CN115404856A - 复合型旋转桩锚 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种复合型旋转桩锚，包括锚杆、螺旋叶片以及挡土组件；挡土组件安装于锚杆的上部；当进行埋土作业时，锚杆通过螺旋转动将螺旋叶片以及挡土组件插入地面，进而通过挡土组件与土壤的接触以提高挡土力。本申请的有益效果：本申请在不改变现有旋转桩锚的结构和功能的基础上，通过加装可以随锚杆进行自旋插入的挡土组件，有效的增大旋转桩锚的挡土面积，进而提高旋转桩锚的挡土力。使得其抗拔力和挡土力的力学性质一致，拓展了旋转桩锚的作业范围，提高其作业能力，保证了作业安全性。

Description

复合型旋转桩锚

技术领域

本申请涉及工程施工技术领域，尤其是涉及一种旋转桩锚。

背景技术

如图1所示，为现有的一种旋转桩锚的结构示意图。其主要结构包括锚杆100以及固定于锚杆100下部的螺旋叶片110；当锚杆100进行埋土作业时，锚杆100可以通过上端的锚耳120进行螺旋转动，从而将锚杆100连同螺旋叶片110插入土中。

现有的旋转桩锚在进行工作时，如图2所示，旋转桩锚产生的阻力主要由螺旋叶片110进行提供；由于旋转桩锚主要用于泥水地或者流沙地质，使得旋转桩锚在实际工作中所受的挡土力较小，进而导致旋转桩锚发生偏斜。

发明内容

本申请的其中一个目的在于提供一种能够提高工作稳定性的复合型旋转桩锚。

为达到上述的目的，本申请采用的技术方案为：一种复合型旋转桩锚，包括锚杆、螺旋叶片以及挡土组件；所述挡土组件安装于所述锚杆的上部；当进行埋土作业时，所述锚杆通过螺旋转动将所述螺旋叶片以及所述挡土组件插入地面，进而通过所述挡土组件与土壤的接触以提高挡土力，从而可以有效的提高所述锚杆的抗倾覆能力。

优选的，所述挡土组件滑动安装于所述锚杆；当所述锚杆螺旋插入地面时，所述锚杆适于通过上端设置的锚耳对所述挡土组件进行挤压，进而带动所述挡土组件竖直插入地面。

优选的，所述挡土组件包括挡土部和筒衬套；所述挡土部和所述筒衬套之间进行固定连接；所述挡土组件适于通过所述筒衬套滑动安装于所述锚杆；所述挡土组件适于通过所述挡土部与土壤的接触以提高挡土力。

优选的，所述挡土部包括呈筒管和若干筋板，所述筒管对应的横截面呈圆形，所述筒管对应的竖截面的面积至少为所述锚杆对应的竖截面的面积的三倍；所述筒管通过所述筋板与所述筒衬套进行固定连接。

优选的，所述筋板的数量为多块，各所述筋板沿圆周方向等间隔设置，且各所述筋板平行于所述筒衬套的轴线。

优选的，所述筋板与所述筒衬套的长度相等且均为H₂，所述筒管的长度为H₁；H₂和H₁的比值为0.4-0.8。

优选的，所述筋板和所述筒衬套均设置于所述筒管的上部，且所述筋板、所述筒衬套以及所述筒管的上端相互平齐。

优选的，所述锚杆的上部滑动套接有挡环，所述挡环位于所述锚耳和所述挡土组件之间；以使得当所述锚杆螺旋插入地面时，所述锚耳通过所述挡环挤压所述挡土组件。

优选的，所述锚杆的下部滑动套接有挡套，所述挡套位于所述挡土组件与所述螺旋叶片之间，以使得通过所述挡套的相抵，避免所述挡土组件与所述螺旋叶片发生接触。

优选的，所述挡套的长度大于H₁-H₂的值。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

本申请在不改变现有旋转桩锚的结构和功能的基础上，通过加装可以随锚杆进行自旋插入的挡土组件，有效的增大旋转桩锚的挡土面积，进而提高旋转桩锚的挡土力。使得其抗拔力和挡土力的力学性质一致，拓展了旋转桩锚的作业范围，提高其作业能力，保证了作业安全性。

附图说明

图1为现有的一种旋转桩锚的整体结构示意图。

图2为现有的一种旋转桩锚进行埋土使用时的状态示意图。

图3为本发明的在整体结构示意图。

图4为本发明中挡土组件于正视方向的剖视结构示意图。

图5为本发明中挡土组件于俯视方向的结构示意图。

图6为本发明进行埋土使用时的状态示意图。

图中：锚杆100、螺旋叶片110、锚耳120、挡环130、挡土组件2、筒管21、筒衬套22、筋板23、挡套3。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的其中一个优选实施例，如图3至图6所示，一种复合型旋转桩锚，包括锚杆100、螺旋叶片110以及挡土组件2。螺旋叶片110固定安装于锚杆100的下部，挡土组件2安装于锚杆100的上部。当进行埋土作业时，锚杆100可以通过螺旋转动将螺旋叶片110以及挡土组件2插入地面，进而通过挡土组件2与土壤的接触以提高挡土力，从而可以有效的提高锚杆100的抗倾覆能力。

