CN108343056A - 加筋水泥土锚杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加筋水泥土锚杆，包括中空的钻头和中空的钻杆，钻头和钻杆相连通，钻头上开设有喷射孔，浆料通过钻杆压注到钻头的内腔后从喷射孔喷出；钻杆上固定连接有限位环，承载体套在钻杆上，钢绞线固定连接在承载体上；钻杆钻进过程中，限位环推动承载体朝钻进的方向运动，钻杆上套接有滑动件，滑动件位于限位环和承载体之间，用于减小承载体与限位环之间在相对转动时受到的摩擦阻力；钻杆钻进的过程中，滑动件可减小承载体与限位环之间的滑动摩擦力，限位环对承载体产生的扭转作用力减小，限位环不容易带动承载体转动，可以减小钢绞线发生的扭转程度，避免钢绞线因扭转程度过大而缠绕抱紧在钻杆上，便于从钻孔中拔出钻杆。

Description

加筋水泥土锚杆

技术领域

本发明涉及一种锚杆，特别涉及一种加筋水泥土锚杆。

背景技术

加筋水泥土锚杆可以提高墙体与土壤之间的连接强度，被广泛应用于在各种复杂地层中的基坑、边坡、隧道和地下工程的加固防护。

在基坑、边坡、隧道和地下工程的加固防护技术中，采用锚杆极为广泛，其中锚杆杆体的种类很多，各具特点，相应的施工方法却基本相同。先是在地层中钻孔后，将锚杆杆体装入钻孔中，再将水泥浆或水泥砂浆通过注浆管灌注于杆体和钻孔间的空隙内进行锚固。这种施工技术对于流砂或地下水流动性大的土层难以实现，一是锚杆难以成孔，二是锚杆的拉拔力不能满足设计的要求；如果使用套管钻机则可以实现，但其均有很大缺陷，施工成本较高施工速度较慢且施工场地泥泞，影响其他工序作业，有一定的局限性。

现有技术中的加筋水泥土锚杆包括承载体，钢绞线连接在承载体上，然后将其穿套在钻头上，钻头固定在中空的钻杆上，电机带动钻杆转动并钻进，浆料通过钻杆压送至钻头内腔中，钻头上开设有用于喷射浆料的喷射孔；钻杆带动钻头旋进过程中携带承载体边喷射水泥浆边钻进，直至达到设计孔深，一次性完成锚杆施工。钻进至设计孔深后，可高压喷射水泥浆切割土体形成多个扩大锚固体。

在钻头旋进过程中，承载体与钻头表面之间的摩擦阻力带动承载体转动，承载体使钢绞线绕钻杆中心轴线发生扭转，钢绞线扭转后与钻杆的外表面相互摩擦，从而进一步带动钢绞线扭转，钢绞线扭转程度增大并缠紧在钻杆表面上，钢绞线随钻杆一起旋转，对钻好的孔内的泥浆具有一定的扰动；钻完之后需要将钻杆拔出，缠紧在钻杆上的钢绞线会阻碍钻杆拔出。

发明内容

本发明的目的是提供一种加筋水泥土锚杆，其优点是在钻杆旋进过程中，可以避免钢绞线扭转缠绕在钻杆上。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种加筋水泥土锚杆，包括中空的钻头和中空的钻杆，钻头和钻杆相连通，钻头上开设有喷射孔，浆料通过钻杆压注到钻头的内腔后从喷射孔喷出；钻杆上固定连接有限位环，承载体套在钻杆上，钢绞线固定连接在承载体上；钻杆钻进过程中，限位环推动承载体朝钻进的方向运动，钻杆上套接有滑动件，滑动件位于限位环和承载体之间，用于减小承载体与限位环之间在相对转动时受到的摩擦阻力。

