区域产生受控的径向膨胀；当管子膨胀到预定的程度时，自管子中取出所述装置。

3．如权利要求2所述的方法，其特征在于，每一管子(2)上包括有两个以上的所述区域，每一区域上开有两个以上的狭槽(3a,3b)。

4．如权利要求2所述的方法，其特征在于，每一开有狭槽的区域上均作用有径向载荷。

5．如权利要求3所述的方法，其特征在于，每一开有狭槽的区域上均作用有径向载荷。

6．如上述权利要求2,3,4,5中任何一个所述的方法，其特征在于，在锚固过程中对和膨胀有关的数据进行测量；所测得的数据用于对土体的特性进行土力学初步评估。

7．一种权利要求2所述的方法中使管状地基锚件(1)沿径向产生受控膨胀的装置(5)，其特征在于，该装置包括：装置主体(5a)，它可沉入管状地基锚件(1)内；至少两个沿径向取向的柱塞(6)，柱塞于装置主体(5a)上等间隔设置，且可移动地安装于主体上的相应的径向凹孔(7)内，凹孔(7)沿某一方向在装置主体(5a)的外缘上是向外开放的，而在另一方向上，由装置主体(5a)形成的底座将凹孔封住；液流连通部件，它通过底座将凹孔(7)和设于装置主体(5a)外侧的液流附件(8)连接起来；以及将液流连通部件上的液流附件(8)和供液装置连接的部件。

8．如权利要求7所述的装置(5)，其特征在于，其上设置有三个凹孔(7)和三个柱塞(6)。

9．如权利要求7所述的装置(5)，其特征在于，其上设置有四个凹孔(7)和三个柱塞(6)。

10．如权利要求7、8、9中任何一个所述的装置(5)，其特征在于，沿装置(5)的长度方向布置的各凹孔(7)沿轴向的间隔大致相同。

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