为了方便理解，如图2所示，可以对现有的旋转桩锚进行受力分析。当锚杆100插入地面时，锚杆100的上端与牵引绳进行栓接，使得锚杆100受到牵引绳的倾斜拉力F；可以将倾斜的拉力F进行分解以得到竖直分力Fy和水平分力Fx。在旋转桩锚插入地面后，对于竖直方向的分力Fy可以通过螺旋叶片100与土壤产生的锚固力Qy来进行平衡，对于水平方向的分力Fx可以通过土壤对锚杆100的挡土力Qx来进行平衡。

在实际作业时，由于螺旋叶片110的面积较大，且位于土壤内的深度较深，从而螺旋叶片110产生的锚固力Qy是可以满足对拉力F的竖直分力Fy进行平衡。但是，锚杆100对应的竖截面的面积较小，使得锚杆100受到的挡土力Qx无法平衡拉力F的水平分力Fx，从而锚杆100在使用的过程中会逐渐的向牵引绳的方向进行倾斜。随着锚杆100的倾斜，会导致牵引绳变的松弛，同时还会增大锚杆100所受到的拉力F对其轴线方向的分力，进而可能会造成锚固力不足而被拔起。

从而，本申请中通过在锚杆100上安装挡土组件，通过挡土组件与土壤的接触来增大旋转桩锚的整体受力面积，进而增大所受到的挡土力Qx，进而可以有效的平衡拉力F的水平拉力Fx，以保证锚杆100在作业的过程中始终保持竖直插入的状态。

本实施例中，如图3和图6所示，挡土组件2滑动安装于锚杆100；当锚杆100螺旋插入地面时，锚杆100可以通过上端设置的锚耳120对挡土组件2进行挤压，进而带动挡土组件2竖直插入地面。

可以理解的是，在锚杆100带动螺旋叶片110进行螺旋转动来插入地面时，若挡土组件2也随锚杆100进行同步的旋转，势必会导致锚杆100的旋转阻力增大，进而需要提供更大的驱动力。而将挡土组件与锚杆100进行滑动安装，从而在工作人员进行螺旋转动锚杆100时，随着锚杆100的下移，可以通过锚杆100上端的锚耳120来竖直挤压挡土组件，使其被挤压竖直插入地面，无需经过螺旋转动，可以有效的降低工作人员的劳动强度。

具体的，如图3和图6所示，锚杆100的上部滑动套接有挡环130，挡环130位于锚耳120和挡土组件2之间；以使得当锚杆100螺旋插入地面时，锚耳120通过挡环130挤压挡土组件2。

可以理解的是，在锚杆100进行螺旋插入地面时，锚耳120在带动挡土组件进行下移的同时，还会与挡土组件的上端面进行摩擦。由于锚耳120的下端面并不一定平整，从而锚耳120在转动时，可能会带动挡土组件进行同步转动，进而会增加锚杆100的转动阻力；即使不转动，锚耳120和挡土组件较大的摩擦力也会导致锚杆100的转动阻力变大。

从而，通过安装挡环130，通过挡环130的光滑端面，可以有效的降低锚耳120以及挡土组件与挡环130的阻力，进而保证锚杆100在螺旋转动时，挡土组件于圆周方向保持静止。

本申请的其中一个实施例，如图3至图5所示，挡土组件2包括挡土部和筒衬套22；挡土部和筒衬套22之间进行固定连接；挡土组件2可以通过筒衬套22滑动安装于锚杆100；挡土组件2可以通过挡土部与土壤的接触以提高挡土力。

具体的，如图3至图5所示，挡土部包括呈筒管21和若干筋板23，筒管21对应的横截面呈圆形，筒管21对应的竖截面的面积至少为锚杆100对应的竖截面的面积的三倍；筒管21通过筋板23与筒衬套22进行固定连接。

可以理解的是，由挡土力的计算公式Qx＝ρ*S可知，挡土力主要受到土壤的比压值ρ(kg/cm²)以及挡土面积S(cm²)的影响。

为了方便进行理解，可以通过行具体的参数进行阐述。

一般的，锚杆100的插入地面的长度为1.1m，锚杆100的直径为25mm；则锚杆100产生的挡土面积S＝275cm²；取土壤的比压值ρ＝1kg/cm²，则锚杆100所能产生的极限挡土力为275kg。

取筒管21的直径为240mm，长度为300mm，则筒管21所产生的挡土面积S＝720cm²；从而筒管21所能产生的极限挡土力为720kg。即通过设置挡土组件，可以将传统的旋转桩锚的挡土力再提高三倍，使得旋转桩锚的总挡土力接近一吨，可以有效的防止旋转桩锚受力后发生偏转跑锚。

还可以理解的是，通过横截面为圆形的筒管21，可以使锚杆100在各个方向上所受到的挡土力的值都相同。当然，筒管21的横截面也可以不是圆形，只需在进行埋土作业时，将筒管21最大挡土面积对应的截面方向正对牵引绳即可。