通过上述技术方案，钻杆钻进的过程中，滑动件可减小承载体与限位环之间的滑动摩擦力，限位环对承载体产生的扭转作用力减小，限位环不容易带动承载体转动，可以减小钢绞线发生的扭转程度，避免钢绞线因扭转程度过大而缠绕抱紧在钻杆上，将钻杆拔出过程中，钻杆受到的钢绞线的摩擦阻力减小，便于拔出钻杆。

本发明进一步设置为：所述滑动件为推力轴承，推力轴承两端分别与限位环和承载体相抵接。

通过上述技术方案，推力轴承可将承载体与限位环之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，减小承载体与限位环之间的摩擦阻力，减小限位环对钢绞线产生的扭转作用力。

本发明进一步设置为：所述滑动件为滑动垫圈，滑动垫圈的两端面分别与限位环和承载体相抵接。

通过上述技术方案，泥浆进入滑动垫圈表面与限位环表面之间形成一层流体层，泥浆进入滑动垫圈与承载体之间也会形成一层流体层，流体层的流动性能比较高，可以减小承载体与限位环之间的摩擦阻力。

本发明进一步设置为：所述滑动垫圈至少具有两片。

通过上述技术方案，泥浆可进入相邻滑动垫圈之间形成流体层，多层流体层可大大降低承载体与限位环之间的摩擦阻力。

本发明进一步设置为：所述钻杆上套有滚动轴承，滚动轴承位于承载体内壁和钻杆外壁之间，滚动轴承靠近限位环的一端外圈端面与所述滑动件相抵接，滚动轴承靠近限位环的一端内圈端面与滑动件之间具有间隙。

通过上述技术方案，滚动轴承可将承载体与钻杆之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，减小承载体与钻杆之间的摩擦阻力。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、滑动垫圈或推力轴承都可以减小承载体与限位环之间的摩擦阻力，在钻杆钻进过程中，限位环不容易带动承载体转动，钢绞线不容易发生扭转，避免钢绞线因扭转程度过大而缠绕抱紧在钻杆上，减小钻杆在拔出过程中受到的钢绞线的摩擦阻力；

2、滚动轴承可将承载体与钻杆之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，减小钻杆对钢绞线产生的扭转作用力。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1中体现本发明各部件之间装配结构的示意图；

图3是实施例2中体现滑动垫圈结构的示意图；

图4是实施例3中体现承载体结构的示意图。

图中，1、钻头；11、喷射孔；2、钻杆；3、限位环；4、推力轴承；5、承载体；6、滚动轴承；7、防脱环；8、滑动垫圈；9、钢绞线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

加筋水泥土锚杆，如图1所示，包括钻头1和钻杆2，钻杆2和钻头1均为中空结构，钻头1与钻杆2相固定连通，浆料通过钻杆2压注到钻头1内。钻头1上开设有喷射孔11，喷射孔11与钻头1的内腔相连通，压注至钻头1内的浆料压强比较高，可从喷射孔11高速喷出。工作时，钻杆2旋转带动钻头1旋转，将钻杆2插入需要植入锚杆的底层中，钻头1和钻杆2一边钻进一边旋转和喷射浆料，浆料冲刷钻头1周围的土壤使周围的土壤散开并与浆料相混合形成泥浆，土壤形成泥浆后流动性提高，便于钻头1和钻杆2钻进形成钻孔。

钻杆2靠近钻头1的一端固定套接有限位环3，钻杆2上套接有承载体5，承载体5位于限位环3靠近钻头1的一侧，钻头1钻进过程中，限位环3可推动承载体5向钻进的方向运动。承载体5上固定连接有钢绞线9，钢绞线9绕钻杆2的中心轴线圆周均匀阵列分布，钢绞线9与钻杆2相平行，在钻进过程中，承载体5可带着钢绞线9插入钻孔。钻至指定的深度之后，需要从钻好的钻孔中拔出钻杆2，钻杆2拔出时，承载体5可沿钻杆2的轴向朝远离钻杆2的方向相对钻杆2运动脱离钻头1，钻杆2和钻头1可单独从钻孔内拔出，承载体5和钢绞线9留在钻孔内，泥浆凝固之后形成锚杆，锚体用于与建筑墙体相固定连接，可以提高建筑墙体与地层之间的连接强度。钢绞线9嵌入在固体泥浆中，可以提高固体泥浆的韧性、抗拉强度和抗弯折强度。

钻杆2上套接有滑动件，滑动件可以为推力轴承4，推力轴承4位于承载体5与限位环3之间，推力轴承4两端分别与承载体5和限位环3相地接，钻进过程中，限位环3通过推力轴承4推动承载体5朝钻进的方向运动，推力轴承4可减小承载体5与限位环3之间的摩擦阻力，钻杆2转动时对钢绞线9产生的扭转力减小，限位环3不容易带动承载体5转动，钢绞线9不容易发较大程度的扭转变形，钢绞线9不容易缠绕抱紧在钻杆2在表面上，拔出钻杆2过程中，可以减小钢绞线9与钻杆2之间的滑动摩擦力，便于将钻杆2拔出而将钢绞线9留在钻孔内。

钻杆2上套接有滚动轴承6，滚动轴承6位于推力轴承4靠近钻头1的一侧，滚动轴承6外圈靠近推力轴承4的一端的端面与推力轴承4的端面相抵接，滚动轴承6内圈靠近推力轴承4的一端的端面与推力轴承4的端面之间具有间隙；滚动轴承6外圈转动时可带动推力轴承4转动，推力轴承4转动时也可带动滚动轴承6的外圈转动。

滚动轴承6位于承载体5的内壁和钻杆2的外壁之间，滚动轴承6内圈的内壁与钻杆2的外壁相紧密抵接，外圈的外壁与承载体5的内壁相滑动连接。钻杆2转动时，滚动轴承6可减小钻杆2与承载体5之间的摩擦阻力，钻杆2不容易带动承载体5转动，对钢绞线9产生的扭转力减小，钢绞线9不容易缠绕抱紧在钻杆2上。

钻杆2上固定套接有防脱环7，防脱环7位于推力轴承4靠近钻头1的一端，推力轴承4朝靠近钻头1的方向运动时可与防脱环7端面相抵接，防脱环7可限制滚动轴承6和推力轴承4朝靠近钻头1的方向运动脱离钻杆2和钻头1。

防脱环7的外径小于推力轴承4的外圈外径，将钻杆2从钻孔内拔出的过程中，承载体5可沿钻杆2的轴向朝远离钻杆2的方向相对于钻杆2运动脱离钻杆2和钻头1。

推力轴承4和滚动轴承6可采用带有端面密封圈的，以防止或减少泥浆进入轴承的滚子和外壳之间，降低轴承的磨损，延长推力轴承4和滚动轴承6的使用寿命。

工作过程

先将承载体5套在钻头1上，使钻头1插入需要钻孔的地层中，向钻杆2内压注浆料，同时旋转钻杆2并使钻杆2推进，钻头1一边钻进一边喷射浆料，将钻头1周围的土壤冲刷散开后与浆料相混合形成泥浆；钻进过程中，限位环3通过推力轴承4推动承载体5朝钻进方向运动，带动钢绞线9插入钻孔，推力轴承4可减小限位环3与承载体5之间的摩擦阻力，减小钻杆2旋转对钢绞线9产生的扭转力，防止钢绞线9缠绕抱紧在钻杆2上，减小钢绞线9与钻杆2表面之间的摩擦阻力，便于钻完孔后拔出钻杆2而将钢绞线9和承载体5留在钻孔内；滚动轴承6则可以减小承载体5与钻杆2外壁之间的摩擦阻力，从而减小钻杆2转动时对钢绞线9产生的扭转作用力；将钻杆2从钻孔内拔出的过程中，承载体5沿钻杆2的轴向相对钻杆2朝远离钻杆2的方向运动脱离钻杆2和钻头1，钻杆2拔出至一定距离时，可根据需要对钻孔内壁进行局部扩张，既在某个深度位置停止拔出，但保持旋转和压注浆料，浆料的压力可适当增大，以提高对钻孔内壁上土壤冲刷的强度。钻杆2拔出后，浆料在钻孔内凝固形成锚杆，在钻孔扩张位置处形成体积较大的锚体，提高锚杆的抓地强度，既提高了锚杆与地层之间的连接强度。