本实施例中，如图4和图5所示，筋板23的数量为多块，各筋板23沿圆周方向等间隔设置，且各筋板23平行于筒衬套22的轴线。

可以理解的是，筋板23的数量可以根据实际需要进行设置，例如图5所示，筋板23的数量为六块。筋板23的数量不易过多，也不易过少。过多的筋板23会导致挡土组件下移时对地面的挤压面积多大，进而影响挡土组件插入地面；多少的筋板23也会导致筒管21和筒衬套22之间的连接强度不足。同时，通过将筋板23进行平行于筒衬套22轴线方向的设置，可以保证筋板23以最小的挤压面积与地面进行接触，以进一步的降低挡土组件插入地面的阻力。

本实施例中，如图4所示，筋板23与筒衬套22的长度相等且均为H₂，筒管21的长度为H₁；H₂和H₁的比值为0.4-0.8。

可以理解的是，筋板23的长度越长，则挡土组件插入地面时，筋板23插入的深度也越深，从而筋板23插入时产生的阻力也就越大。从而可以在满足对筒管21支撑强度的同时，尽可能的缩短筋板23的长度。一般的，筋板23的长度为筒管21长度的40％-80％，优选为50％。

本实施例中，如图4所示，筋板23和筒衬套22均设置于筒管21的上部，且筋板23、筒衬套22以及筒管21的上端相互平齐。

可以理解的是，若筋板23安装于筒管21的下部，则筋板23的长度并不会改变其插入地面的深度；即筋板23产生的插入阻力基本不会缩小。而将筋板23设置于筒管21的上部，可以保证任意长度的筋板23插入地面所对应的深度是最浅的。

本实施例中，如图3和图6所示，锚杆100的下部滑动套接有挡套3，挡套3位于挡土组件2与螺旋叶片110之间，以使得通过挡套3的相抵，避免挡土组件2与螺旋叶片110发生接触。

可以理解的是，在本申请的旋转桩锚不使用时，挡土组件会在重力的作用下沿锚杆100下滑至与螺旋叶片110进行接触；并且在运输的过程中，挡土组件可能会持续的和落叶叶片110进行碰撞，使得筒管21的下端口以及螺旋叶片110的端面发生磨损，进而影响使用效果。从而，通过安装挡套3，可以避免挡土组件与螺旋叶片110的接触。进而挡套3的长度至少要大于筒管21和螺旋叶片110接触时，筒衬套23的下端与螺旋叶片110之间的距离；即挡套3的长度至少要大于H₁-H₂对应的长度值。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种复合型旋转桩锚，其特征在于，包括：

锚杆；

螺旋叶片，所述螺旋叶片固定设置于所述锚杆的下部；以及

挡土组件，所述挡土组件安装于所述锚杆的上部；

当进行埋土作业时，所述锚杆通过螺旋转动将所述螺旋叶片以及所述挡土组件插入地面，进而通过所述挡土组件与土壤的接触以提高挡土力。

2.如权利要求1所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述挡土组件滑动安装于所述锚杆；当所述锚杆螺旋插入地面时，所述锚杆适于通过上端设置的锚耳对所述挡土组件进行挤压，进而带动所述挡土组件竖直插入地面。

3.如权利要求2所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述挡土组件包括挡土部和筒衬套；所述挡土部和所述筒衬套之间进行固定连接；所述挡土组件适于通过所述筒衬套滑动安装于所述锚杆；所述挡土组件适于通过所述挡土部与土壤的接触以提高挡土力。

4.如权利要求3所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述挡土部包括呈筒管和若干筋板，所述筒管对应的横截面呈圆形，所述筒管对应的竖截面的面积至少为所述锚杆对应的竖截面的面积的三倍；所述筒管通过所述筋板与所述筒衬套进行固定连接。

5.如权利要求4所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述筋板的数量为多块，各所述筋板沿圆周方向等间隔设置，且各所述筋板平行于所述筒衬套的轴线。

6.如权利要求4所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述筋板与所述筒衬套的长度相等且均为H₂，所述筒管的长度为H₁；H₂和H₁的比值为0.4-0.8。

7.如权利要求4所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述筋板和所述筒衬套均设置于所述筒管的上部，且所述筋板、所述筒衬套以及所述筒管的上端相互平齐。

8.如权利要求1-7任一项所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述锚杆的上部滑动套接有挡环，所述挡环位于所述锚耳和所述挡土组件之间；以使得当所述锚杆螺旋插入地面时，所述锚耳通过所述挡环挤压所述挡土组件。

9.如权利要求6所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述锚杆的下部滑动套接有挡套，所述挡套位于所述挡土组件与所述螺旋叶片之间，以使得通过所述挡套的相抵，避免所述挡土组件与所述螺旋叶片发生接触。

10.如权利要求9所述的复合型旋转桩锚，其特征在于：所述挡套的长度大于H₁-H₂的值。

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