实施例2

滑动件为滑动垫圈8，滑动垫圈8可以设置为多片，工作过程中，浆料进入相邻滑动垫圈8之间的间隙内形成一层流体层，限位环3转动时带动与其相接触的滑动垫圈8转动，流体层可以减小相邻滑动垫圈8之间的滑动摩擦阻力，距离限位环3越远的弹性垫圈转速越慢，与承载体5相接触的滑动垫圈8因过渡的流体层数比较多，承载体5对其产生的摩擦阻力大于驱动其转动的作用力，所以，与承载体5相接触的滑动垫圈8不随钻杆2转动，可以减小承载体5对钢绞线9产生的扭转力，防止钢绞线9因扭转变形程度过大而缠绕抱紧在钻杆2上。

实施例3

与实施例1的不同之处在于，如图4所示，承载体5以垂直钻杆2中心轴线的方向的平面为剖切面所剖得的截面形状为三角形，横截面形状为三角形的承载体5在增大钢绞线9与钻杆2之间的距离的同时又可以减小承载体5的重量；由于钢绞线9与钻杆2之间的距离增大，钢绞线9的绕钻杆2的回转半径增大，钻孔内的泥浆阻碍承载体5和钢绞线9绕钻杆2旋转的扭矩增大，钢绞线9和承载体5更不容易绕钻杆2旋转；钻孔2的横截面接近圆形，横截面形状为三角形的承载体5与钻孔内壁之间的间隙比较大，便于从喷射孔11流出的泥浆沿钻孔朝远离钻头1的方向流动，减小钻头1周围的压强，从而可以使钻头1内部的浆料持续从喷射孔11喷出。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种加筋水泥土锚杆，包括中空的钻头（1）和中空的钻杆（2），钻头（1）和钻杆（2）相连通，钻头（1）上开设有喷射孔（11），浆料通过钻杆（2）压注到钻头（1）的内腔后从喷射孔（11）喷出；钻杆（2）上固定连接有限位环（3），承载体（5）套在钻杆（2）上，钢绞线（9）固定连接在承载体（5）上；钻杆（2）钻进过程中，限位环（3）推动承载体（5）朝钻进的方向运动，其特征是：钻杆（2）上套接有滑动件，滑动件位于限位环（3）和承载体（5）之间，用于减小承载体（5）与限位环（3）之间在相对转动时受到的摩擦阻力。

2.根据权利要求1所述的加筋水泥土锚杆，其特征是：所述滑动件为推力轴承（4），推力轴承（4）两端分别与限位环（3）和承载体（5）相抵接。

3.根据权利要求1所述的加筋水泥土锚杆，其特征是：所述滑动件为滑动垫圈（8），滑动垫圈（8）的两端面分别与限位环（3）和承载体（5）相抵接。

4.根据权利要求3所述的加筋水泥土锚杆，其特征是：所述滑动垫圈（8）至少具有两片。

5.根据权利要求1所述的加筋水泥土锚杆，其特征是：所述钻杆（2）上套有滚动轴承（6），滚动轴承（6）位于承载体（5）内壁和钻杆（2）外壁之间，滚动轴承（6）靠近限位环（3）的一端外圈端面与所述滑动件相抵接，滚动轴承（6）靠近限位环（3）的一端内圈端面与滑动件之间具有间隙。

6.根据权利要求5所述的加筋水泥土锚杆，其特征是：所述钻杆（2）上固定套接有防脱环（7），滚动轴承（6）位于防脱环（7）和限位环（3）之间，所述滚动轴承（6）沿钻杆（2）的轴向运动后可与防脱环（7）靠近钻杆（2）的一端相抵接。